0的心电图数据采集仪器研究.PDFVIP

2005年2月 重庆大学学报(自然科学版) Feb．2005 第28卷第2期 Journal of Chongqing University(Natural Science Edition) Vo1．28 No．2 文章编号：1000—582X(2005)02—0012—04 基于USB 2．0的心电图数据采集仪器研究 焦志锋，季 忠，秦树人，赵 玲 (重庆大学机械工程学院测试中心，重庆 400030) 摘 要：论述了基于USB 2．0协议传输心电图数据的采集系统的设计，详细地阐述了系统的实现原 理。利用AD73360模数转换芯片实现对标准12导联心电信号的同步采集，分辨率为到16位。利用 EZ—USB FX一2作为USB接口器件，能够方便快速地向主机传送数据，并且允许一个主机控制多个采集 系统；鉴于DSP在数字信号处理方面地潜力，系统采用ADSP一2181作为控制器。 关键词：USB 2．0：心电图；数据采集 中图分类号：0174．2 文献标识码：A 心电是生物体各种电活动中较强的一种，在体表 口规范，即增强型主控制器接口EHCI(Enhanced Host 可达mV级，具有低频交变特性。心电图(Electrocar- Controller Interface)o diogr枷——ECG)是对心脏产生的体表电活动的记 2 基于EZ．USB FX-2的心电信号数据采集系 录，通过安放在指定位置的体表电极采集，其特征为6 统设计 个以字母排序的波峰和波谷，依次对应P、Q、R、S、T和 u。如果心脏的传导系统发生障碍或某部分心肌发生 ECG信号频率范围为0．01～250 Hz(标准临床应 病变，心电活动的变化能正确及时地反映在心电图上， 用ECG带宽为0．05～100 Hz)，体表电压为0～4 mV 表现为各个波形的异常变化和进行性演变过程。心电 左右。特征频率低、变化缓、信号弱。记录的条件是信 测试的理论发展比较早，也相对完善，由标准的12导 号来自活体，信号源阻抗较高，常伴随着较强的背景噪 联心电信号可以诊断大部分的心脏疾病。对于心电采 声和干扰¨ J。基本要求有： 集的设备也有相对实用的电路，其结构大多是由前置 1)高增益——心电放大器的电压增益，一般在 放大级、带通滤波、程控放大、模数转换和主机接口等 80 dB～120 dB之间。 几部分组成 ，由于USB 2．0协议的出现，以USB(u— 2)高共模抑制比——心电放大器必须具有好的 niversal Serial Bus)设备作为与主机通信的接口，使得 抗干扰能力，一般需要有60 dB以上的CMRR。 数据的传输更简单方便并且更迅捷，并赋予模数转换 3)高输人阻抗——一般不小于2 MQ，有的可达 更大的灵活性，同时对控制器也提出了较高的要求。 100 Mft，否则所测信号会产生很大误差，同时也会降 低整机的抗干扰能力。 1 USB 2．0协议 4)低噪声——若心电放大器本身噪声较高，可能 USB以其方便的即插即用和热插拔特性以及较 会将有用的微弱信号淹没。心电放大器输人噪声在 高的传输速度，在推出之后得到了迅速发展。2000年 V级。 4月，Compaq、Intel、Microsoft等公司联合推出通用串 5)低漂移——漂移经中间级和功率级放大，会影 行总线(Universal Serial Bus)新规范USB