心電遠程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

摘要：研制一種功能強大、成本低的心電遠程監(jiān)測系統(tǒng)，可實現(xiàn)遠程醫(yī)療心臟病患者。該系統(tǒng)前端采用FPGA控制，采集和存儲人體的心電(ECG)信號，通過串口將心電數(shù)據(jù)傳入計算機，并在LabVIEW軟件平臺下實現(xiàn)心電信號的顯示和遠程傳輸系統(tǒng)。其中大部分功能是由軟件設(shè)計實現(xiàn)，以便于后續(xù)功能擴展。實驗結(jié)果達到預期目標。該系統(tǒng)可廣泛用于醫(yī)院、社區(qū)、家庭、戶外監(jiān)護，幫助醫(yī)生及時診斷病人。
關(guān)鍵詞：FPGA；心電信號；LabVIEW；DataSocket

心臟是人體血液循環(huán)的動力裝置，心臟波動是生命存在的標志，心臟節(jié)律是人體生理狀態(tài)的重要標志。當今心血管疾病已成為發(fā)病率極高的常見病之一，極大威脅人們的生命。設(shè)計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統(tǒng)對心血管疾病的檢測和預防具有重要意義。本系統(tǒng)采用FPGA實現(xiàn)心電信號采集的硬件系統(tǒng)，采用LabVIEW開發(fā)平臺實現(xiàn)對心電信號的處理，包括利用DataSocket技術(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將心電監(jiān)測從病床、醫(yī)院擴展到社區(qū)、家庭實施遠程監(jiān)護，對于解決醫(yī)療資源分布不平衡、減少病人轉(zhuǎn)診費用支出和勞累之苦等都具有重要意義。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成
整個系統(tǒng)由心電信號采集、心電信號串口傳輸、心電信號處理等3部分構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。前端硬件設(shè)計首先采集心電信號，通過串口將該心電信號傳入計算機，然后在LabVIEW軟件系統(tǒng)下對其處理。

1．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
該系統(tǒng)硬件是指由FPGA控制心電信號的采集、片外存儲，以及串口傳輸模塊，前端采用標準導聯(lián)采集人體的心電信號，通過電路板的信號調(diào)理電路后送入A／D轉(zhuǎn)換器，利用硬件描述語言(VHDL)在FPGA中設(shè)計A／D采樣控制器，片外存儲(SRAM)控制器和串口通信控制器分別控制信號通過A／D轉(zhuǎn)換，存儲到片外SRAM中并通過串口傳入計算機，存儲到片外SRAM中，以便在網(wǎng)絡(luò)臨時出現(xiàn)故障一次未發(fā)送成功的情況下，重新發(fā)送數(shù)據(jù)。圖2為該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。