心电监护仪检测工装设计

改良心电监护服的设计与应用需心电监测以及动态心电监护的患者穿着普通病员服，有诸多弊端，如：穿脱不便、监护仪的电极和导线与人体连接时繁琐、暴露患者隐私、导线盘曲在患者胸前刺激皮肤、心电监护盒需要腰带缠绕固定等。

为解决此类问题，对传统的病号服进行了特殊裁剪，增加了功能性的活动开口，改良设计了一种心电监护服应用于临床。

现介绍如下。

材料与制作根据季节不同，选择薄或厚的棉质布料。

在普通病号服的基础上于心电监护贴电极片的位置处裁剪4个5cm×5cm如同口袋一样的圆洞，以方便各导线穿过。

具体介绍如下：①在普通病号服的前襟左右肩缝正中下10cm处(相对应于锁骨下第1～2肋间)分别裁剪一5cm×5cm圆洞。

②在衣服前襟左右肩缝正中下40cm处(相对应于肋缘下或胸骨左右缘第4肋间)，分别裁剪一5cm×5cm圆洞。

③在圆洞的外侧制作一7cm×7cm长宽如同的衣服口袋盖子的棉布进行叠加黏贴。

其具体裁剪要求分别为：距圆洞上部2cm处裁剪一口袋样方布，明线固定病号服上，其左部、右部2cm宽度折叠包边遮盖方洞，其下宽度用2cm的黏扣与病号服黏贴。

④病号服两侧的口袋入口分别低于左右肋弓下缘5cm，以方便动态心电监护患者放置心电监护盒。

⑤两侧袖子可根据季节设计为短袖或长袖。

使用方法对需要心电监护的患者将心电监护仪置患者床旁，连接电极片固定于各导联线上，揭开各方形口袋样塑料黏扣，按照电极片的放置位置进行选择，将电极片和导联线从各部位的圆洞中穿过，贴于左右锁骨下、左右肋缘下3个或5个电极片，然后把各导联线在病号服外加以整理即可。

如果是动态心电监护，则将相邻近的2个电极片导线从一个圆洞中穿出，将监护盒根据患者习惯放于左右口袋中即可。

优点体现个性化和人文关怀的特点，从患者的利益出发，使患者穿着更加便利于护理操作，翻身等活动更加舒适。

操作简单，连接或更换心电监护电极片以及各导联线时，不需要解开病号服，只需将圆洞外下方的黏扣打开即可操作，节省时间，降低了临床医护人员的工作强度。

心电监护仪设计心电监护仪的设计实验QYK 电子信息工程温州医科大学一、系统功能要求1、设计一个标准导联的心电信号采集、处理和显示系统。

2、能记忆当前时刻前若干秒的数据，由设计者确定参数。

3、数据回放和打印功能。

4、软件数字滤波，计算瞬时心率，并在LCD12864液晶显示器上显示出来。

5、报警参数设计，通过软件实现当心率输入大于某个固定值时，报警装置工作。

二、总体论证（1）总体方案确定心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号一般比较微弱，幅值范围0.5-5mV，带宽0.05-100Hz，因此极易受环境影响。

在采集的心电信号中，常常掺杂着各种干扰，这些来源于心脏以外的干扰信号会使心电信号在周期和形态上发生畸变，噪声严重时可完全淹没心电信号。

为了正确进行测量、波形识别和病征诊断，就必须抑制这些干扰。

而抑制干扰的主要方法是通过各种滤波器进行滤波。

考虑到心电信号的幅值很低，不能使AD芯片正常采样，因此就必须放大体表的心电信号。

最后将经过滤波、放大、AD转换后的信号输入到单片机中进行处理，得到并显示人体的生理参数。

1.采样方法选择一般临床上使用的心电采集分为胸导联和肢体导联，其中又以肢体导联最为普遍。

肢体导联分为标准导联Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和加压单极肢体导联aVR、aVL、aVF。

