ECG系统说明书Word文档下载推荐.docx

ECG系统说明书Word文档下载推荐.docx

《ECG系统说明书Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ECG系统说明书Word文档下载推荐.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

导联线是用来将信号发生器产生的数据传送到主板上，由于心电噪声背景比较强,测

量条件比较复杂，因此选择导联线的精度要求较高。

导联线如下图所示:

3.心电采集模块

采样模块是专门为采样心电图而设计的，它有八个差分信号输入通道，由于模拟输入端具有高达100M的输入阻抗，所以它可以直接连接高阻信号源，模块以串行方式输出采样的数据。

具体实际参数设置可参见附录。

4.ECG系统软件

4.1硬件环境

运行环境:

2440开发板（接入电源是12伏）

运行操作系统:

wince5.0

存储位置:

2GSD卡

4.2软件编程环境

VisualStudio2008专业版

4.3软件编程语言

VC++

4.4ECG系统软件简单介绍

其中”Type”下拉列表中是有12组心电图的波形对应的名称，分别是

I,II,III,avR,avL,avF,V1,V2,V3,V4,V5,V6,您在测量显示波形时必须要选择您想

看到的波形的名称。

”Mode”下拉列表中显示了心电图在Wilson这个模式下对应的波形，您也必须要选择该模式，否则系统会跳出提示框提醒您进行选择。

”Start”按钮则是开始进行心电图的数据采集以及波形图显示。

”Stop”按钮则是停止数据采集和波形图的显示。

4.5ECG系统软件说明

ECG系统软件提供了在2440开发板能够进行心电图数据采集，波形图显示数据

的一种通道。

用户可以参考，使用该系统可以进行二次开发。

附录

心电采集模块手册

一．模块简介

AIKD812-256心电图采样模块是专

顶面

门为采样心电图而设计的产品，它有八

个差分信号输入通道，由于模拟输入端

具有高达100M的输入阻抗，所以它可以

直接连接高阻信号源，模块以串行方式

）

5

1

输出采样的数据。

他是使用精密运算放

（

8

.

大器、24位模数转换器和高速处理器，

3

AD812-256

配合有效的数字滤波器算法，使得本产

品非常容易在强噪声背景、高输出阻抗

长沙爱康电子有限公司

环境下获取微小的心电图信号。

且整个

电路被封装在

1.5×

1.5×

0.381英寸的

模块内。

3.81（1500）

正面

二．性能

同步12导联采样

9

单5V电源供电

信号地：

浮地，等效于右腿启动之直

流电平

2.54（100）

模拟通道：

8通道

侧面

7

模拟输入：

差分输入

共模驱动：

提取共模信号，反向

4

驱动

高共模抑制比：

110dB（典型值）

单位：

mm/mil

高输入阻抗：

100

MΩ（典型值）

低等效输入噪声：

15uV（最大值）

采样频率：

2400点/通道

数据输出：

500点/通道或1000

点/通道

输出数据：

12位

差分输入范围：

±

8mV

输出方式：

串行接口，8位数据位，1为停止

位，非校验

内置数字滤波：

工频滤波器：

关闭或陷波频率50、60Hz可选

高通滤波器：

时间常数0.3、0.5、0.8、1.6、3.3s可

选

低通滤波器：

截止频率26、36、45、54、60、77、150Hz

可选

三．应用

心电图机/工作站

脑电图机/工作站

高阻的小信号的直接采样（例如：

其它生物体信号）

四.

引脚定义

引脚的顺序跟普通的IC类似，顶面的点状标志对应下方的引脚为

1号引脚。

引脚

名称

含义

XRF

右腿驱动

15

+5V

电源，必须是+5V

2

SH

导联线屏蔽驱动

16

XC6

连接C6电极（胸电极）

17

DGND

数字地

XC1

连接C1电极（胸电极）

18

RXD

串口接收端

XC5

连接C5电极（胸电极）

19

TXD

串口发送端

6

XLF

连接LF电极（左腿）

20

NC

必须悬空，不做任何连接

XC4

连接C4电极（胸电极）

21

XLA

连接LA电极（左手）

22

SEL

必须接

10K电阻上拉到电源

XC3

连接C3电极（胸电极）

23

10

XC2

连接C2电极（胸电极）

24

11

XRA

连接RA电极（右手）

25

12

26

13

AGND

模拟地

27

14

28

五.

