一 正文
1 前语
前年,当我购买自己的第一台笔记本电脑时,也算是煞费苦心,总算选中了一款自己觉得还能够,并且比较干流的机器。可是一年后当我再次踏入电脑商城时,遽然发现经过一年来对笔记本电脑的运用,我非但没有愈加了解笔记本,反而变得更陌生了。酷睿的处理器现已不再是宣扬的卖点,DDRII的内存也很少呈现,主频高出了我的料想……一切我了解的功用参数都如同来到了另一个年代。我不得不感叹自己真的OUT了。记住大学第一节C言语课上老师说:“内存——咱们心中永远的痛!”觉得很是有道理。可是,当我年前再次把目光投向电脑商场时,却发现情况如同有了很大的改观。内存如同现已不再是很大的瓶颈。受摩尔率辅导的电子产品的更新速度简直到了让我无法了解的境地。我曾看到有人说:与其说是摩尔率在起效果,倒不如说是科技前进和商场需求在起效果。不过对我来说,不管是什么在起效果,这个国际的节奏都现已快到让我很难静下来考虑的速度。
可是一旦静下来考虑,会想到什么呢?周围一切的东西都在不断的开展。从绿皮火车到高铁,从菜价到房价,从乡村到城市……尽管周围许多人都在骂骂咧咧的诉苦,但很少有人会觉得现在的日子不如一前。也便是说,不管日子、环境给了咱们多大的压力,咱们仍是在迈着行进的脚步。可是行进的路上,又有谁和咱们一道风雨兼程呢?
人类关于科技的运用尽管为自己拓荒一条可贵的行进之路,但一起也告知了咱们的伙伴应当何去何从。并不是一切的伙伴都能够同舟共济,因为有伙伴躲在昏暗的角落里,在乘机向人类建议进攻。当然,被咱们常常说道的生老病死中的病,便是在等候着专归于它的机遇。而人类个别的生命大多也是在它的陪同下,走向结尾。
疾病的迅速开展,不只缘于它惊人的繁殖速度,还在于人类科学技能开展对其的指引。当我调查人类与疾病的反抗时,想到的却是,当我仍是一个孩子的时分,当我想要做的是大人们所不肯承受的作业时,大人们简直总是尽头办法来阻挠我的举动,当然更多的是呵责。但不管怎么说,在大人们的指引之下,终究我仍是在向一个对的方向行进。人类与疾病之间的奋斗,大人对小孩的指引,这两者在某种程度上的类似,让我萌生了一种主意:疾病是否便是那个在科技指引之下的孩子。
疾病的不断开展,也从另一个视点不不断催促着人类对自身的认知。这应该便是祸福相依的一种详细表现方式吧。正如人们由外至内,有外观而内在的认知规则相同,疾病的开展抑或说行进方向也是如此。科技的开展使得本来极点扎手的疾病失去了它原有的恐惧外衣,但随之而来的却是曾经从没有呈现过的难题。但不管怎样这些咱们都不能逃避,因为这儿的每一次战役都是关乎存亡的反抗。
一切人,正如在烽火席卷的国度中的公民相同,不管乐意与否,他总会卷进与疾病反抗的之中。而咱们在这场反抗中能做些什么呢?是像布衣相同任人鱼肉,仍是像极点的装备分子相同盲目反抗。当然这并不是一个只要A、B选项的挑选题,咱们能够尽头所能给出自己满意的答案。尽管,人类总是以自己的生生不息来证明自己的成功。可是正如我开端所描绘的情况相同,疾病的进化速度也快的惊人。有时快到,乃至不给人类以考虑的时机。你会发现,过剩的不只是CPU,还有病原体。
当我很长时刻之后,再次踏入医院。却发现本来能够经过打针药剂治好的病症,现在得改用输液了。这让我不得不供认,当今的国际,病菌的前进速度现已在我之上了。被国际遗弃,仍是英勇追击,这的确是一个问题。当然,面临的问题许多,但现在我又该做些什么?医学对我来说是个很悠远的专业,但正如间隔武士这种作业很悠远的布衣,在面临国家安全这种问题时总要做些什么相同,如同我们都应该出分力,并且还应当清楚“分”是“本分”的“分”。
