MSP430單片機在醫療設備行業的應用

作者：時間：2012-04-04 來源：網絡

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圖5 系統軟件功能框圖

心電信號的軟件數字濾波

由于心電信號會不可避免地混入50Hz工頻干擾，同時從人體獲得的心電信號還含有由皮膚阻抗、呼吸及放大器的溫度漂移等產生的基線漂移,而僅僅依靠硬件很難將其理想濾除，因此采用軟件數字濾波的方法。圖6顯示了用MATLAB對加噪心電信號利用FFT方法濾除50Hz工頻干擾的仿真實驗結果。實驗原始數據取自MIT/BIH心電數據庫中的一段波形。由于實驗采用的是矩形窗模擬濾波，在恢復時域信號時會有振鈴效應，因此在實際使用中可根據需要選用合適的窗函數。

從濾波與處理效果看，快速傅里葉變換可得到信號的全部頻譜，便于進行針對性處理，且可選擇的窗函數多，對50Hz頻移有很好的濾除效果。而自適應模板法與數學形態濾波法則分別適用于50Hz工頻干擾的去除與基線漂移及高頻噪聲干擾的去除。本系統將以上三種濾波方法結合起來使用，當需要在液晶屏上顯示心電波形時采用自適應模板法與數學形態濾波法，將數據傳輸到PC機中時可以采用快速傅里葉變換法對心電信號進行精確處理。

心電圖機PC機端輔助軟件的開發

本文設計的心電圖機配有基于Visual C++6.0開發環境編寫的PC機軟件以擴展系統功能。將心電圖機與PC機連接后，啟動Windows心電數據采集程序即可在計算機屏幕上看到實時采集的心電波形，PC機心電信號顯示界面如圖7所示。

圖6 利用FFT方法濾除50Hz工頻干擾后的心電信號

圖7 PC機心電信號顯示界面

結束語

本文設計的心電圖機采用了TI公司的高性能單片機MSP430FG4616和16通道低噪聲Δ-Σ架構的24位模數轉換器，能準確獲取反應心電特征及其變化規律的心電信號，并可通過單片機的控制在液晶屏上以圖形方式顯示和存儲，為實現家庭醫療遠程診斷進行了前瞻性的研究。與常規設計相比，本系統具有性能穩定、精度高、抗干擾能力強等特點，具有良好的應用前景。