心电电极性能测试系统的研制

论文摘要

心电监护广泛应用于临床各科室,是危重病人监护的必需设备,是诊断、抢救和治疗的重要保障。它能够及时发现病人心电变化和异常情况,做出正确诊断,迅速采取有效的抢救措施,使病人转危为安。心电电极作为心电监护系统的重要组成部分之一,其性能直接关系到所监测数据的准确度,所以对其性能的检测也至关重要。本文根据国家医药行业标准YYT 0196-2005,针对市场上产品不符合国家标准的缺陷,研制了心电电极性能测试系统。采用片上资源丰富的C8051F340和图形化的上位机设计平台LabVIEW,通过USB通信技术,设计性能可靠、测试精度高、人机交互方便的心电电极性能测试系统。本文的主要内容体现在对心电电极性能测试系统的硬件设计和软件设计两个方面。在系统硬件方面,采用模拟开关对测试的各个参数进行选择,每个性能指标的测试参考国家标准设计实现,保证其测试结果真实有效;数据控制、采集及USB通信控制均由C8051F340完成;在系统软件方面,主要是利用了LabVIEW进行界面设计,通过LabVIEW向硬件系统发送测试指令以及接收各性能参数数据并进行处理。对系统的验证和实际测试证明,该系统可以自动测量心电电极性能,同时避免人为操作的误差,符合国家标准,也满足实际测试要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究目的和内容
• 2 系统总体设计
• 2.1 系统总体设计框图
• 2.2 功能与需求分析
• 2.2.1 硬件需求分析
• 2.2.2 软件需求分析
• 2.3 USB 通信控制模块
• 2.3.1 USB 总线的特点
• 2.3.2 USB 控制芯片的选择
• 2.4 控制芯片的选型
• 3 主要功能模块的硬件设计
• 3.1 电源管理模块
• 3.1.1 电源需求及其实现
• 3.1.2 高压直流电源
• 3.1.3 5V 电源设计
• 3.1.4 3.3V 电源设计
• 3.2 交流阻抗检测电路
• 3.2.1 《标准》要求及设计思路
• 3.2.2 正弦信号的产生
• 3.2.3 压流转换电路
• 3.2.4 放大电路
• 3.3 直流失调电压检测电路
• 3.3.1 《标准》要求和设计思路
• 3.3.2 放大滤波电路
• 3.3.3 全波整流电路
• 3.4 复合失调不稳定性和内部噪声检测电路
• 3.4.1 《标准》要求
• 3.4.2 设计思路
• 3.4.3 带通滤波电路
• 3.4.4 前置放大电路
• 3.4.5 高通滤波电路
• 3.4.6 工频陷波电路
• 3.4.7 主放大和电压调理电路
• 3.5 模拟除颤过载恢复性能检测电路
• 3.5.1 《标准》要求
• 3.5.2 设计思路
• 3.5.3 充放电电路设计
• 3.5.4 隔离设计
• 3.6 偏置电流耐受度性能检测电路
• 3.6.1 《标准》要求
• 3.6.2 设计思路
• 3.7 硬件设计注意事项
• 4 系统软件设计
• 4.1 下位机软件设计
• 4.1.1 USB 中断服务程序设计
• 4.1.2 AD 中断服务程序设计
• 4.1.3 定时器程序设计
• 4.2 上位机软件设计
• 4.2.1 API 实现USB 通信
• 4.2.2 主程序设计
• 4.2.3 指令格式
• 4.2.4 参数提取与分析
• 4.2.5 运行结果
• 4.3 本章小结
• 5 系统测试
• 5.1 交流阻抗测试
• 5.2 失调电压测试
• 5.3 复合失调不稳定性和内部噪声测试
• 5.4 除颤过载恢复性能测试
• 5.5 偏置电流耐受度测试
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读学位期间发表的论文目录