标准导联为双极肢体导联，反映其中两肢体之间电位差变化。

而加压单极肢体导联属单极导联，基本上代表检测部位电位变化。

本系统将选取标准导联的三种导联作为心电监护仪的采样方式。

2.系统组成本系统主要由模拟部分和数字部分组成。

在模拟部分中考虑到心电信号的微弱和易受干扰等特点，在设计系统组成时便不得不考虑到对信号的优化和处理，所以在信号采集和处理是本部分的重要环节。

首先，由于心电信号只有0.5-5mV，远远低于AD采用的幅值范围。

因此需将采集的信号进行放大，为了减少噪声且增加共模抑制比，此单元采用常见的分级放大。

同时因为电极是直接与皮肤接触的，基于安全考虑，将在前级放大和后级放大之间用光耦器件进行隔离，保证了测量者的人身安全。

面向心电监测仪测试工装的ECG 模拟信号源设计彭晓珊1王娟2舒泽芳2（1.贵阳学院电子与通信工程学院，贵州贵阳550003；2.贵阳学院机械工程学院，贵州贵阳550003）摘要：心电监测仪在对于患者的心脏功能监控中具有重要作用，能否有效监测各种心律失常ECG 心电信号是衡量其质量的关键要素。

现提出面向心电监测仪测试工装的ECG 模拟信号源的设计，将MIT -BIH 提供的48路心律异常信号保存在STM32F103嵌入式处理器中，利用其内置DAC 进行转换，形成测试模拟信号源。

关键词：心电监测仪；ECG ；模拟信号源；MIT -BIH0引言心电监测仪能对患者心脏功能进行监测，显示P 波、QRS波群、T 波和U 波等主要ECG 波形。

心电监测仪能否有效监测各种心律失常波形是保护患者生命安全的前提，同时也是检验其自身质量的关键因素。

对心电监测仪进行出厂前的功能测试是心电监测仪生产中必不可少的环节，本文针对测试工装中模拟信号源的设计问题，提出了相应解决方案，首先将MIT -BIH 提供的48组心律失常信号通过ATM 工具转换成相应的TXT 格式，然后将TXT 文件转换为CSV 后写入STM32F103嵌入式处理器的SRAM 中，通过STM32F103内置DAC 进行数模转换，最终形成测试模拟信号源。

1信号源组成原理和心律失常数据源ECG 模拟信号源由MIT -BIH 数据库、ATM 配置工具、数据格式转换和STM32F103最小系统四部分构成，其原理图如图1所示。

目前国际上公认的心律失常数据库有三个，分别为美国心脏协会AHA 数据库、美国麻省理工学院MIT -BIH 数据库、欧洲的ST -T 数据库，其中MIT -BIH 数据以其数据齐全、开放以及转换形式方便而被广泛使用。

MIT -BIH 数据库来自4000个住院病人的心律失常案例，均为动态心电图数据，MIT -BIH 从中选择了48组数据对外公布。

心律失常数据库中每一组记录包括三个文件———头文件（.hea ）、数据文件（.dat ）、注释文件（.atr ），头文件主要对数据文件进行格式说明，注释文件为心电专家的诊断信息，数据文件为具体的心电信号的ADC 转换值[1]。

服装类可穿戴心电监护系统的设计与实现刘腾;张士兵;王慧玲【摘要】因对功能性服装的需求越来越迫切,设计了一款可穿戴的心电监护服装系统.系统设计了3个灵敏度较高的柔性织物电极,并选取导电性能良好的纺织线来完成信号采集.信号处理采用AD8232芯片搭配的简单电路和STM32F103C8T6为核心的单片机,然后通过蓝牙将数据实时发送至上位机并显示心电信号波形.针对穿戴过程中大幅度运动所带来的运动伪迹干扰,运用经验模态分解,结合主成分分析方法抑制.实验结果表明,该系统能有效实时监测人体在不同状态下的心电图.【期刊名称】《数据采集与处理》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】8页(P620-627)【关键词】织物电极;运动伪迹;经验模态分解;主成分分析【作者】刘腾;张士兵;王慧玲【作者单位】南通大学电子信息学院,南通,226019;南通大学电子信息学院,南通,226019;南通先进通信技术研究院,南通,226019;南通大学纺织服装学院,南通,226019【正文语种】中文【中图分类】TP212.3引言随着人民生活水平的不断提高，大众对于服装的要求不再只是局限于美观、舒适等基本功能，而是进一步要求其能够实现对穿戴者的实时健康监护。

