远程无线心电监护系统的软件设计

摘要 心血管疾病具有突发性和高危险性，为了及时发现病情，需要对患者进行有效监护。文中设计了一套远程心电监护系统软件，通过对MC9S12XS128单片机底层程序的设计，完成了对心电信号数据的采集和GPRS模块的AT指令控制，由此实现心电信号数据的无线传输。操作简单、界面友好的监护系统部分采用了LabVIEW图形化编程环境，对采集到的心电信号进行分析、处理、显示以及存储，操作者可以实时监测被测者的心电情况，便于及时做出诊断，及早治疗，同时设置了自动报警系统。
关键词 心电监护；无线传输；实时监测

随着人们生活和工作节奏的不断加快，心血管疾病已逐渐成为威胁人类生命安全的主要疾病，发病率明显上升，并呈低龄化趋势发展。通过心电信号发现并及时诊治心血管疾病，是降低发病率和死亡率的有效途径。
利用当前日趋成熟的电子、通信和计算机技术，设计开发一套操作简单、携带方便、价格适宜的远程心电监护系统具有良好的应用价值。患者可以随时随地对自己的心脏状态进行监护，减轻了奔波劳累和经济开支、节省了时间和社会医疗资源；患者在熟悉的环境中实时监测，提高了心电信号的准确性，从而为病情的发现和诊治赢得了时间；对于行动不便或自理能力较差的用户实施远程监护，遇到病情突变时能够迅速报警，为患者提供及时的救助。

1 系统整体结构
选择以GPRS通信技术为平台，设计了一套基于飞思卡尔DSC的远程心电信号监护系统。该系统主要包括心电采集、数据传输和远程监护3部分。整体框架如图1所示。

心电信号采集模块负责对患者的心电信号进行长时间实时采集，同时辅以心电信号调理电路，对采集到的微弱心电信号进行放大、滤波，然后由微控制器控制远程通信模块，将心电信号数据发送到医院中心监测站的远程服务器，医护工作人员操作远程服务器上的心电信号监护软件，对接收到的心电信号数据进行进一步的处理和分析，给出诊断意见，为患者的治疗提供实时的远程指导；对一些突发病情，可以赢得宝贵的抢救时间。

2 系统硬件设计与成果
系统的硬件部分包括心电信号采集模块和远程通信模块两部分。心电信号采集模块主要包括电极、心电导联系统、前置放大电路及右腿驱动、高低通滤波电路、50 Hz陷波电路、后置放大及电平抬升电路等部分。远程通信模块主要由MC9S12XS128单片机、GPRS模块、SIM卡电路、电源电路组成。设计的远程无线心电监护系统样机，在强烈的噪声中仍能够采集到准确的心电信号，尽可能地减小了失真，如图2所示。

3 系统软件设计与实现
远程心电监护系统软件包括两部分：监护终端软件和远程服务器监护软件。监护终端软件即为单片机软件，主要是完成心电信号数据的采集控制、A／D转换、发送等功能；远程服务器监护软件则是医院监测中心的计算机软件，主要完成心电信号数据的接收、显示、存储及报警等功能。
3．1 单片机程序
单片机不仅要完成系统初始化设置，还要完成单片机的工作控制、无线传输控制等。为便于程序的调试、连接和修改，设计时分成3个模块：(1)单片机主程序模块：初始化心电信号监护系统终端的各个模块，控制各个模块的工作状态和工作流程，实现远程心电监护系统的总体功能。(2)心龟信号采集模块：主要完成心电信号数据的采样工作。(3)心电信号数据无线传输模块：完成无线传输芯片SIM300模块的初始
化、传输控制等功能。
3．1．1 单片机主程序模块
单片机主程序模块的流程图如图3所示。