Research for remote electrocardiogram signal monitor based GSM short information

摘要：研究一种监测人体心电异常信号、自动通过手机短信传递数据并报警的方法。分析了如何通过心电信号采集电路、单片机、接口电路、手机以及基于GSM的AT指令程序实现系统；采用局部极大极小值和斜率相结合的方法设计心率异常判断程序；选用内部资源丰富的MSP430F449单片机，以满足系统低功耗、体积小、使用方便的要求；提出的手动按键消除误报警模型，使系统可靠性、实用性更好；借助广泛使用的手机作为无线模块，使监护仪成本大幅度下降，使远程心电监护更易于推广应用。通过与常规心电图仪对照实验，结果表明心率计算的准确率达到病房监护的实用要求；没有出现报警错误。实验证明该方法可行。
关键词：心电监测；远程心电报警；GSM短信息 

Abstract: Researching a method to monitor the electrocardiogram signal abnormity and give an alarm automatically though short information of GSM mobile telephone. The article analyzed how to make up the system by electrocardiogram signal circuit, single chip, mobile telephone, interface circuit and the GSM-SMS-AT program. The system adopts the combinative method of local maximum, local minimum and slope to judge cardiogram abnormity; selects inner resourceful MSP430F449 single chip to meet the system demand for low power consume, small volume, using convenient. The model of cancel button can avoid misinformation alarm. Thus, the system reliability and practicability is better. By dint of the abroad using GSM mobile telephone not expert wireless module，the cost of monitor drops more. It is convenient for home monitor of cardiogram. Control experiment with general electrocardiograph, the result indicates the system meets the request of sickroom wardship and no misinformation alarm. The experiment proves the method is doable.
Key words: electrocardiogram monitor，remote electrocardiogram alarm，GSM-SMS

1 概述
 心脏疾病已经成为人类健康的头号杀手，据报告，约60%的心脏病患者死亡发生在家里，由于发现不及时，延误抢救时机而酿成悲剧的消息时有报道。医学实践表明．对猝发性心律失常患者，如果及早发现心律失常先兆，及时采取抢救措施，其中70％～80％的患者可以避免死亡。对这类患者发病前的心电异常信号进行远程监测报警，是挽救患者生命的重要措施之一。
客户端监护设备以及心电数据如何传回医院是远程心电监护的关键。目前常用的方案多采用MODEM通过电话线或网线传递数据，监护设备体积较大，患者不能活动，使用不方便，成本较高，没有大范围推广应用。目前国内也出现了利用手机进行数据传输和报警的方式，但在价格、功耗、体积、实用性等方面还需进一步研究。本文针对这些问题，研究一种基于GSM的远程监测心电异常信号，自动发送手机求救短信的报警方法及其实现。
2系统原理及构成
系统主要由心电信号采集电路，单片机、单片机与手机的接口电路、手机等组成。系统结构框图如图1所示。
系统工作时，如果信号采集电路采集到心律失常信号，单片机将触发声响报警电路工作，发出引人注意的提示音，并开始记录连续10秒的心电数据；同时在这10秒钟内单片机等待来自按键的中断信号，若没有按键信号，表示用户默认需要救助，于是单片机经GSM手机将这些数据和用户的姓名、住所、年龄、血型、病史、药物过敏史等内容，用求救短信的方式发送给预先指定的救援中心和亲人等。当短信得到正确发送后，救援终端将收到的短信读入计算机，进行短信内容的存储和心电图显示，以便进一步采取救治行动。
心电信号采集电路主要由传感器、信号前置处理电路组成。心电电极采集的信号并不是纯粹的心电信号，其中夹杂着一些直流或低频分量，通常来自于电极极化电压的不平衡、人体的活动等因素。这不仅会引起心电信号的基线漂移，也不利于后续电路的处理。所以设计截止频率为0.3Hz的RC高通滤波器来滤除这些直流和低频分量[1]。
电压放大器由两级组成，前级是同相并联差分放大电路,采用ADI公司的低噪声小体积低功耗仪表放大器AD620芯片（其最大供电电流仅1.3mA），前置放大后得到具有抑制共模干扰和噪声的电信号；后级放大采用同相放大电路。心电信号的最高幅值为4mV，经过200倍放大为0.8V。再由低通滤波器滤除高频干扰信号。前置放大电路如图2所示：

                  图1系统框图                                                                     图2 前置放大电路

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