参数

心电图采样模块的供电应该在下表范围内，否则可能引起永久性损坏。

除非另外说明，

下列参数的测试条件为：

常温、

+5V供电、屏蔽驱动和右腿驱动均使用。

条件

最小

典型

最大

单位

模拟通道

采样频率

每个通道

2400

Dot

数据输出速率

每个通道、不同导联体系

500/1000

数据输出位数

Bit

模拟输入范围

-8

+8

mV

频带宽度

150

Hz

输入阻抗

DC

100

MΩ

共模抑制比

110

dB

输入噪声

uV

工频滤波器凹口

凹口频率50（缺省）、60可选

-20

频率增益

时间常数

低频滤波器

0.3、0.5、0.8、1.6、3.3（缺省）可选

截止频率

高频滤波器26、36、45、54、60、77、150（缺省）

电源电压

4.8555.15

V

电源电流

57

mA

工频数字滤波器在50Hz和高频数字滤波器滤波器在截止频率45Hz下的模拟结果如下图

所示，低频滤波器的测试方法符合GB1139的要求，在此不重复叙述。

50Hz

下的工频数字滤波器

ft=45Hz

时候的高频数字滤波器

滤波器

可以看出：

工频数字滤波器在凹口频率点的衰减接近∞，在强工频干扰下，对噪声信号有很好的抑制作用，下图说明了实际心电图的滤波效果，其中上图为带有工频干扰的心电图波形，下图为滤波后的波形。

