【摘 要】
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心血管疾病严重威胁人类生命健康安全,随着人口老龄化进程的加快和社会压力等因素的增加,患病率正呈现逐年上升趋势,并且越来越年轻化。然而,心血管疾病大多由器官器质性病变引起,一旦患病很难完全康复,需要进行长期监测和预防。心电图是诊断心血管疾病的重要方式之一,但现有便携心电监测设备导联数少,并且操作复杂,不便于日常生活使用。鉴于此,本文研究设计了一款穿戴式十二导联心电监测系统,实现了24小时连续动态心电
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心血管疾病严重威胁人类生命健康安全,随着人口老龄化进程的加快和社会压力等因素的增加,患病率正呈现逐年上升趋势,并且越来越年轻化。然而,心血管疾病大多由器官器质性病变引起,一旦患病很难完全康复,需要进行长期监测和预防。心电图是诊断心血管疾病的重要方式之一,但现有便携心电监测设备导联数少,并且操作复杂,不便于日常生活使用。鉴于此,本文研究设计了一款穿戴式十二导联心电监测系统,实现了24小时连续动态心电实时监测。本文主要研究内容如下:（1）根据穿戴式十二导联心电监测系统的实际需求,设计了一款体积小、功耗低、穿戴舒适的心电监测终端。选取复合织物干式电极设计十二导联心电监测衣,提高长期穿戴的舒适性。采用低功耗主控制器芯片TM4C123GH6PM、高度集成的24位模拟前端芯片ADS1298以及运动传感器MPU6050等元件设计硬件电路,实现心电信号和运动状态数据的实时采集。使用SD卡进行数据存储,并通过低功耗蓝牙模块与客户端进行无线数据传输。设计电源管理与稳压电路,提高设备电源稳定性和使用安全性。（2）在穿戴式心电监测终端的基础上,设计嵌入式软件和心电监测客户端。嵌入式软件包含心电信号、运动状态信号采集驱动和其他模块驱动程序,通过自定义数据格式,保证数据在无线传输时的可靠性。心电监测客户端实现了心电波形实时动态绘制、心率计算与显示以及导联异常提醒等功能,通过账号登录客户端后,可将数据保存在本地数据库中进行管理,同时也可上传至云平台实现数据云存储和个人健康档案的建立。（3）针对穿戴式心电监测设备在运动状态下使用容易遭受运动伪迹噪声干扰的问题,研究并设计了基于变分模态分解和自适应噪声抵消器的运动伪迹抑制方法。利用变分模态分解对人体运动信号和含噪心电信号进行分解,提取相关性高的加速度信号分量进行重构,并将其作为自适应噪声抵消器的参考信号,通过增强参考信号与噪声信号之间的相关性来提高滤波性能。通过不同运动状态下的实验验证,证明了该方法的有效性。最后,对本文设计的穿戴式十二导联心电监测系统进行测试,系统各项性能参数和软件功能满足设计需求和相关标准,并且在实际应用中展现了较好的监测效果。
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