嵌入式心血管监护系统研究

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心血管疾病是威胁人类生命的罪魁祸首之一的世界性疾病,我国每年因此而丧命的人有几百万。2012年,调查数据显示我国心血管疾病患者约2.3亿,成年人中心血管疾病患病率为20%。其中高血压患者约为2亿,中风为患者超过7千万,肺心病患者约为5千万,心衰竭患者为4.2千万,心肌梗塞患者在2千万左右。全国每年因为心血管疾病死亡人数约为350万,每天因其死亡的人数多达9590人。到2013年底,我国约有2.5亿人患有不同程度的心血管疾病,每年死于心血管疾病的人高达420万,相比于其它疾病,心血管疾病引发死亡率最高。研究预测表明,仅由于人口老龄化与人口数量的增长,到2030年,我国每年心血管疾病数量将超过50%。若不采取相应措施,中国心血管疾病患者到2030年时将增加2130万。作为人口大国之首的中国,老龄化严重,医疗资源分配不均匀,疾病患者未能得到及时救助,以致于心血管疾病患者数量不断上升,人类健康受到严重威胁。因此在目前这种严峻势态下,本文设计研究了一个监测人体心电、脉搏和血压的监测系统。此系统是基于Linux操作系统,以ARM9为控制开发平台,GPRS为通信手段,MATLAB为分析工具,实现了远程心电、脉搏实时监测和血压无袖带监测。本系统主要包含两个部分:生理信号监护终端和远程监护中心。监测终端主要用于采集人体的心电、脉搏数据,无线通信模块将采集到的数据发送至远程监控中心。在心电、脉搏数据采集的同时,记录受试者血压值,以便后续数据分析。远程监控中心负责数据处理,通过PTTpeak和PTTstart两种方法计算脉搏波传时间(Pulse Transit Time, PTT),确定血压(Blood Pressure, BP)与PTT之间的关系。同时,通过对PTT、心率、脉率的计算与分析,表明了血压与脉搏波传播时间的线性关系。此外,本文对两种方法计算的脉搏波时间所受因素的影响进行了分析。系统选取方面,采用具有移植性强、扩展性好、可裁剪、开源的Linux系统,为系统进一步开发和改进奠定坚实的基础。
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