可穿戴式智能心电设备的研究

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1、中文图书分类号：R318.6密级：公开UDC：621学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：可穿戴式智能心电设备的研究论文作者：李淑园学科：生物医学工程指导教师：吴水才论文提交日期:2015.06.25UDC：621学校代码：10005中文图书分类号：R318.6学号：S201215040密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：可穿戴式智能心电设备的研究英文题目：RESEARCHONWEARABLEINTELLIGENTECGDEVICE论文作者：李淑园学科专业：生物医学工程研究方向：生物医

2、学电子与信息处理申请学位：工学硕士指导教师：吴水才教授宾光宇助理研究员所在单位：生命科学与生物工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：李淑园日期：2015年06月18日关于论文使用授权的说明本人完

3、全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：李淑园日期：2015年06月18日导师签名：吴水才日期：2015年06月18日摘要摘要随着人口老龄化及城镇化进程的加速，中国城乡居民心血管病患病率呈上升趋势。据统计，心血管病死亡已成为城乡居民总死亡原因的首要因素。实时监测心脏活动对心脏病的早期预防具有重大的意义，但常规心电监护设备具有体积笨重、价格较高、不易于携带的局限

4、性。本论文将心电监护设备与手机终端结合起来，研制一款可穿戴式心电智能设备。该设备能够持续监测心脏电生理活动，使心电设备进入家庭成为可能。本论文主要研究内容包括以下两个方面：1.可穿戴式心电监测设备硬件设计本论文设计的智能心电设备硬件电路包括心电采集部分和电源电路，整体电路的设计均采用高集成、低功耗元器件。其中，选用TI的ADS1191芯片采集单导心电信号，信号以SPI方式传入低功耗MSP430单片机进行处理。整个设备选用可充电式锂电池供电，其充电方式采用的是无线充电方式。2.心电信号智能化分析采集到的心电信号通过Bluetooth2.0

5、传输至手机进行显示和分析。心电信号的分析包括以下4个步骤：信号预处理、特征提取、特征筛选和自动识别算法研究。信号的预处理主要包括去除基线漂移以及平滑去噪。在完成信号特征提取后，本论文采用AdaBoost算法设计分类器来进行心电的智能化分析，并与距离判别算法、支持向量机法进行对比。结果表明，Adaboost算法能够实现心律失常的自动识别，其准确率高达98%。本论文设计的可穿戴式心电智能设备样机长约11cm，只有采集电路运行时的功耗仅0.98mA，信号发送时功耗为16mA。设备外形小巧，功耗低，可持续监测心电信号，达到预期设计要求，可用于家

6、庭心电监护。关键字：心电信号；心律失常分析；穿戴式设备；仪器设计；家庭监护IAbstractAbstractWiththeaccelerationoftheagingpopulationandtheurbanizationprocess,theChineseurbanandruralresidentsofcardiovasculardiseasemorbidityisontherise.Accordingtothestatistics,cardiovasculardiseasemortalityaccountforthefirstcau

7、seofdeathinurbanandruralresidents.Real-timemonitoringofcardiacactivityisofgreatsignificancefortheearlypreventionofheartdisease.However,theseconventionalECGdeviceshavemanylimitations.Suchasthesedevicearealwaysbulkyandpricesarehigher,andtheyarenoteasytocarry.CombiningECGmo

8、nitoringwithmobilecommunicationstechnology,wedevelopedawearableECGdevices.Thisdeviceiscapableofcontinuo