六.接口电路

心电图采样模块的输入端可以直接接人体，但是心电图机标准要求心电图机能防除颤，

所以在模块输入端应该加放电元件，避免除颤信号损坏心电图机。

心电图采样模块以

UART串行方式输出数据，3.3V

的TTL电平输出，数据格式为

8位数

据位，1为停止位，非校验，采用

115200的波特率。

物理上，心电图采样模块可以和处理器直接对接以采样心电图信号，

但是心电图机标准

有安全要求，需要在供电和数据链路上进行电气隔离。

在

UART接口上的隔离是一种最方便

廉价的方式。

如下图所示。

10K

5V

DCDC

电源

75V

导

联

线

模块

电脑

UART

光耦

或

处理器

安全隔离带

共模驱动

图1：

模块连接示意图

七.命令描述

主机向心电模块的命令共20字节，不需要的附加字节用填充0。

AIKD（0x41，0x49，0x4b，0x44）＋命令

（1）＋

附加字节（14）＋

校验和

（1）

（0）

（1）

（2）（3）

（4）

（5－18）

（19）

命令分类

命令字节

命令描述

波形数据传输命令

第一附加字节决定传输开关

0＝停止送数（上电缺省）

（送数命令发出后，模块开始

0X15

1＝按照Wilson导联体系开始送数

连续送数据）

2＝按照Frank导联体系开始送数

第一附加字节：

工频滤波

0＝关，12＝50Hz，10＝60Hz，缺省＝12

滤波器控制

0X25

第二附加字节：

基漂滤波

（控制方法见下面说明）

0＝3.3s，时间常数控制，缺省＝1

第三附加字节：

肌电滤波

0＝150Hz，截至频率控制，缺省＝0

起搏检测导联

0X26

导联编号

（对带起搏检测的模块有效）

0－7表示II、III、C1－C6导联

复位命令

0X35

不使用附加字节

（此命令让波形快速复位）

握手命令

0X45

（用此命令识别模块）

模块应答

15字节

注意：

校验和不对的命令将被忽略。

八.滤波器控制

对应“命令描述”中的附加字节，对滤波器的控制采用如下方法：

数字滤波器

控制方法

缺省

第一附加字节

工频滤波器

关闭

凹口频率（Hz）

60Hz

第二附加字节

3.3

1.6

0.8

0.5

时间常数（s）

0.3

第三附加字节

高频滤波器

77

60

54

45

36

截止频率（Hz）

九.数据格式

当发出波形数据传输命令后，模块连续上传采样的数据，每2ms发送一个数据包，每

包16字节。

如果模块采用Wilson体系送数，数据包内包括II、III、V1-V6导联的数据，由上位

机计算I、avR、avL和avF的数据，计算方法见后面的说明。

如果模块采用Frank导联体系送数，数据包内包括前后两个点的X、Y、Z波形值，X1、

Y1、Z1在前，X2、Y2、Z2在后，因此在此方式下，采样点是1000dot/s

下表叙述了数据包的组成和含义。

心电模块向主机的数据帧由16个字节组成（Wilson导联）

高2位

低6位

第0字节

II

高字节

第1字节

D1

II低字节

第2字节

D2

III

第3字节

D3

低字节

第4字节

D4

C1高字节

第5字节

D5

C1低字节

第6字节

D6

C2高字节

第7字节

D7

C2低字节

第8字节

D8

C3高字节

第9字节

D9

C3低字节

第10字节

D10

C4高字节

第11字节

D11

C4低字节

第12字节

D12

C5高字节

第13字节

D13

C5低字节

第14字节

D14

C6高字节

第15字节

D15

C6低字节

心电模块向主机的数据帧由

16个字节组成（

Frank导联）

第0

字节

X1高字节

第1

X1低字节

第2

Y1高字节

第3

Y1低字节

第4

Z1高字节

第5

Z1低字节

第6

X2高字节

第7

X2低字节

第8

Y2高字节

第9

Y2低字节

第10

Z2高字节

第11

Z2低字节

第12

第13

第14

第15

状态位的定义：

（SEL决定了其它位的定义）

数据位SEL=0数据位表示的内容

SEL=1

数据位表示的内容

RA

（0＝正常，1＝脱落）

工频滤波器[D2⋯D1]

LA

0＝关闭，1＝50Hz，2＝60Hz

RF

基漂滤波器[D5⋯D3]

LF

C1

（0＝正常，1＝脱落）

0.3（秒）

C2

肌电滤波器[D8⋯D6]

C3

C4

关

77（Hz）

C5

起搏检测导联[D11⋯D9]

C6

导联体系

（0=Wilson，1=Frank）

V1

V2

V3

V4

V5

V6

基线复位

（0=正常，1=复位）

备用

起搏信号

（0=无起搏，1=有起搏）

Wilson导联体系下其它导联的计算方法

I=II-III

II=数据包中的II导联值-2048

III=数据包中的III导联值-2048avR=III/2-II

avL=II/2-III

avF=（II+III）/2

=

数据包中的

C1导联值-2048

C2导联值-2048

C3导联值-2048

C4导联值-2048

C5导联值-2048

C6导联值-2048

十.注意事项

1、屏蔽

心电图采样模块的输入阻抗很高，容易受到噪声的干扰，因此应该把输入回路尽可能屏

蔽，包括模块外面裸露的小信号部分，否则噪声将窜入信号输入模块，使得波形带有较多的噪声。

屏蔽层接模块提供的屏蔽驱动信号，这样可以得到最佳效果。

2、电源

心电图采样模块内含精密放大器和高精度AD变换器，虽然在电路设计的时候，考虑了

对电源的滤波，并且采用对电源噪声不敏感的电路结构，可对电源仍然有较高的要求，请注意以下几点：

电源应该有足够的驱动能力，并且有尽可能小的纹波

根据电源噪声的特点，选择适合的电源滤波器，例如使用电源的有高频器件，应该使用高频磁珠，有大电流器件时，应该使用较大的滤波电容或有源滤波电路等

3、关于除颤

建议防除颤电阻置于模块附近，采用10K电阻，电阻的功率至少1W，不主张使用在导联

线上集成该电阻，这时放电管放电电压取75V，并且应该有相关的安全认证。

该部分也属于应该屏蔽的区域。

4、关于隔离

与电网良好的隔离，不仅是安全的需要，对于噪声的抑制也很有好处，因此必须认真考虑。

隔离的效果依赖隔离器件和电路板的工艺，最终让电解质强度和漏电流满足GB9706的安全要求，这时模块会处于良好“浮地”工作状态，可以得到光滑的心电图。

电源隔离采用高隔离电压的DCDC，至少应该是4000V，信道隔离一般采用高速数字光耦，例如HCNW136，也可以采用类似AD公司的AduM系列隔离器件，这些器件都有相关的安全认证。