在这样的背景下，可穿戴技术近年来逐渐兴起。

像心血管疾病此类的高发病，具有长期性和偶然性特点，常规定期的健康检查不能够实现有效的实时监护，防止发生意外[1],因此功能性服装的需求越来越迫切。

临床上测量心电图的设备体积庞大且价格不菲，达不到随身携带和长期监护的要求。

可穿戴心电监护服可以将监测系统集成在衣物上，不但可以实现衣物的日常穿着功能，还可以实时监测人体生理信号，从而可以在不影响穿戴者正常生活的情况下实施健康监护，防止突发疾病带来的严重后果。

由于可穿戴服装的特殊性，其柔性化、微型化、智能化和集成化要求较高。

目前，医疗监测市场也出现了一些佩戴型设备产品。

考虑到服装与人体的接触最为密切和舒适，可穿戴服装无疑是采集人体生理信号的最佳平台[2,3]。

心电监护仪设计报告===========================设计背景心电监护仪是一种用于监测和记录患者心电信号的医疗设备。

它是心电图检查的重要工具，可用于诊断心脏疾病和监测心脏病患者的病情。

现代心电监护仪已经发展到可以实时监测、记录和传输心电信号的程度。

本设计报告旨在介绍一个基于嵌入式系统的心电监护仪的设计。

系统设计整个心电监护仪系统由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括嵌入式系统、心电传感器和显示器。

