起搏病人ECG监护系统

　　一、前言

　　人工心脏起搏器是治疗心脏疾病的重要手段之一，但其植人病人体内后，却可能出现功能异常。一般来说，经血管植人心脏的起搏电极可能出现的脱落或移位，大部分出现在术后一周以内，而电极导线绝缘不好导线与起膊器之间连接不牢，以及起膊器感知功能不良等情况，手术一周以后也可能出现，所有这些异常现象，都应及时检查出来，以便改正。因此，应对起膊病人进行监护。

　　关于起膊病人ECG监护系统国外已有报道，然而，国内尚未见这方面的报道。

　　二、系统硬件组成

　　以8031单片机为基础的起搏病人监护仪硬件组成如图1所示。此电路可分为三个部分，一部分是8031单片机及其扩展的定时电路，存储电路，以及显示和键盘接日电路，它是本系统的核心，可产生定时中断，完成数据采集，并对所采集数据心电数据和起搏脉冲进行处理和分析，以及结果的输出;另一部分用于起搏脉冲的监测，可对起搏脉冲进行放大，滤波和整形等预处理工作，并把所得信号送到8031的P3.1脚(INTO)，每来一次起搏脉冲，均可产生一次中断，以监查前次是否为单脉冲，如是，则说明起搏脉冲没能触发心脏搏动。此中断还设置一标志位，以表示一次起搏脉冲出现。为防止心电信号进人，滤波电路为高通滤波，幅频特性和相频特性如下式(1)和(2)所示:

　　由文献3可知，心电信号的频谱主要集中在0.5到40Hz的范围内，故本滤波电路的截止频率选为40Hz。最后一部分电路用于起搏病人心电信号的采集，放大，滤波及数字化，’通过对8253定时器/计数器进行设定，5毫秒钟产生一次中断，以定时中断方式采集数据，并将此数据送人8031的Pl口，本系统的晶振为ZMHz，为了得到6毫秒，我们采用了两级计数:计数器O设定为工作方式2，其输出作为计数器1的时钟信号。计数器1设定为工作方式O，产生定时中断信号，心电信号的采集就是用普通的心电图机所用的电极实现的，而为了抑制共模信号，我采用了高共摸抑制比的心电放大器为前置级，以抑制共模噪声。由于6OHz工频干扰影响较大，而心电信号的频谱主要集中在0.5一4OHz的范围内，故本系统采用3频带为0.SHz一4OHz的二阶带通滤波器，一方面消除基线漂移，一方面抑制工频干扰，同时，也起到阻止起搏脉冲进人心电信号通道的作用，其幅频特性和相频特性如下式(3)和(4)所示:

　　滤波，放大后的信号，经AD转换后送人单片机内，8031以定时中断的方式读AD转换数据。因QRS波宽一般为IOoms，为保证QRS波宽和RR间隔测量的准确性，我们选择采样频率为20OHz，而8031的晶振频率为ZMHz，因此，采用了两级计数的方法来实现。初始化时，设定8253的通道0为工作方式2，其输人即为晶振信号，输出作为通道1的输人时钟信号。通道I设定为工作方式0，计数结束后产生中断信号，以定时读人AD转换数据。