嵌入式实时心电检测与分析系统

论文摘要

随着社会节奏的加快,心血管疾病已经成为人类的第一大杀手。为了有效地监护心血管疾病患者,20世纪60年代,Holter博士成功研制了Holter系统。随着现代通信技术的发展,Holter系统逐渐演变为基于因特网的心电监护系统和基于无线通信的心电监护系统,以及发展到今天的基于CDMA和因特网的心电监护系统以及基于GPRS和因特网的心电监护系统。心电监护仪作为心电监护终端,主要完成心电数据的采集、存储、发送和分析等功能。由于监护仪的设备所限,能在监护仪的嵌入式环境下实现的算法不仅需要有很好的效果,而且需要很好的简单性、实时性。目前对心电监护仪上的算法研究集中于QRS波的检测以及依赖于QRS波检测的心率计算。P波、T波以及ST段检测相对较难,准确率不高。为此,我们在基于ARM9芯片AT91SAM9X35的开发板上搭建了一个嵌入式linux操作系统,然后在嵌入式linux操作系统上搭建了一个QT平台,然后我们使用PC下的开发环境QT Creator进行了我们的心电检测与分析系统的开发。开发完成后使用QT Creator自带的qmake编译成生可执行文件,并将可执行文件放在网络文件系统rootfs下,在嵌入式环境下运行。我们的心电检测与分析系统使用的是一些国际公认的心电数据库,包括MIT-BIH数据库、AHA数据库以及ST-T数据库。WFDB库是一个使用这些在线心电数据库的很好工具,我们将WFDB库函数集成到我们的系统中,对系统中的心电检测算法作出分析,并最终给出分析结果,分析结果表明我们系统中采用的心电实时检测算法有很高的准确率以及很好的实时性,适合于嵌入式环境下的心电实时检测。心电检测与分析系统主要由四个线程组成,分别是采集线程、主线程、分析线程和显示线程。采集线程负责数据的采集,使用心电数据库时,我们使用的是模拟采集线程,即从文件中读取心电数据,然后将读取到的心电数据以一定的频率传送给主线程。主线程接收到心电数据后,先对数据进行处理,计算出心电参数,然后再将心电参数和心电数据传送给显示线程。分析线程由系统界面上的按钮触发,用户点击按钮触发分析线程后,分析线程终止采集线程和主线程,对主线程中的计算结果进行分析,并将分析结果传送给显示线程。线程之间的通信采用QT的通信槽机制完成。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 心血管疾病和心电远程监护系统
• 1.1.1 心血管疾病
• 1.1.2 心电远程监护系统
• 1.2 心电监护仪和实时心电检测算法
• 1.2.1 心电监护仪
• 1.2.2 实时心电检测算法
• 1.3 研究内容和研究意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 心电检测与分析系统
• 1.3.3 研究意义
• 1.4 本章小结
• 第二章 嵌入式环境搭建
• 2.1 开发板AT91SAM9X35
• 2.2 嵌入式Linux操作系统
• 2.3 QT移植
• 2.4 QT Creator介绍
• 2.5 本章小结
• 第三章 心电信号和心电数据库
• 3.1 心电信号
• 3.1.1 心脏基本结构和传导系统
• 3.1.2 心电导联
• 3.1.3 心电图
• 3.2 心电数据库
• 3.2.1 心电数据库的的数据格式
• 3.2.2 WFDB库介绍
• 3.2.3 WFDB库安装使用
• 3.3 本章小结
• 第四章 心电信号检测与分析
• 4.1 心电数据读取
• 4.2 心电数据处理
• 4.3 心电数据显示
• 4.4 心电数据分析
• 4.5 结果与讨论
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文