现在,当我行将读完四年大学时,从哪里来的问题,我不用花费什么心思,可是往哪里去的问题却是不得不考虑的。正如我前边所描绘的,周围的一切都在开展,当然也包含老百姓的日子水平。这儿我不是一个政客,我只是在描绘自己的见识。这样就会构成一个我所见识的联系网络:科技、开展、疾病、日子、专业……不管是从一个行将步入职场的仪器类学生的视点,仍是从一个具有社会责任心的公民的视点来看,医疗器械都将会是一个很有开展前景的职业,近来许多公司的产品意向和一些活动中的产品展现,也都必定了这个判别的正确性。如此看来,快捷的家用医疗仪器定然会走向千家万户,现实也正是如此。
因为母亲高血压的原因,几年前,家里就购买了家用的电子血压计,以便于母亲能及时知道自己的血压情况。有段时刻母亲一度想要购买一款心电图机,因为传闻经过心电图能够更好的了解自己的健康情况,不过终究仍是因为受限于获取心电图信息那些杂乱办法难以学习,而只好作罢。这样看来,一个家用holter监控器也的确有其发挥的六合。
整体规划方案
1) 心电的特色:
1、弱小性。人体体表的心电信号很弱小,一般只要0.05-5mV。在丈量中,关于如此弱小的信号,很难进行直接记载或处理,有必要经过扩大器恰当扩大,一起有必要滤波处理。
2、低频特性。人体心电信号的频谱规模在0.05-100Hz,其能量谱首要会集在0.5-35Hz,频率是比较低的。
3、高阻抗特性。作为心电的信号源,人体源阻抗一般较大,可达几千欧姆至几万欧姆,这将给心电丈量带来差错和失真。
4、不安稳性和随机性。人体是在内部环境与外部环境相习惯的条件下坚持推陈出新的,为习惯外部环境的改动,人体内各种体系的活动都会在相互影响中不断调整,以便与外部环境坚持平衡,一起遗传等要素也会构成人体的个别差异性,这使得人体心电信号表现出不安稳性和随机性。
2) 心电信号的搅扰
1、工频搅扰。因为日常供电网络的存在,50Hz工频搅扰是最常见的搅扰,它是心电信号首要的搅扰源之一。50Hz工频搅扰首要经过人体和丈量体系输入导线的电容藕合,以位移电流的方式引进,其强度足以淹没心电信号。
2、电极极化电压搅扰。心电信号是经过紧贴在人体体表的电极提取的,而与电极触摸的是电解质溶液(导电膏、汁液或组织液等),这会构成一个金属与电解质溶液的界面。因为电化学的效果,在二者之间会发生必定的电位差,称为极化电压。极化电压的起伏一般较高,在几毫伏到几百毫伏之间。当两个电极的状况不能坚持对称时,极化电压就会发生搅扰,特别是在电极与皮肤触摸不良致使掉落的情况下更为严峻,并且电极在皮肤外表的移动也会引起电位差改动。
3、肌电信号搅扰。肌肉的振奋与缩短会引起生物电改动,而这些生物电将在人体外表发生必定的电位差。因为心电信号有必要经过贴在人体外表的电极进行提取,因而一起肌电搅扰信号也会被提取出来。肌电搅扰信号是一种快速改动的电压信号,其频率规模为20-5000Hz。
4、丈量设备自身发生的搅扰。信号处理所选用的电子设备自身也会发生噪声,这种搅扰一般都是高频搅扰,用低通滤波器就可滤除。
5、高频电磁场搅扰。跟着无线电技能的开展,各种频段的无线电广播、电视发射台、通讯设备、雷达等电子设备的作业使空间存在着很多的电磁波。这些高频电磁搅扰可经过丈量体系与人体衔接的导线引进,并引起丈量成果的不安稳,严峻时会使丈量体系不能正常作业,有必要加以消除。
3) 电极的选取
电极是来吸取人体内各种生物电现象的金属导体,也称作扶引电极。它的阻抗,极化特性、安稳性等对丈量的精确度影响很大。
1、金属平板电极。金属平板电极是丈量心电图时常用的一种肢体电极,它是一块镍银合金或铜质镀银制成的凹形金属板,这种电极比较简单,其抗腐蚀功用、抗搅扰和抗噪声才能较差,在微电流经过期简单发生极化,并且电位不安稳和电位随时刻漂移严峻,信号失真也较大缺陷。
