簡介
心電監測儀可隨身攜帶的、可對個人心臟進行隨時隨地監護，其檢測原理與醫院使用的心電圖機檢測原理一樣，但其具有攜帶方便、操作簡單、及時檢測以及自適應調整ECG顯示幅度等優點，為心臟疾病的早期檢測和亞健康人群進行預防提供了有效的檢測手段，為醫生提供病人相關的有效信息。
優勢
及時檢測
心臟病發病時常具有突發性和一過性的特點，許多心臟病患者在發病時，由於不在醫院而難以記錄到當時的心電圖，而在醫院時往往又處於正常狀況，以致檢測不出疾病的原因，因此具備一部使用方便，可以隨身攜帶的快速心電監測儀，在感覺不適的時候能立刻進行檢測，及時捕捉到心臟異常波形和心率，並自動儲存。
輔助診斷
可利用隨身攜帶的心電監測儀及時監測，並自動分析診斷出心律失常種類，將心電波形、心率及診斷結果清晰地顯示在螢幕上，檢測結果可輔助醫生做前期診斷，準確可靠。
早期預防
當您感覺身體或心臟不適時，便可隨時進行監測，及時發現病情，從而達到早期預防和早期診治的效果。
測量方法
四種測量方法，用戶可以根據需要選擇下面所示測量方法中的一種進行測量。推薦使用導聯線測量法或胸部測量法進行測量；在不方便的情況下，可使用手部測量法進行測量。
導聯線測量法：
導聯線屬於選配件，配有導聯線的才能使用此種測量方法並使用與監測儀生產公司相匹配的導聯線
使用導聯線測量時，可將電極放在胸部相應位置進行測量，也可將電極放在肢體相應位置測量。將導聯線插頭插入主機導聯插口，一次性心電電極片貼在胸部或肢體相應位置後，連線好導聯線即可進行測量。
胸部或肢體電極位置：
電極標誌符號
色碼
胸部電極放置位置
肢體電極放置位置
LL（＋）
白色
電極片安放在左鎖骨中線與第5肋骨交叉點
左下肢內側
RA（－）
紅色
電極片安放在右鎖骨中線與第2肋骨交叉點
右上肢內側
RL（N）
黑色
電極片安放的右鎖骨中線與第5肋骨交叉點
右下肢內側
注意：使用導聯線測量時，兩手不能接觸兩側的金屬電極片，否則會產生干擾。
胸部測量法
右手握住心電監測儀，右手食指緊貼右側金屬電極，左側金屬電極緊貼在左鎖骨中線與第5肋間的交叉點處，左側金屬電極放置的具體位置可參考下面的提示或聯繫醫生，讓醫生幫您確定準確的位置。
腿部測量法
右手握住心電監測儀，右手食指緊貼右側金屬電極，左側金屬電極緊貼在左腿腳腕內側。
手部測量法
右手握住心電監測儀，右手食指緊貼右側金屬電極，左側金屬電極緊貼在左手手掌心。
注意：測量時，兩手不能相互接觸。
適用人群
心臟病患者，亞健康人群，預防保健人群等成年人。
新型攜帶型心電監測儀的設計原理
心電信號通過專用電極從人的左右臂採集到後，送入信號調理電路，先經過前置放大器初步放大，經高通濾波濾除直流信號及低頻基線干擾後，由後級放大器放大，再經濾波器進一步濾除50HZ的工頻干擾，經低通濾波器後得到符合要求的心電信號，由模擬信號輸入端送入ADC，進行高精度的A/D轉換。為了更好的抑制干擾信號和防止導聯鬆動及脫落，我們在電路中還引入了右腿驅動電路和導聯脫落檢測電路。系統控制核心採用Samsung公司的S3C44BOX,液晶顯示屏（LCD）建立良好的人機互動界面，採集到的信號可以通過LCD實時顯示和回放，數據通過網際網路基於TCP/IP(傳輸控制協定、網際協定)順序可靠地傳輸數據到心電監護中心,為醫護人員及時準確的診斷提供參考。嵌入式實時作業系統採用現在流行的uClinx,管理協調各模組工作，為系統可靠的運行提供保證。
體心電信號屬於強噪聲背景下的低頻微弱信號，一般只有0.05-5mV,頻譜範圍為：0.05-100HZ,心電信號正常輸出時其幅值約為1mV,而A/D轉換器的輸入電平要求到達1V左右，即心電放大倍數約為1000倍，由於肌電干擾可能造成前置放大器靜態工作點的偏移，甚至截至飽和，所以前置放大器的增益不能太大。我們選用AD620儀表放大器作為系統前置放大器，它具有低噪聲、低漂移、高共模抑制比、高輸入阻抗等特點。它的增益通過1腳和8腳的電阻Rg來調節，可達1－100倍，計算公式為：G＝49.4/Rg+1。我設計初級放大倍數在七級左右，選用精度為0.01％，阻值為8.25的精密線繞電阻，後級選用TL064將信號放大到A/D轉換器的輸入電平要求。
