【正文】 ............12 第四章 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ....................................................................................13 引言 .....................................................................................................................13 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng) .....................................................................................................13 數(shù)據(jù)緩沖 ......................................................................................................14 AT29LV040 大容量閃存 ..............................................................................14 4. 3 液晶顯示系統(tǒng) ....................................................................................................15 硬件連接電路 ..............................................................................................16 4. 4 RS232 串行接口電路 ........................................................................................16 第五章 PDA心電信息中心通信模型 .......................................................................18 TCP/IP 協(xié)議 ........................................................................................................18 PDA心電信息中心應(yīng)用傳輸協(xié)議 ....................................................................18 PDA心電信息中心控制信息傳輸協(xié)議 .....................................................19 PDA心電信息中心心電數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 .....................................................19 SOCKET 編程實現(xiàn) TCP/IP 通信 .........................................................................23 Socket 通信流程 ..........................................................................................24 Socket 通信的多線程實現(xiàn) ..........................................................................25 結(jié) 論 ......................................................................................................................27 長春理工大學(xué)畢業(yè)論文 II 參考文獻 ......................................................................................................................28 致 謝 ......................................................................................................................29 長春理工大學(xué)畢業(yè)論文 1 第 一 章 緒論 課題背景和意義 心臟病是現(xiàn)代工業(yè)社會中人類生命威脅最大的疾病之一。隨著人們生活節(jié)奏的加快以作壓力的增加，心臟病的發(fā)病率不斷增加。在美國、日本和歐洲，心臟疾病居人口疾病死亡率的第一位，在我國居第三位。