跟着人们生活水平的进步、生活节奏的加速，心血管疾病的发病率敏捷上升，已成为要挟人类身体健康的首要因素之一。而心电图则是医治此类疾病的首要依据，具有确诊牢靠，办法简洁，对患者无危害的长处，在现代医学中，变得越来越重要。惯例心电图是患者在静卧情况下由心电图仪记载的心电活动，历时仅为几s~1 m，只能获取少数有关心脏状况的信息，所以在有限时间内即便发生心率异常，被发现的概率也是很低的。因而有必要通过相应的监护设备对患者进行长期的实时监护，记载患者的心电数据。又由于心脏病的发生具有突发性的特色，患者不可能长期地静卧在医院，但又需实时得到医护人员的监护，所以研制相应的便携式心电监护产品就显得愈加重要。本文提出了一种根据远端确诊渠道的心电确诊体系，由此来完成便携易用、实时监测以及下降确诊本钱等功用。
1远端确诊形式的完成
提出远端确诊形式首要是根据两个原因：一是便携性，传统心电检测设备由于其局限性难以完成随身带着，患者需求检测时只能到特定地址，不只无法完成实时性，并且增加了医疗本钱；二是易用性，传统设备对操作者有必定的专业要求，往往患者自己难以操作。提出远端确诊形式，将体系分为用户终端与长途服务终端，用户只需带着用户终端设备，并且只需操作用户终端，将专业性的操作隔脱离留给长途服务终端，然后完成其便携性与易用性。
在远端确诊形式中，用户终端首要完成实时收集心电信号，将数据存储转发，操控GPRS通讯模块发送到长途服务终端；长途服务终端首要承当对数据的剖析、处理，乃至可以与专家在线剖析和实时确诊，最终将确诊成果回来用户终端。
2体系规划计划
便携式心电确诊体系首要由前端收集电路、用户端主控模块、两个GPRS终端和远端服务器几部分组成，其根本结构框图如图1所示。
图1中前端收集电路首要承当心电信号收集的功用，收集的信号经开始的滤涉及扩大后送入用户端主控模块，主控MCU对心电信号数据进行A/D转化和一些根本处理之后存储在EEPROM中，等候用户的指令指示。GPRS终端担任数据的发送与接纳。远端服务器接纳到用户发送过来的数据之后进行翔实的处理，得到确诊成果后将成果发送回用户终端。
2.1前端收集电路
前端收集电路首要由心电电极、前置差分低通滤波电路、前置差动扩大电路、高通滤波电路、主扩大电路、右腿驱动电路、过压维护电路和电源模块组成。如图2所示。
将两个电极置于人体表面上不同的两点，通过导线与心电图机相连，就可以描出一种心电图波形。描记心电图时的电极安放方位及导线与扩大器的联接办法称为心电图导联。规划中选用的是规范双极导联Ⅰ。它是以两肢体间的电位差为所获取的体表心电，电极安放方位以及与扩大器的衔接为：左上肢（L）接扩大器正输入端，右上肢（R）接扩大器负输人端，一起，右下肢（RF）应直接接浮。在本体系中，右下肢接右脚电极驱动器的输出端，直接接地。
在此电路中，规划了一个用于避免RFI整流差错的差分低通滤波器电路，如图3所示。该滤波器除了供给对RFI的按捺，还供给附加的输入过载维护，由于电阻器R1、R2协助把外表扩大器的输入电路与外部信号源阻隔。C3跨接电桥输出端，以便C3有效地与C1和C2的串联组合并联。C3十分有效地减小了由于不匹配形成的任何AC-CMR（沟通-共模按捺）差错。
心电信号收集电路中最重要的部分是扩大电路。由于心电信号很弱小，并且收集过程中存在着极化电压、热噪声和仪器发生的噪声等多种搅扰信号，对后续特征波形的检出与剖析有很大的影响。这些搅扰大都归于共模搅扰，因而要求前置扩大器有满足高的共模按捺比，一起为了按捺信号的基线漂移，还要有满足小的温度漂移。规划中选用TI公司的INA326扩大器，电路如图4所示。