為抑制直流漂移和放大器通帶外的低頻噪聲，設計一個RC高通濾波器；因心電信號的頻率在100HZ以下，為消除高頻信號和的工頻干擾，還設計了低通濾波和帶阻濾波器。
為防止導聯鬆動和脫落，設計導聯檢測電路，電極脫落時，比較器的輸出電平由正常的高電平變為低電平，產生報警信號，提醒患者檢查導聯。右腿驅動電路，人體共模電壓檢測出後，經倒相放大反饋到人的右腿上，而沒有直接與放大器的地相聯，這樣人體的位移電流不流到地，而是流到運放的輸出端，對AD620減小了共模電壓的拾取。
3．2、嵌入式處理器及外圍電路
S3C44B0X是Samsung公司為手持設備和一般類型的套用提供了高性價比和高性能的微處理器解決方案。CPU核心採用ARM公司設計的16/32位ARMTDMIRISC處理器（66HZ），核心工作電壓為2.5V，帶有8KB的高速快取，外部存儲控制器8個bank,共256MB，8通道10位ADC和支持彩色/黑白顯示LCD控制器，具有普通、慢速、空閒和停止功耗控制模式，精簡出色的全靜態設計適合於低成本和功耗敏感的設計。
3.2.1、A/D轉換
對心電信號的採用精度的考慮主要是出自於對ST段異常分析處理的要求，ST段電平變化為0.05mV已經得到公認，因此採樣精度至少為0.025mV。根據美國心臟學會AHA標準和Nyquist採樣定律，當信號採樣頻率等於或大於信號最高頻率的2倍時，就可以從抽樣後的信號中不失真的還原出原信號。ECG頻率範圍為0.05－100HZ，我們取採樣頻率為200HZ，即採樣周期為5ms.S3C44B0X內部有一個逐次逼近型8路模擬信號輸入的10位ADC，輸入滿刻度電壓為2.5V，能分辨出來的輸入電壓變化的最小值為2.5V/210=2.5mV，心電採集放大倍數約為1000倍，輸入端的最小解析度約為2.5mV/1000=0.0025mV，故完全滿足系統採用要求。
3.2.2、系統程式存儲器FlashROM和SDRM擴展
S3C44B0X自身不具有ROM，因此必須外接ROM器件來存儲掉電後仍需要保存的程式代碼和數據。我們採用了SST公司推出的容量為1MB×16的CMOS多用途FlashROM,它具有可靠性好、功耗低、讀取速度快等優點。系統復位後，首先從0X00000000地址處開始執行，系統啟動代碼應該以此地址開始存放，所以Flash映射在處理器的Bank0區域內。
採用Linksmart公司的一種容量為8MB的SDRML43L16064作為系統程式的運行空間、數據區和堆疊區，供系統快速讀寫。它的存儲方式為4Bank×1MB×16，採用多Bank和管道結構，具有自動刷新、低功耗和掉電模式。其存儲空間映射在S3C44B0X的Bank6上，地址範圍為：0XC000000H-0XCFFFFFFH。
3.2.3、液晶顯示LCD和鍵盤模組
為了使用戶能夠對採集到的心電信號有一個直觀的印象和進行常識性的觀察，我們採用了EPSON公司的EG1147型FSTN單色液晶顯示模，對時間、波形、心電參數和系統選單進行顯示，同時配合按鍵進行儀器控制和設定。它的顯示器點陣為240×320，採用EL背光源，自帶驅動器，通過對S3C44B0X內置LCD控制器編程，將定位在存儲器的顯示緩衝器內的圖像數據傳送給外部LCD的驅動器中，PC口和PD口作為LCD驅動接口，設定PC口工作在第三功能狀態，PD口工作在第二功能狀態。
3.2.4、乙太網模組設計
