USB便携式ECG心电图监护自动分析仪
心血管疾病已成为危害中国人生命安全的第一大杀手,目前上面上成熟的心电监护仪大多价格较贵,难以普及。因此,我们希望开发一台足够便宜,足够便携,足够好用的心电监护自动分析装置,有助于帮助大家随时监控心血管健康。
该项目是一个三导联ECG心电图检测分析装置,硬件部分为USB心电信号采集卡,采集心电信号并处理,最后上传至计算机,在计算机中采用python开发上位机并进行处理,显示出心电图,频谱等,并提供心颤检测各种分析功能。该项目是我们实验室研发任务的成员自行研发的衍生产品,其旨在复杂环境下稳定快速可靠地识别房颤室颤,并且提供一个十分经济的心电监护方式,为大项目的整体工作打下基础,后续将继续进行研发。
项目详情
本项目硬件部分采用兆易创新GD32F130F8P6作为主控,提供采集数据上传的功能。利用运放分别搭建各种放大/滤波陷波电路,将三导联的的心电信号提取出来并且滤除常见干扰。采用USB转串口芯片解决MCU串口和上位机的通讯问题。以下是硬件结构框图:
在上位机端,我们用python/C++混合编程搭建了心电记录/显示/分析一体化的上位机,提供了心率检测、频谱分析、房颤室颤等分析,并邀请知名专业医生指导验证(实验室合作关系)。以下是上位机软件设计的框架:
项目面临的挑战及解决的问题
我们的初始方案是采用AD8232芯片进行心电信号的提取,但是经过测试发现,无论是我们的测试电路还是买到的DEMO板,只能在无干扰状态下保持良好工作(关闭房间所有交流用电器),抗干扰性能都极差。下图是一张典型的波形,这是我们在关闭所有电器,只开一只台灯的情况下的输出波形(测试淘宝买的AD8232红色模块):