双导联输人心电采集控制系统

　　心电信号反映的是人体心脏的活动状况，是现代医学研究的重要对象。目前，对心电信号的检测技术己经比较成熟，但采集系统多是采用三导联或更多的导联输入方式，本文设计了一个简便快捷的双导联输入的系统，并最终实时实现心电信号的数字化(即心率)，更快速、更直观的反映了心跳状况。

　　正常情况下，每个心动周期对应的心电图片段是基本一致的。典型的正常EeG(Ele。tr一。。ardi。gram)波形，如图1所示。

　　ECG波形基本上都包括一个P波、一个QRS波群和一个T波，有时在T波后，还会出现一个小的U波[l]。

　　1系统整体结构

　　1.1系统整体结构

　　心电信号是一种低频率的微弱双极性信号，信号主要成分集中在0.05~10oHz，幅度为0.00一smV。通常情况下，心电信号中混有很多的干扰信号，比如50Hz的工频干扰、10一3OOHz的肌电干扰、以及由呼吸等引入的干扰。

　　本文设计的系统(如图2所示)包括两大部分:心电信号的采集和以单片机为核心的数字化控制系统，后续PC机心率计算和显示不包含在本文中。由手抓金属传感器通过双导联输入线获得心电信号，进行模拟信号的放大滤波处理;处理后信号，送入以单片机为核心的控制系统处理，得到最后计算心率所需要的数据;最后由串口将此数据传送给PC机，做最后运算并显示。

　　1.2心电采集电路设计

　　1.2.1前置放大

　　根据心电信号的特点，前置放大电路要具备高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、放大倍数在100以上且保持高稳定性。

　　(1)差动放大:双导联输入的心电信号是十分微弱的，且含有丰富的极化电压和50Hz工频干扰，为了后续处理，要适当放大心电信号，故在此加入高输入阻抗的动发大器，且有高共模抑制比。考虑极化电压，放大倍数不宜过大，~般在10(f佐右，本文采用瞻放大，即男黔。

　　(2)高通滤波:这部分主要滤除极化电压和一些低频干扰，截止频率在。.3Hz左右。根据厂=瑞，取R4二RS=100K。，Cl二CZ二4.7uF，得f=0.34Hz。

　　(3)仪表放大:本系统使用的AD620是一块低价格、高精度的仪用放大器，共模抑制比能高达130dB，输入阻抗在1000MQ，增益又公式G二l+49.4K。/RG。考虑前面的差动放大，这里的放大倍数确定为15。

　　1.2.2滤波电路

　　高频干扰的幅度不是很大，但由于心电信号同样较微弱，再加上前级的100倍左右的放大，高频干扰信号必须考虑滤除，己知人体心电信号频率大约为O，05Hz一100Hz，而低于0.OSHz的信号己经在前置放大器中滤除，因此设计一低通截止频率为100Hz的滤波器。