便携式心电图仪器的设计
(完整版)基于STM32的便携式心电图仪设计
目录1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11.1 心电图仪在医学领域中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11.2 便携式心电图仪的发展状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22 系统总体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.1 主要功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.2 系统设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53 便携式心电图仪的硬件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63.1 最小核心系统的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1.1 处理器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1.2 最小核心系统电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.2 人机交互界面的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯123.2.1 显示界面设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯123.2.2 按键设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143.3 前置放大电路以及右腿驱动电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153.4 滤波电路以及陷波电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯163.5 电源电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯184 便携式心电图仪的软件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯194.1 软件开发平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯194.2 软件系统整体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯214.2.1 软件总体分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯214.2.2 STM32 软件系统设计流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯214.2.3 软件总体流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯234.3 信号采集程序设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯234.4 数字滤波程序设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯254.5 液晶程序设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯265 系统调试结果及误差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯275.1 调试手段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯275.2 测量调试以及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯285.2.1 采集电路的测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯285.2.2 滤波算法测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295.2.3 整体测试和结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30 结束语⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯341 引言随着社会的进步、经济的发展以及人们生活水平的逐步提高，我国人口老龄化程度越来越严重，与此伴随的心脏病一类的疾病的发病率也不断攀升，人们的身体健康产生了巨大的威胁。
毕业设计(论文)-基于单片机便携式心电图仪的研究与设计
基于单片机便携式心电图仪的研究与设计便携式心电监护仪摘要本系统以TI公司的高精度仪表放大器INA2331和低功耗AT89C51单片机为核心，实现了两路心电信号的采集和显示。
设计采用右腿驱动电路和高通负反馈滤波器等抑制干扰措施，提高了放大器的共模抑制比；选用内部资源丰富的AT89C51单片机和12864液晶显示器LCD 实现了心电信号的动态显示。
结果表明系统各项技术指标达到了设计要求，具有低功耗低成本的特点。
AbstractThe system which takes the high-precision instrumentation amplifier INA2331 and low-power AT89C51 MCU as the core has realized two_channel ECG’s detection, storage and display 。
It adopts a right-leg -driven circuit、a high-pass filter with reverse feedback and so on，which makes the CMRR of the preamplifier higher 。
By adopted the inner resourceful AT89C51 single chip and 12864 LCD the ECG can be recorded and playbacking demonstrated 。
The results indicate that the major technical specifications of the system meet the design equirements, The system has the following features, such as low-power、and low-cost 。
2便携式心电记录仪系统分析与设计
半个周期 0.5秒 0.5秒 0.5秒 0.5秒
记录仪在显示器上回放心 电信号片段 显示标志任务进程的标识 停止执行当前的任务更新 显示 警告用户并停止执行当前 任务 关闭显示器 离开待用模式，为显示器 加电。
进
5 6 7 8
