基于ZigBee网络的社区心电监护系统

　　目前的家庭监护仪主要基于红外、蓝牙等无线传输模式，但基于这些技术的医疗监护系统存在着无线辐射的 安 全 性 、 无 缝 漫 游 和 无 线 网 络 成 本 等 不 足 之 处[ 1]。

　　ZigBee 技术是一种新兴的低功耗 、 低复杂度 、 通信可靠 、低 成本的 无线 网络 数据传 输技 术 ， 广 泛 应 用 于 数 据 传输，它的出现为传感器信号的无线传输提供了新的解决方案。 本文设计的正是一种基于 ZigBee 无线网络的社区心电监护系统，心电监护仪通过 ZigBee 技术组建的高可靠无 线数 据传输 平台 将采集 到的 患者 心 电 数 据 传 送 到医疗服务中心，达到 对患 者进行 实时 监护 、实时医 疗指导的目的。 该系统具有稳定、可靠、组网灵活的特点。

　　1 社区心电监护系统的设计方案

　　社 区 心 电 监 护 系 统 主 要 包 括 心 电 监 护 仪 和 社 区 心电监护系统的数据传输信道。 其中心电监护仪主要完成患者心电数据的采集、一次存储以及心电波形图的显示等;社区心电监护系统的数据传输信道主要完成心电监护仪与医疗服务机构之间的无线通信，即患者和医护人员之间的信息交互[ 2]。 本系统主要分为三部分 。

　　第 一 部 分 由 若 干 个 基 于 ZigBee 数 据 传 输 模 块 的 心电监护仪组成，主要是对患者进行实时监护，负责采集、一次存储患者的心电数据以及出现突发情况时的警报;而 ZigBee 数据传 输模 块主要 负责 数 据 的 传 输 并 通 过 第二部分，也就是由 ZigBee 数据传输模块组成的社区无线网络把数据发送到医疗服务机构(即第三部分)，由专业的医护人员对采集到的心电数据进行二次存储，并对患者提供相关的医疗服务，达到远程监护的目的。

　　2 心电监护仪的硬件设计

　　本系统中对心电监护仪进行模块化的设计方式 ，完成对患者心电数据的采集、一次存储以及心电波形图的显示，结构框图如图 1 所示。

　　2.1 采集电路的设计

　　人体心电信号的主要频率是 0.05 Hz～100 Hz,幅度是0 ～4 mV , 信号十分微弱 ， 再加上 50 Hz 的 工频 干扰 ， 使 得心电的采集比较复杂[ 3]。 为了有效地采集到心电信号 ，将经过前置放大电路放大后的心电信号送到 0.05 Hz 的高通滤波器和 100 Hz 的低通滤波器进行滤波处理，再将通 过 滤 波 处 理 后 的 心 电 信 号 送 到 50 Hz 陷 波 器 进 行 处理 ，消除 50 Hz 工 频信 号[ 4]， 实现 消除 噪音 的 目 的 ， 得 到较为理想的波形。

　　其 中 50 Hz 陷 波 是 设 计 的 重 点 , 采 用 TI 公 司 的OPA2137 运算放大器进行双 T 陷波电路的设计 ， 图 2 是50 Hz 陷波的设计电路 。 经过测试 ， 该电路能够很好地抑制 50 Hz 工频干扰。