心臟病己成為危害人類 健康的多發(fā)病和常見病，因此心臟系統(tǒng)疾病的防治和診斷是當今醫(yī)學(xué)界面臨的首要問題。 心臟病是慢性病，具有長期帶病，急性發(fā)病的特點，心臟病患者具有很大的分散性和移動性，大部分患者分布在社會上（家中或工作場所），處在日常的工作和生活中，具有較大的活動范圍。據(jù)我國衛(wèi)生部數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計， 70%以上的心臟病患者是在社會上或家中突然發(fā)生冠心病急性事件（惡性心律失?；蚣毙孕募」Ｈ?，大部分人因失去搶救時間死于醫(yī)院外 [1]。這些病人如果能夠獲得及時的搶救與護理，是很有可能避免死亡的。因此，對心臟病人進行長期甚至是終生的心臟監(jiān)測 是非常必要的，可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)異常征兆并及時給予救治，可以大大降低死亡率和致殘率，同時降低醫(yī)療費用。 國內(nèi)外發(fā)展概況 心臟遠程監(jiān)護是遠程醫(yī)療 [2]中的遠程監(jiān)護（ TeleMonitoring）和家庭護理（ Home HealthCare）的一個應(yīng)用，遠程監(jiān)護技術(shù)是近年來遠程醫(yī)療非常重要的一個研究領(lǐng)域，但在遠程醫(yī)療中又是一個相對薄弱的研究領(lǐng)域。遠程監(jiān)護提供了一種通過對生理參數(shù)進行連續(xù)監(jiān)測來研究遠地對象生理功能的方法。 20 世紀 70 年代，美國研制成功了利用電話線傳送心電圖的監(jiān)測系統(tǒng) (TTM) 。 TTM 系統(tǒng)是以微機 為基礎(chǔ)的心電傳輸 /接收和心電數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，通過電話線傳輸心電信息及計算機處理實現(xiàn)對病人的心電監(jiān)護。病人應(yīng)用記錄 /發(fā)射器可隨時、隨地通過電話線向監(jiān)測中心傳輸心電數(shù)據(jù)，醫(yī)生根據(jù)心電信號改變和患者訴說的病情，向患者提供診斷與治療意見，為院外心臟病人的長期心電監(jiān)測和治療提供了方便。在此后的加多年中， TTM 系統(tǒng)發(fā)展迅速，而且與之相對應(yīng)的患者隨身攜帶的監(jiān)護儀也取得了很大的發(fā)展。 進入 21 世紀，醫(yī)學(xué)電子儀器的發(fā)展趨勢是 :、高保真、快速實時顯示 。2.更加多功能、智能化、小型化和網(wǎng)化 。 相結(jié)合 。監(jiān)測技術(shù)向微觀、微創(chuàng)、無創(chuàng)、快速、實時、動態(tài)性、整合性、可視化方向發(fā)展。這些都將大大加快和提高心電信息高速公路速度，使其更加先進、充實、完善、實用，更好提高心血管病的診斷與治療質(zhì)量，將心電信息學(xué)數(shù)據(jù)、曲線、圖像高保真、快速傳長春理工大學(xué)畢業(yè)論文 2 送到己開通的心電信息高速公路，并逐步推廣到各級醫(yī)院。 目前國內(nèi)市場上存在一些便攜式心電監(jiān)護儀，但是遠遠沒有得到很好的普及，究其原因，作者認為存在以下幾個方面 :(1)市場上的產(chǎn)品幾乎都是引進國外的技術(shù)，對便攜式心電監(jiān)護儀的開發(fā)國內(nèi)尚處于起步階段，在調(diào)研發(fā)現(xiàn)只有重慶大學(xué)、福州大學(xué)等幾 所大學(xué)在研制開發(fā)。 (2)記錄的心電信息極其有限，醫(yī)生從中難以得到患者全面的心電信息，從而降低了醫(yī)生對疾病診斷的正確率。 (3)費用較為昂貴，動輒幾千乃至上萬元，一般的患者難以承受 。(4)實時性、體積、功耗、重量等都不盡如人意，給患者在使用過程中造成諸多不便。因此，動態(tài)心電監(jiān)護系統(tǒng)的研制有重大深遠的意義。 近幾年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，單片機的性能得到了大大的提高，而單片機具有集成度高、體積小、功能強、功耗低、價格便宜等優(yōu)點，對單片機的應(yīng)用可以使儀器實現(xiàn)智能化、小型化等，這就為我 們研制新型多功能、便攜式心電監(jiān)護儀提供了良好的條件。因此，采用單片機作為主控制芯片，利用 LCD 顯示器等外圍芯片，研制了一種集顯示、分析、通信等功能于一身的新型便攜式心電監(jiān)護儀。 長春理工大學(xué)畢業(yè)論文 3 第 二 章 系統(tǒng)總體設(shè)計 遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)的總體架構(gòu) 醫(yī)用 PDA 心電監(jiān)護軟件是整個遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，因此，有必要首先對遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)做一個介紹 [14]。遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)的整體拓撲結(jié)構(gòu)如圖 所示。 整個系統(tǒng)分為三個部分：前端移動監(jiān)護儀、醫(yī)院監(jiān)護中心的心電工作站與醫(yī) 用 PDA。