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随着现在社会的发展，人们也日益开始关注健康事业的发展，对医学技术的要求也越来越高。现实中很多病例无法通过现实病例学习，更多的医生培养只能通过模拟设备进行，心电波形模拟波形发生系统的设计就是其中一个例子。
心电模拟发生系统使用4种不同频率的标准心电波形及用于测试的方波、锯齿波、三角波和正弦波，通过算法拟合出病人的34种异常心电波形(包括成人和儿童的)，各周期波形可采用插入不同的延时子程序来实现。提取医院病人的异常心电波形，通过拟合的方法可以模拟和转换除颤后的正常波形，依据此方法设计出一个心电信号发生系统，系统可以采集、模拟任意导联心电信号，并将结果存储到心电数据库供研究分析使用。最后设计出一种用微控制器和波形输出以及键盘转换电路构成的心电模拟波形发生器。 
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5个回答
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该系统是根据标准心电图的有关原理，利用数字技术和软件仿真相结合的原理研制而成的，严格按照医学的相关规定，产生的模拟心电波形完全满足医学教学的目的，在各种病人异常心电图的关键点处达到几乎逼真的效果。当系统接收到高压除颤信号以后，根据系统的预设置，将异常心电波形转换成正常的心电波形，这就模拟了一次正常的高压除颤过程。该系统可以用于医疗培训机构，使学员快速掌握心电除颤的原理和方法，省去了很多不必要的麻烦，具有广阔的市场前景。
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1 系统设计
心电模拟波形系统主要以ARM9处理单元为核心，另外还有高压除颤采集电路、D／A转换模块、波形输出电路、键盘接口电路与监护仪信号匹配以及应用程序的设计等几个部分。 ARM微处理器是一种高性能、低功耗的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的处理器，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。 本系统采用的ARM9嵌入式开发平台，主要利用ARM9丰富的I／O资源和快速处理的强大功能。ARM9处理器的主要结构及其特点如下： (1)32 b定点RISC处理器，改进型ARM／Thumb代码交织，增强性乘法器设计。支持实时(real-time)调试。 (2)片内指令和数据SRAM，而且指令和数据的存储器容量可调。 (3)片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4 KB～1 MB。 (4)设置保护单元(protcction unit)，非常适合嵌入式应用中对存储器进行分段和保护。 (5)采用AMBA AHB总线接口，为外设提供统一的地址和数据总线。 (6)支持外部协处理器，指令和数据总线有简单的握手信令支持。 (7)支持标准基本逻辑单元扫描测试方法学，而且支持BIST(built-in-self-test)。 (8)支持嵌入式跟踪宏单元，支持实时跟踪指令和数据。 新一代的ARM9处理器通过全新的设计，采用更多的晶体管，能够达到高于ARM7处理器两倍以上的处理能力。这种处理能力的提高是通过增加时钟频率和减少指令执行周期实现的。 |
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2019-7-22 15:00:09
评论
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2．2 信号采集电路
根据除颤高压发生器的要求，当有高压放电信号时，由于高压除颤信号具有的放电电流具有双向性，并且是在5ms时间内将电压由12 V直流电压转换为4 000 V以上的高压，使电容容量达到较高的程度，所以在安全性能上要充分考虑。 由除颤的高压特性可以知道，除颤高压发生器采用单端正激式升压控制模式，除颤高压有两个明显的特性： (1)变压比较大，由12 V直接升到4 000 V以上； (2)对充电速度要求也比较高。 正激式变换优点是电路比较简单，工作稳定，可靠性高，不存在由于电路不平衡造成的偏饱和问题。 2．3 波形输出电路 选择4个不同心率的正常心电波形作为信号源，模拟输出Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，aVR，aVL，aVF心电信号。设探测电极在左上肢(LA)、右上肢(RA)、左下肢(LL)各点的电位分别为VL，VR，VF。 标准肢体导联关系式如下： 威尔逊中心电端电压为0，故有： 2．4 右腿驱动电路 右腿驱动电路是将采集到的心电信号进行反向放大，传到右腿驱动电极，对共模干扰信号来说这是个负反馈，因此可有效地削弱人体上感应的共模干扰信号，以达到较强抑制频率干扰的目的，采用右腿驱动，还可以使干扰电压降到1％以下，能够很好地达到所要求的效果。 |
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3 系统软件
系统软件设计主要是在嵌入式Linux硬件平台的基础上完成的。系统软件主要有主程序和产生的各种波形的子程序构成以及系统硬件驱动程序的编写。主程序主要是对各个子程序的调用和组织，使整个系统能够有序运行。驱动程序是为了能让系统内核和系统之间的接口正常运行的。软件也配合硬件电路进行心电采集、传输和模拟等。 3．1 应用程序的设计界面 软件开发工作主要涉及界面程序的开发。界面程序的编写主要是用Qt来完成的，驱动主要是用C编写的。界面设计是两种波形同时输出，反映正常的心电除颤过程。 系统的软件界面设置框图如图3所示。 图3 软件界面设置 |
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