软件部分包括心电信号采集、处理和显示。

硬件设计嵌入式系统选用ARM处理器作为控制核心，具有较高的计算能力和稳定性。

为了减小体积，可以采用封装度高的SOP或BGA封装。

同时，系统需要具备与心电传感器和显示器连接的接口，以便进行数据的采集和显示。

心电传感器是监测心电信号的关键部件。

它通常由多个电极组成，贴在患者胸部，能够感知心脏的电流变化。

传感器将信号转化为模拟电压信号，再由嵌入式系统进行采集和处理。

显示器是心电监护仪的输出设备，可以实时显示心电波形图和相关参数。

显示器可以采用TFT液晶屏，以便显示高分辨率的波形图和文字信息。

软件设计心电信号采集是通过心电传感器获取心电信号的过程。

传感器不断地读取心电信号，并将其转化为模拟电压信号。

嵌入式系统通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号，进行采集和处理。

心电信号处理是对采集到的数字信号进行滤波、降噪和放大等处理。

其中，滤波是去除干扰信号的关键步骤，可采用数字滤波算法进行实现，以保证采集到的波形图的准确度和清晰度。

降噪是为了减小信号的杂波干扰，使得波形图更加平滑。

放大是为了增强信号的幅度，便于显示和分析。

心电信号显示是将处理后的信号以波形图的形式在显示器上进行显示。

波形图可以实时更新，以便医生和护士能够准确地分析和判断患者的心脏状况。

同时，显示器上还可以显示心率和其他相关参数，方便医生进行诊断。

总结-本设计报告介绍了一个基于嵌入式系统的心电监护仪的设计。

便携式心电监护仪设计
一、现有研究现状
自20世纪80年代以来，心电监护仪一直是心血管疾病检测和诊断的
基础设备，在心血管研究领域中发挥着重要作用。

然而，人们对心电监护
仪设备不断改进和升级，使其更紧凑、轻便，方便携带，同时也有助于提
高设备功能和精度，从而使其应用场景更加广泛。

研究表明，目前的心电监护仪通常使用现有设备中的传感器，用于检
测心电活动，并在电极板上录制和分析心电图。

然而，由于器件的体积大，成本高，分析准确度低，设备的可移动性不强，使得心电监护仪在移动医疗、家庭监督以及便携式心电图等方面仍存在一定的不足。

二、设计目的
本设计旨在研发一种新型的、具有更强移动性、功能更强的便携式心
电监护仪，以更有效、更精确地检测心电图并分析诊断，从而改善病人的
健康管理水平。

三、设计参数
新型心电监护仪采用更新的传感器设计，具有更高的准确率和灵敏度，能够更准确地获取心电图信号。

设备采用小型化芯片，能够支持更多样化
的计算机技术，以实现心电图信号处理和数据传输。

基于STM32的心电监测衬衫的研制摘要：心电作为医疗健康中反映人体健康状况的重要参数,是诊断心血管疾病的重要依据。

对于有实时心电监测需求的人群来说，可穿戴心电监测设备将是很好的选择。

基于此，本论文采用可穿戴式技术，设计了将心电监测与服装相结合的心电监测系统,能够实时采集使用者的心电信号，具有良好的便携性、准确性、舒适性。

关键词：心电信号；心率；衬衫0 引言如今心脏疾病病发率极高，但是民众对心脏医疗专业知识了解甚少，病发时更不易被发觉，导致猝死率较高。

医院虽然有心电监测仪器，但是病人必须在医院才能够接受全程心电监护，而病人在不病发期间愿意住院的少，所以他们更希望有一种装置让他们可以随时随地让自己的心脏接受全程的监护，并且在心脏发生异样时及时发出警报，让他们停止活动并及时去医院接受治疗。

目前，心电监测仪已有很多团队在研究，但侧重点不一样。

本文设计具有心电监护作用的衬衫，融合了医学理论知识、监护设备、信息技术和服装理论知识，是一个交叉领域研究，具有开拓性，能够有效提取穿戴者的心率及心电信号，有极大的医疗指导意义。

