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蓝牙心电采集终端的设计与实现(2)

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3.2 采集模块软件

采集模块上电后，首先进行初始化配置，包括外部的参考电压、功能寄存器配置以及读写指令等功能函数定义。配置完成后进行数据的读取、处理、传送，导联脱落检测以及QRS算法检测等流程。

在数据读取时，通过定时器设定每250 μs产生的中断来获取8个通道中心电样本点，采样频率为500 SPS。通过中断服务例程(interrupt service routine，ISR)发送相应指令，在所选传输通道中获取24位心电数据，这些数据在压缩至20位后分别依次进行IIR滤波以及FIR滤波处理。其中，每个相同通道的数据读取间隔为2 ms。在读取数据的同时，会发出导联脱落检测信号，获取各通道导联状态位。该状态位与滤波处理数据一同进行QRS检测后，通过串口发送至主控芯片。采集模块流程如图4所示。

图4 采集模块流程图Fig.4 Flowchart of the acquisition module

3.3 蓝牙传输软件

蓝牙模块流程如图5所示。

图5 蓝牙模块流程图Fig.5 Flowchart of the bluetooth module

本系统蓝牙软件设计采用状态机模式，通过AT指令来配置不同参数、编写指令以实现相应功能，根据状态反馈判断进程，从而进入不同功能节点。本设计完成对蓝牙寄存器及功能初始化定义后，依次对蓝牙名称、配对密码、波特率(文中默认波特率为115 200 bit/s)进行设置。按要求设置成功后，会有等待连接请求。只有配对请求通过，才可调用数据发送指令完成数据传输。

4 测试结果与分析

对本设计心电采集终端进行全面的功能测试，使用蓝牙将心电数据传送至上位机，并通过上位机显示相应的心电波形。

4.1 心电模拟器测试

连接心电模拟器进行心电信号波形测试。图6为模拟输出正常成人心率为60次/min时的心电波形。其中：增量为10 mm/mV;心电图走纸速度为25 mm/s。

图6 心电波形(心率60次/min)Fig.6 ECG waveforms(heart rate 60 beats/min)

4.2 人体心电测试

按照12导联心电电极连接方法连接人体测试，图7分别为不同测试者心电波形。其中：增量为10 mm/mV;心电图走纸速度为25 mm/s。

图7 心电波形(不同测试者)Fig.7 ECG waveforms(different testees)

对比测试心电波形可知，基准宽度下降后的波形幅值大于原波形幅值的75%。该信号输出幅值差异标准满足国标中输入信号的重建准确度。

5 结束语

目前，对于便携式心电设备，有许多种系统设计方案和软件算法，用于实现对人体远程心电数据的釆集、传输及实时分析。本文设计的蓝牙心电采集终端具有体积小、功耗低的特点，用户操作简单，携带使用方便，能够为广大心脏疾病患者提供及时、便捷的医疗帮助。

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文章来源：《临床心电学杂志》网址: http://www.lcxdxzz.cn/qikandaodu/2021/0312/533.html