基于Android的可穿戴心电监测系统的研究与实现

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随着我国社会经济的飞速发展,国民生活水平显著提高。尤其是人口老龄化及城镇化进程的加速,因此人们也越来越关心自己的身体健康状况。在众多疾病中,心脏病所占的比重以及致死程度只高不减,成为了人类健康杀手。心电图是观察人体心脏健康状况的重要途径,对于心电仪的研发也越来越受到人们的重视。然而当前的医疗条件和测量的环境等限制了对潜在的心脏疾病早期的发现。因心脏血管堵塞而突发的心脏疾病必须在一个小时内打通堵塞的动脉否则将造成心肌的永久性伤害,如果不及时治疗则会导致病情更进一步恶化。传统的心电检测仪体积笨重不易携带,也限制了患者的活动范围。随着安卓智能手机的迅速发展,智能手机已成为日常生活中每个人不可缺少的一部分,以智能手机为平台的便携式心电仪的研究已成为研究的热点。市面上的心电监测仪虽然解决了传统心电检测仪笨重不易携带的缺点,但仍存在一些问题如:功耗高、数据传输不稳定且延时高、不能实时检测、成本太高、精度不高等。因此开发一种具有实时性、便携性、低功耗、低成本、无线心电监护系统是一项具有非常重大意义的研究课题。本设计实现了基于Android的可穿戴心电检测系统,将传统的心电检测一分为二,一端为心电检测终端用于心电信号的采集、去噪和发送,另外一段Android客户端用于心电数据的显示、存储和特征参数识别,并将数据发送到专家诊断服务器端实现远程医疗。  本文首先研究了人体心电信号的产生机理、心电传到过程以及心电信号的时频域特性,包括心电图各特征波段的病理学意义。又分析了心电信号的噪声来源,对各种噪声特性做出了分析比较。采用了小波变换算法对心电信号去噪,然后将去噪后的心电数据通过HC-06蓝牙模块发送到Android客户端。主控芯片采用了功耗低、精度高的PSoC5LP可编程芯片。能够快速、实时地采集、去噪、发送心电信号。Android客户端设计使用eclipse作为开发工具,采用Java语言编程。通过Android系统蓝牙功能接收采集端发送的心电数据,进行显示和存储。并且使用基于极值的自适应阈值算法对心电信号的QRS波群进行检测识别。并计算出用户的心率值,当发现心率值出现异常,立即做出报警,并提示用户将心电数据发送到服务器端给专家在线诊断,实现远程医疗。最后,对系统的整体测试,通过仿真与真实环境实验,验证了本系统的有效性和可行性,达到了设计的要求。
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