2、吸附电极。吸附电极是用镀银金属或镍银合制而成,呈圆筒形,其背部有一个通气孔,与橡皮吸球相通,它是丈量心电时作为胸部电极的一种常用电极。该电极不用扣带而靠吸力将电极吸附在皮肤上,易于从胸廓上一个部位换到另一部位。运用时揉捏橡皮球,排出球内空气,将电极放在所需部位,然后放松橡皮球,因为球内减压,使电极吸附在皮肤上。但这种电极,因为只要圆筒底部的面积与皮肤触摸(即触摸面积小),然后使得它的阻抗和对皮肤的压力很大,因而,不适用于输入阻抗低的扩大器和不宜作长时刻监护之用。
3、圆盘电极。圆盘电极大都选用银质资料,其反面有一根导线。有的电极为了减轻基线漂移及移位伪差在其凹面处镀上一层氯化银。值得注意的是,该电极在运用一段时刻后有必要从头镀上氯化银。
4、悬浮电极。悬浮电极分为永久性和一次性运用的二种。其间永久性悬浮电极又叫作帽式电极,其结构是把镀氯化银或烧结的Ag-AgCI电极安装在凹槽内,它与皮肤外表有一空地。运用时,应在凹槽内涂满导电膏,用中空的双面胶布把电极贴在皮肤上。因为导电膏的性质柔软,它粘附着皮肤,也粘附着电极,当肌肉运动时,电极导电膏和皮肤触摸处不易发生改动,起到触摸安稳的效果。一次性悬浮电极也叫作钮扣式电极,其结构是将氯化银电极固定在泡沫垫上,底部也吸附着一个涂有导电膏的泡沫塑料圆盘,运用前,圆盘周围粘有一层维护纸,封装在金属箔制成的箱袋内,用时取出,剥去维护纸,即可运用。
5、软电极。为了战胜因为各种硬质电极与皮肤贴附不严密而当人体有所活动时,电极与体表之间的触摸可能会改动本来的状况而引起意外的移位伪差,而生产出了软电极。一种常见的软电极是贴在胶布上的银丝网电极。运用时,只需把银丝网涂上导电膏后贴在所需的人体部位即可。另一种软电极是在13um厚的,聚脂薄膜(Mylar)上镀一层1um厚的氯化银膜而制成的。整个电极的厚度仅为15um,质地十分柔软。它适用于检测、监护早产儿心脏改动功用。
6、干电极。干电极是运用固态技能,将扩大器与电极拼装在一起所示。运用时不用涂上导电膏而波形又不失真,但有必要要一个输入阻抗很高(Zsr>109Ω)的前置扩大器相匹配。
出于对本规划方案的归纳考虑,运用平板电极。
4)整体规划方案
在了解了心电信号的特色之后,归纳考虑比如:环境搅扰、电极挑选、心电导联体系、本规划的预期方针、以及USB Startkit & Etherner Startkit的优势,整体规划框图如下:
硬件规划
心电信号输入缓冲电路
心电信号从人体经电极首要进入缓冲电路,包含低通滤波和电压跟从两部分。无源低通滤波的截止频率为:
扩大和右腿驱动电路
因为心电信号具有弱小、低频、不安稳、易受搅扰等特色,使得心电信号的模仿扩大环节十分要害,尤其是心电前置扩大器直接跟被测信号相连,其规划和挑选直接影响整个丈量体系的作业功用。这就要求所选用的扩大器有必要有低噪声、低漂移、低失调参数、高共模抑制比、高输入阻抗、非线性度小等特色。外表扩大器能够很好的满意上述要求。
右腿信号收集电路专门用来消除由人体引进的共模搅扰,又称右腿驱动电路。该电路一般早年级扩大电路的增益调理电阻处提取反应信号,并将反应信号输入反向扩大器的负端,扩大后接到人体右腿。右腿驱动电路可等效为以人体为相加点的共模电压并联负反应扩大电路,它能够大大下降人体共模电压的影响,使共模搅扰下降到1%以下,而不会丢失心电信号中的有用信号。高通和低通滤波电路
50Hz陷波电路
导联挑选
本规划选用模仿开关CD4051控制导联通道切换。
软件规划
本规划中软件部分首要分为两部分:一部分是P%&&&&&%32进行信号收集和存储部分,一部分是PC机信号处理部分。
信号收集和存储流程图