2.2用户端主控模块
主控模块挑选MSP430F149作为体系的中心操控器，首要完成对扩大滤波后的心电信号采样量化、存储转发、LCD显现及用户交互等功用。用户端体系的作业流程如图6所示。
2.3 GPRS无线发送模块
GPRS无线收发模块选用了集成TCP/IP协议的SIM300.SIM300是一个三频GSM/GPRS模块，可以作业在EGSM 900 MHz、DCS 1 800 MHz和PCS 1 900 MHz三种频率，一起SIM300供给两种时隙供挑选，并支撑CS-1、CS-2、CS-3、CS-4四种GPRS编码计划。
在全体计划中，心电信号数据通过主控模块的开始处理之后打包，通过串口送到GPRS发送模块，传送到GPRS接纳端之后交由上位机处理。整个流程如图7所示。
在规划SIM300外围接口电路时，选用MAX809自动操控通讯模块的复位，可以在上电和VBAT下降到3.3 V时发生复位信号。而由于在实践使用中GPRS数据传送是偶发性事情，所以SIM300模块的RESET和ON/OFF交由主操控器操控，通过程序来完成模块的开关机，到达下降功耗的作用。总体规划如图8所示。
2.4根据小波改换的心电信号消噪
信号通过前端收集与主控模块进行开始处理之后，发送到服务器端。服务器端运转上位机体系，对接纳到的用户数据进行后处理，通过进一步消噪与匹配之后得到确诊成果，一起供给专家确诊渠道接口。然后处理中首要是使用小波改换来完成消噪，因而为了更好地完成算法的嵌入，选用了MATLAB的GUI来编写上位机程序。
2.4.1心电信号的奇特值小波消噪法
心电信号是毫伏级的弱小信号，简略遭到噪声的搅扰如工频搅扰、基线漂移搅扰和肌电搅扰等，部分神电信号因而具有噪声非均匀散布现象。Ahlstrom等用低通滤波器法进行心电信号消噪，但低通仅滤除了高频信息，对心电信号消噪的作用不抱负，有必要通过进一步处理才干使用于确诊。本体系选用小波改换对信号进行消噪。
小波改换具有时频部分化特性，因而，小波改换可在时间轴上精确定位信号的骤变点，一起其多分辨率特性又决议了小波改换可在不同尺度上描绘信号的部分特征，但对噪声非均匀散布信号具有局限性。为处理这个问题，本文引进奇特值分化消噪法与小波阈值消噪相结合，使用矩阵奇特值正交分化和小波阈值消噪特色，以处理非均匀噪声散布心电信号的消噪问题。
关于噪声散布不均匀的信号，由于区域噪声散布特征不同，规矩的挑选彼此对立，所以在处理信号时先将非均匀噪声散布信号通过奇特值分化，然后使用小波软阈值消噪法别离对分化后的正交重量进行消噪，由线性叠加消噪后的重量得出消噪后的心电信号。奇特值小波消噪法过程如下：
其流程图如图9所示。
2.4.2消噪成果剖析
图10给出了使用奇特值小波消噪法对收集到的心电信号进行降噪后的成果。
图10（a）是原始的心电信号，图10（b）是去零点漂移后的波形。可以看出，去零点漂移后波形趋于平稳。图10（c）是通过奇特值小波降噪后得到的信号，比照原始信号可以较明晰地看到PQRST波的根本特征，波峰和幅值的丢失较小。由此可以看出，消噪取得了杰出的作用。
本文提出了一种根据远端确诊渠道的便携式心电确诊体系，规划了前端收集部分、主控模块、GPRS模块；编写了服务器端的上位机软件并选用根据小波改换的算法对心电信号完成了降噪处理，预留了接口，便利新检测办法的更新；测验成果表明该体系具有简略易用、确诊本钱低、可以实时监测等特色。
参考文献：
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