可穿戴式心电监护系统设计及实现_薛诗静

织物电极作为心电测量终端的接触电极。

织物电极属干电极，电极的阻抗相对于传统的黏贴式AgCL-Ag 电极阻抗高，且它不需要使用粘合剂和凝胶膜，接触不固定会造成接触阻抗的改变，这给我们提取人体心电信号造成了一定的困难。

高阻抗的干电极容易受到噪声的干扰，噪声来。

通常较为有效的方法是在电极后面接一个缓冲放大器，其作用就是将高阻抗信
低阻抗信号不易受到噪音的干扰[5-6]。

用于将提取到微弱的心电信号有效地耦合到后面的信号处理电路中，电路结构见图3。

该电路由电容和电阻构成一个无源高通滤波器。

如果R2C1=R3C2=τ，那
，截止频率为。

在选择参数的时候，电阻阻值越大越好。

大阻值的电阻能带来较高的输入阻抗，方便信号的提取。

同时根据心电信号的频谱特征设计无源高通滤波器的截止频率为0.5 Hz。

选
为：R1=R2=R3=R4=1.5 MΩ，。

同时该交流耦合电路起到了抑制电极端直电数据存储功能，并能够与电脑进行串口通信，上传采集
单片机系统设计框图，
考虑到系统的低功耗性，微处理器我们选择公司的MSP430F149 型号芯片。

单片机内部集成ADC、SPI 和串口通信等功能模块，满足本系统需求。

根据心电信号的频谱特点及电路设计获取的心电频谱范围，设置心电信号采样频率为150 Hz。

心电监护系统存储模块选用的是华邦的W25Q256 flash
Hz 采样频率计算，每次采样存储
连续存储病人24 h的心电数据。

MSP430
W25Q256 Flash芯片相连接，通过
的读写操作。

系统采用单片机内部集成的
位机进行串口通信，上传
用户的使用，本文中采用
功能，用户直接使用USB 线与电脑连接进行通信。

图2 模拟前端电路结构图
图4 单片机系统结构图
中国医疗设备 2015年第30卷 01期
随着可穿戴设备的发展，可穿戴式心电监测设备方面的研究也越来越多。

为了提高可穿戴心电监测设备在使用中的稳定性、舒适性和耐用性，本文采用了导电织物作为心电监护终端的心电电极，并根据织物电极的特点设计了
该系统可以连续采集存储病人24 h 的心电信号，并将心电数据上传电脑。

通过10人的心电信号质量测试，验证了该系统可以在日常活动状态下采集到[8] SPINELLI E M, PALL S-ARENY R, MAYOSKY M A. AC-
coupled front-end for biopotential measurements [J]. Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, 2003, 50(3): 391-395.
[9] INSTRUMENTS T. Ina333 datasheet [J]. Available on: http://
focus ti com/lit/ds/symlink/tps61130 pdf/lit/ds/symlink/ina333 pdf, 2009,
[10]Lee SH,Jung SM,Lee CK, et al.
System Using Conductive Fabrics and Active Electrodes[C].13th International Conference on Human-Computer Interaction,2009
中国医疗设备 2015年第30卷 01期。