移動監(jiān)護儀用于患者病人的數(shù)據(jù)采集與發(fā)送，心電信息的簡易處理與顯示；醫(yī)院監(jiān)控中心心電工作站分為服務(wù)器端和客戶端：服務(wù)器端負責(zé)接收患者心電信號數(shù)據(jù)，對心電信息進行實時監(jiān)控和報警，與醫(yī)生 PDA 通訊；客戶端則對用戶的心電數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫管理，對歷史心電數(shù)據(jù)進行回放分析，并向外提供心電的 Web 訪問系統(tǒng)，供醫(yī)生和用戶上網(wǎng)瀏覽心電數(shù)據(jù)；醫(yī)生使用的 PDA 移動監(jiān)護設(shè)備，具有實時接收患者心電信號數(shù)據(jù)和接收醫(yī)院中央服務(wù)器數(shù)據(jù)的功能，并能對信號做一定的分析和處理。 圖 遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖 系 統(tǒng)工作流程：用戶端的移動監(jiān)護儀單機測量得到患者的心臟電生理信號，通過 GPRS/CDMA 移動通信網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)院監(jiān)護中心的心電工作站服務(wù)長春理工大學(xué)畢業(yè)論文 4 器端。心電工作站服務(wù)器端接收患者的數(shù)據(jù)接入請求，對心電數(shù)據(jù)進行在線監(jiān)控計算；還應(yīng)醫(yī)生請求將相應(yīng)患者的心電圖處理數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)生 PDA 中。心電工作站客戶端負責(zé)管理和維護心電信息數(shù)據(jù)庫。 相對于醫(yī)院監(jiān)護中心的心電工作站服務(wù)器端，醫(yī)用 PDA 是一個小型的移動心電信息處理平臺， PDA 也具有信號數(shù)據(jù)接收和分析處理的功能。它可以根據(jù)醫(yī)生的需要，接收由心電監(jiān)護中心轉(zhuǎn)發(fā)的專屬病 人實時心電信號，對病人進行遠程實時監(jiān)護；也可從心電信息數(shù)據(jù)庫下載歷史心電數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)信息，在 PDA 上做心電圖回放分析檢測。醫(yī)生可以據(jù)此遠程診斷患者的病情，根據(jù)情況去患者現(xiàn)場實地就診。 醫(yī)用 PDA 心電監(jiān)護軟件的總體設(shè)計 PDA 心電監(jiān)護軟件需求分析 醫(yī)用 PDA 實時監(jiān)護軟件為主治醫(yī)生所用，它的主要用途在于幫助醫(yī)生及時地獲取其專屬病人的心電信息。它為醫(yī)生提供一個移動的、方便快捷的心電信息處理平臺，讓經(jīng)常處于忙碌與移動狀態(tài)的主治醫(yī)生可以隨時獲取病人的心電信息并做出妥當?shù)奶幚?，而不受時間 與空間的限制。醫(yī)用 PDA 的使用者是具有處方權(quán)的主治醫(yī)生，他們都受過高等教育，具備基本的計算機操作能力，經(jīng)過一段時間的培訓(xùn)很快就能掌握 PDA 的操作。但由于醫(yī)生不具備計算機的專業(yè)知識，工作比較繁忙，所以 PDA 軟件要盡量簡單易用，方便操作。 在對市場進行仔細的調(diào)研和分析并與醫(yī)生的溝通之后，我們提出醫(yī)用 PDA 實時監(jiān)護軟件主要需求如下： 對一個或幾個專屬病人的心電波形進行實時監(jiān)護。 根據(jù)醫(yī)生需求，獲取特定病人在特定時間的心電波形并進行回放分析。 與前端監(jiān)護儀進行信息交互，如獲取緊急報警 信息、發(fā)送醫(yī)囑至專屬病人等。 4 、 從 服 務(wù) 器 端 獲 取 專 屬 病 人 資 料 ， 如 聯(lián) 系 方 式 、 病 史 等 。長春理工大學(xué)畢業(yè)論文 5 圖 PDA 心電監(jiān)護與分析系統(tǒng)用例圖 PDA 心電監(jiān)護軟件架構(gòu)設(shè)計 醫(yī)生 PDA 心電系統(tǒng)總體上來說是一個智能化信號采集處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上主要由完成人體電信號采集、濾波放大的前端硬件電路部分和完成數(shù)據(jù)分析和診斷的微機控制部分構(gòu)成，這兩部分協(xié)調(diào)配合工作完成整個系統(tǒng)功能。系統(tǒng)框圖見圖 。 前端硬件電路部分又可分為電極與導(dǎo)聯(lián)，放大與濾波電路部分，以及系統(tǒng)電源部分。放大與濾波電路部分負責(zé)將心電信號放大、濾除干擾信 號等。系統(tǒng)電源部分為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的士 SV 以及士 3V 直流電源。完成數(shù)據(jù)分析和診斷分析的控制部分用 8 位的單片機。單片機對采集到的數(shù)字信號進行壓縮以及顯示等處理，使整個系統(tǒng)具有智能化特點，而且通過串行接口可以和計算機很好進行通信。 圖 系統(tǒng)硬件框圖 長春理工大學(xué)畢業(yè)論