S3C44B0X沒有集成網路接口控制器NIC（NetworkInterfaceController），因此我們為系統擴展了一個REALTECK公司的RTL8019AS控制器，它與NE2000兼容，軟體移植好，接口電路簡單。RTL8019AS工作原理：驅動程式把要傳送的數據按照指定格式寫入晶片並啟動傳送命令即可。反之，晶片從物理通道上收到信號會直接根據乙太網協定把他們轉化成相應格式的數據，並發出中斷，請求CPU讀取數據。
四、系統軟體設計
軟體設計主要包括嵌入式作業系統UCLINUX在S3C44B0X上的移植，心電數據的採集和存儲，基於S3C44B0X的嵌入式GUI的實現，網路設備驅動程式開發等。
4.1、嵌入式uClinux作業系統在S3C44B0X上的移植
uClinux是專門針對無MMU(MemoryManagementUnit記憶體管理單元)的處理器而設計的一種免費開放原始碼的作業系統。支持多任務，採取模組化設計。系統移植可分為bootloader和核心的移植兩大部分。
Bootloader從本質上講它不屬於系統核心，在CPU上電啟動後即開始運行，創立初始化環境和引導核心。這部分代碼用彙編語言編寫，主要完成硬體初始化，對系統的存儲映射（memorymap）進行初始化設定等操作，同時改變PC值，使得CPU開始從SDRM執行作業系統的核心。
核心移植時首先RedHatLinux環境下下載原始碼檔案包建立交叉編譯環境，接著進入uClinux-dist資料夾進行核心配置，系統配置主要由三部分組成：
Makefile、配置檔案（config.in）和配置工具（在/script目錄下）。運行makemenuconfig命令，會現頂層選單，選擇硬體系統、核心版本和C庫的選擇，我們在這裡vendors選Samsung的S3C44B0X，核心版本為Linux-2.4-x,C庫選uClibc。接著要修改原始碼，對應於各個硬體的子目錄中，例如在uClinux-dist/linux-2.4-x/drivers/修改或增加驅動程式；保存設定退出後運行再執行makedep和makelib_only命令,生成C庫；運行makeuser_only生成應用程式；接著運行makeromfs和makeimage,生成rom檔案系統，拷貝核心檔案到uClinux-dist/images中；最後運行make,生成可供嵌入式系統運行的核心檔案，這時可以在uClinux-dist/images中出現三個檔案:含“rom”是壓縮核心，含“ram”是直接運行的核心，romfs.img是uClinux的檔案系統。“ram”和“rom”檔案可以通過超級終端從PC串口下載到嵌入式系統的記憶體中直接運行，這時超級終端上也將顯示uClinux的啟動信息。
4.2、基於S3C44B0X的嵌入式GUI的實現
螢幕驅動的程式設計主要是PSD（PointertoScreenDevice）的結構指針，指針所指向的結構中記錄了有關的一切屬性，根據顯示屬性判斷選擇那個子函式來提供有關的顯示函式。圖形引擎調用PSD完成矩形，圓形等作圖函式，這些函式調用底層的螢幕驅動基本作圖函式來完成圖形顯示。
4.3、RTL8019AS驅動程式在uClinux下的實現
在uClinux中，網路接口被看作是一個傳送和接收數據包的實體，用一個net_device的數據結構表示，在數據結構中定義對網路接口的各種操作。程式我們是在uClinux網路驅動檔案的基礎上修改而成，主要修改在/drivers/net下的兩個檔案：ne.c和8390.c，包括晶片的初始化、收包、網路註冊等大部分工作。核心在初始化時會自動調用函式ne_probe()，讀取RTL8019AS標識暫存器，檢測設備是否存在以決定是否啟動驅動程式，配置和初始化硬體，然後初始化net_device結構中的變數，再調用Rtl8019as_init()對RTL8019AS做暫存器的相關設定，最後根據starp的值來啟動和關閉RTL8019AS。