1 工作原理该心电采集衬衫采用电极织物代替常规电极贴片采集心电信号，同时将织物与衬衫融为一体，更具舒适性。

心电信号经过电极提取后，进入前端预处理电路，预处理电路主要是进行过压保护、抑制高频干扰等。

再由前端预处理电路进入模拟前端芯片ADS1294进行模数转换，经过模数转换的心电信号以比特流的形式通过SPI（串行外设接口）传输至微控制器STM32。

在微控制器中，接收到的数据按照ADS1294的通道和数据的对应关系进行解析，然后将数据进行打包后通过蓝牙串口传输至PC端，进行算法处理后提取心率及心电信号。

心电监测衬衫工作原理框如图1所示：图1 整体原理框架示意图2 硬件设计2∙1 采集电路设计信号的采集主要通过TI公司研发的ADS1294芯片完成。

通过ADS1294前段采集芯片搭建右腿驱动电路，考虑到心电信号的微弱性以及其它电磁干扰，如50/60Hz的家用电器干扰，会覆盖生物信号，影响监测的准确性。

便携式心电监护仪的硬件设计随着科技的进步和医疗设备的发展，便携式心电监护仪在临床医疗和家庭健康监护中发挥着越来越重要的作用。

本文将详细介绍便携式心电监护仪的硬件设计，包括传感器、数据采集器和显示器等关键部分的构成及设计思路。

在便携式心电监护仪的硬件设计中，首先要考虑的是传感器部分。

传感器负责采集心电图信号，为了准确地捕捉心电图波形，通常采用生物电传感器。

这种传感器基于电生理原理，能够将微弱的生物电信号转换为电压信号。

为了降低噪声干扰，一般采用差分信号输入的方式，提高信号的抗干扰能力。

数据采集器是便携式心电监护仪的另一个重要组成部分。

它负责将传感器采集的模拟信号转换为数字信号，并对数据进行处理。

为了实现这一功能，数据采集器通常采用模数转换器（ADC）对输入的模拟信号进行采样和量化。

数据采集器还需要具备一定的数据处理能力，以便对采集到的数据进行预处理，如滤波、放大等操作。

显示器是便携式心电监护仪的另一个关键部分。

它负责将处理后的心电数据以图形或数字的形式显示出来，方便用户读取。

为了使显示器更加轻便且省电，通常采用液晶显示屏（LCD）或电子墨水显示屏（E-ink）。

这些显示器不仅具有低功耗的优点，还能够实现较高的显示效果，为使用者提供清晰、直观的心电数据。

便携式心电监护仪的硬件设计需要充分考虑传感器的选择与布局、数据采集器的性能参数以及显示器的显示效果和功耗等因素。

在保证准确、稳定的心电监测基础上，还需注重设备的便携性和耗电情况，以满足不同临床需求和家庭监护的需要。

未来的便携式心电监护仪将在硬件和软件设计上继续优化和创新。

硬件方面，随着传感器技术的不断发展，未来的心电监护仪将采用更加灵敏、精确的生物电传感器，提高心电图的分辨率和准确性。

随着集成度的提高，未来的心电监护仪将趋向于小型化、轻便化和多功能化，以便于携带和操作。

软件方面，未来的心电监护仪将采用更加智能化的数据处理技术，如机器学习、深度学习等，对心电数据进行自动分析和诊断。

心电监护仪检测工装设计许于春;胡旭君【摘要】国家行业标准YY 1079-2008<心电监护仪>将于2009年12月01日全面实施,适合该标准的检测仪器的就显得非常的重要.本文详细介绍了心电监护仪检测工装的设计、制作过程.【期刊名称】《中国医疗器械信息》【年(卷),期】2010(016)010【总页数】3页(P54-55,67)【关键词】心电监护仪检测工装【作者】许于春;胡旭君【作者单位】广东省医疗器械质量监督检验所,广州,510080;广东省医疗器械质量监督检验所,广州,510080【正文语种】中文【中图分类】R197.79Abstract:As the state standard YY 1079-2008 Cardiac Monitor is to enforce. The test equipment that suited to this standard is extremely important. This paper detailed description the Cardiac Monitor design, production process.Key words:cardiac monitor test device由于国家行业标准YY 1079-2008《心电监护仪》于2009年12月01日全面实施，以前的心电监护仪的检测标准YY91079-1999将全面被YY1079-2008替代，以前的心电监护仪的检测仪器已经不能满足新的检测标准，而现有对应于新标准的检测设备也不成熟。

为了迎合标准要求对心电监护仪进行检测，必须要有一种成熟的设备来适应本标准的检测，本文讲述了基于YY 1079-2008《心电监护仪》中所述的检测方法和原理而对心电监护仪检测工装进行设计、制作的过程。

1.1 心电监护仪检测工装的原理由YY 1079-2008《心电监护仪》中给出的通用测试电路图(见图1)可知，该电路中的100KΩ电阻与100Ω电阻组成一个1000倍衰减的分压电路。

便携式心电图仪器设计现代科学的发展，导致越来越多人开始重视自己的身体健康，他们往往会想在空余时间使用健身运动等方式来锻炼自身。

你会发现，在健身房中健身达人或者是教练都会叮嘱新手去关注自己的心率节奏。

一般来说，人的激烈的锻炼会造成心脏血压的上升，心率变化从而加剧。

而心率恰恰就作为人们运动的警戒和灯塔，运动状态下，心率的平稳状态、是否处于正常范围内都是健身人士应该注意的地方，不管你健身的目的是为了什么，而这更多的是与自身体重、体制等的相关。

与此同时，心率的表现也能让人们能及时发现身体的异样。

心率不定往往会造成。

心脏、心血管等疾病。

但往往是如此致命的病，检测其的方式就很简单。

而心率检测的作用，就是作为一个实时监控并且在危急时刻能警报你的装置，由此可得出便携式心电图仪对人们的作用十分重要。

在系统设计上，本设计采用了以STM32芯片中的F103系列芯片来作为总处理终端，在通过BUTTERWORTH滤波等之后将放大的心率信号进行除杂、去噪，也相对的对电路进行了优化。

用一块OLED屏幕将个人的动态心率进行纪律以及同步在屏幕中显示出来，其显示的内容将包括心率的单独显示已经更显而易见的图标模式。

利用心跳脉搏波形的特点以及心电图的基础将平均心率计算出来，从而展示出心率的“脉象图谱”。

一、总体设计该设计在基于STM32控制板外，另一个主要的板块就是做到如何去采集到心率数据的样本。

采用MAX30102，其在简易便携式心电图仪中使用量非常的大，是一个优质的心率监测器传感器。

MAX30102利用其本身含有的LED和光电检测端来检测信号的接收，以显示心率数据。

1.1心率脉象图谱原理及实现1.1.1 心电图当人体血液流动进入心脏时，血液的流向以及血压都会对心脏内壁造成压迫，从而使心脏肌肉形成了周期性的收缩与放松。

而脉冲信号就是由于心脏肌肉收缩，并且在左右压差下传递产生的周期性的电信号。

但是人体是一个导体，并且心脏脉冲也会血液中产生传播规律，而这就是脉搏的产生。