基于单片机的心电监测系统设计文献综述

 2022-11-09 12:32:00

文献综述

心电图机的发展与电子信息技术的发展密切相关,主要经历了弦线型、电子管放大式、热笔直描式、墨水喷射式和数字化的时代。以下是在心电图机发展的标志性进程[1]

1903 年,荷兰生物学家 W. Einthoven 采用弦线型电流计,利用光学放大原理,在感光板上记录了第一个实用的心电图。1908 年,W. Einthoven 正式引入标准的肢体导联和用等边三角形来说明三个标准肢体导联的关系,确立了心电图应用于临床诊断的标准。

1934 年,德国西门子公司制造了第一台采用电子管放大的心电图机。

1957 年,美国物理学家 Holter 首创了一种用磁带记录器对正常活动状态下的病人做长时间连续心电图记录的方法(Holter 技术),这种长时间连续记录的心电图称为动态心电图(Dynamic electrocardiogram,DCG),它提供的长时间动态心电图记录对心率失常的检出、早期心血管病诊断、抗心率失常治疗的评价以及心率失常和生理关系的研究具有重要意义[2]

1961 年,美国最先将 DCG 技术应用于临床,以后很快在发达国家得到普及。40 年来,Holter 系统在广泛应用中不断发展,从单道记录到三道记录,从片段式进入到连续记录,从模拟到数字,从数十分钟到几十小时连续记录;分析功能也从简单的系统和波形打印到具有心率失常分析及心率变异一系列的功能齐全的分析软件[3]。1986 年,第一代数字化 12 导联同步心电图机产生;1995 年,12 导 Holter 应用于临床;2000 年,国内推广 12 导 Holter。

由于心电信具有微弱、低频、高阻抗、不稳定和随机性强等特性[4],极其容易受到干扰,,特别是带外噪声和 50HZ 工频干扰。在心电信号采集中用合适的方法去除噪声是首要问题[5][6]。自 1965 年以来,自适应噪声抵消技术已经在许多其他问题上得到成功应用,包括心电图的周期性干扰的消除,以及消除长途电话传输线上的回声等等[7]。自适噪声抵消器,把自适应滤波器的期望信号输入端改为信号混合噪声干扰的原始输入端,而将它的输入端改为噪声干扰端,由横向滤波器的参数调节输出以将原始输入中的噪声干扰抵消掉,系统误差输出就是有用信号,这种方法更适合去除心电信号的工频干扰[8][9]

心电图(ECG)反映心脏生物活动的过程中的生物电变化规律[10]将测量电极放置在人体表面的一定部位,记录出来的心肌细胞生物电变化曲线即为临床常规心电图(ECG)。典型的心电图如图 1.1 所示。

图 1.1 典型心电信号

从图 1.1 可以看到,一份记录完整的心电图,主要由以下部分期组成:

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