用户按下按钮“停止” 用户按下按钮“停止” 电量不足 进入待用模式 用户按下某个按钮将记 录仪从待用模式唤醒
便携式心电记录仪系统分析与设计
----UML应用案例 ----UML应用案例
心电记录仪外形
上 左 OK 右
记录 删除回放 菜单 停止 Nhomakorabea下
产品的主要功能
可以存储20个心电波（ECGWave)，每个心电波的长度 可以存储20个心电波（ECGWave)，每个心电波的长度 由内存的大小来决定。 具有屏幕菜单，使用方便。 可以设置闹铃，提示用户时间到。 具有LCD显示器可以显示心电波形、心电波形的记录时间 具有LCD显示器可以显示心电波形、心电波形的记录时间 和记录日期、当前时间和当前日期。当前的时间和日期问 题出现在显示器上。 显示器还显示电池使用情况指标。当电量不足时，系统发 出蜂鸣声提醒用户。 具有待用模式（Stand具有待用模式（Stand-by Mode），这样可以节省能量。 Mode），这样可以节省能量。 当不用时，系统关闭外设；当用户随便按一个按键时，系 统激活，返回正常工作状态。
进 进 进 进
随机的 随机的 随机的 随机的
1秒 1秒 1秒 1秒
需求分析
一、识别参与者
用户可以使用系统记录心电信号。 用户可以使用系统回放记录的心电信号。 用户可以删除系统中存放的心电信号。 用户可以设置闹铃。 用户可以更换电池。 用户可以更改当前时间。 用户可以观察时间。 用户可以听到闹铃。 用户可以看到提示信息。 所以本系统的参与者只有一个：用户(User) 所以本系统的参与者只有一个：用户(User)
基于STM32的便携式心电图仪的设计与实现
基于STM32的便携式心电图仪的设计与实现基于STM32的便携式心电图仪的设计与实现摘要：随着人们生活水平的提高和医疗技术的发展，人们对健康状况的关注也越来越高。
心血管疾病是威胁人民健康的重大疾病之一，心电图作为一种常见的心血管检测工具，被广泛用于临床诊断。
本文利用STM32单片机和相关传感器构建了一款基于STM32的便携式心电图仪，具有便携性强、实时监测及数据存储等特点，方便患者随时随地进行心电监测，并利用PC进行数据分析，为医生提供辅助诊断。
关键词：STM32；便携式心电图仪；心血管疾病；传感器；数据分析第一章引言随着现代医疗技术的不断发展，人们越来越关注自身的健康状况。
心血管疾病作为一种常见的健康问题，对人们的健康产生了严重影响。
心电图是一种常见的心血管检测手段，可以通过记录和分析心脏的电活动，帮助医生进行诊断和治疗。
传统的心电图仪通常体积庞大且价格昂贵，限制了其在临床和家庭使用的普及。
因此，设计一种便携式的心电图仪对于人们的健康管理具有重要意义。
第二章系统构架本系统基于STM32单片机和相关的传感器构建，主要包括信号采集模块、数据处理模块和显示模块。
2.1 信号采集模块信号采集模块是系统的核心部分，用于采集患者心电信号并将信号传输给数据处理模块。
传感器通过引导导联将心电信号采集并转换成模拟电信号，然后通过模拟信号处理电路进行滤波和放大，最后将信号转换成数字信号，并传输给数据处理模块。
本系统选择高灵敏度的心电传感器，以确保信号采集的准确性和稳定性。
2.2 数据处理模块数据处理模块主要由STM32单片机及其相关外设构成。
该模块用于接收并处理传感器传输的数字信号，实时分析信号特征，并根据预设的算法进行心电图信号的处理和识别。
在识别过程中，可以通过降噪算法过滤背景噪声，并进行心率和心律的计算。
2.3 显示模块显示模块主要用于实时显示心电图波形和计算结果。
本系统采用LCD显示屏来实现波形的实时绘制，使患者和医生可以直观地观察到心电图变化。
简易心电图仪的设计
本科毕业设计简易心电图仪的设计摘要随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对健康的重视程度与日俱争特别是近年来老龄化得加剧，而且心血管疾病的发病率也不断上升。
目前心血管疾病成了威胁人类生命的主要疾病，心脏病已经成了世界上死亡率最高的疾病。
鉴于这种严峻形势，提高预防和监测该疾病的手段势在必行。
而心电信号是发现心脏病的最直接手段。
但目前医院用的心电监护价格昂贵，维护费用高，患者检查的经济负担重，不能做到随时地都能检查。
因此设计一种便携式，价格便宜且实用的心电监护仪器具有重要意义。
人体心电信号中的各种生理参数都是由复杂生命体（人体）所发出的强噪声条件下的微弱信号（除体温等直接测量的参数外），心电信号的幅值在10uV〜4mV之间,频率的范围为0.05〜100Hz，其中淹没在50Hz 的工频干扰中和人体的其他信号中，检测的过程及其方法比较的复杂。
除去信号检测过程中的干扰、噪声，进行心电信号的分析是由心电图仪的重要功能之一。
本文考虑从人体心电信号的特点-信号微弱，低频，高阻抗，不稳定性和随机性。
采用了心电性信号的输入—右腿驱动电路、三级放大电路-前臵放大，电压放大，功率放大。
并用Multisim 软件进行模拟仿真。
该由运算放大器构成的简易心电图仪，具有体积小，携带方便，实用性强等优点。
关键词：微弱信号；运算放大；心电图AbstractWith the social developme nt and con ti nu ous improveme nt ofliv in gsta ndards, peoplewiththeemphasis on health,especially in rece ntyearsatboththeagi ngofwar have in creased, and the in cide nee of cardiovascular disease arealsoris ing.Cardi o vascul a r disea s e i s curre nt l y t h e ma i n t hre at t o hum a n lif e hasbecome,hea rtdisease has become the world's highest mortality.The ECG signal is found in the most direct means of heart disease.However,the hospitalECGuseexpensive,highmaintenancecosts,checktheeconomieburdenof pa tie nts and can not be checked at any time, any where. Therefore the desig n ofaportabl e, che a p and practica l ECG mon it or i ng equi pm e nt i s of g re a tsig ni fica nee.The freque ncycha nges from 0.05Hz to lOOHz.The electrocardiacsignalis inundatedwith50Hzelectricfrequencysignalandother person sig s al.The electrocardi acsignalisoneofthe mostimportantcheckingprocedureandmethodare complex.W e c on s i de r bot h the charac t er i sti c s of hum a n EC G - weak s i g n a l, l ow fre q uen c y,high impeda nee, in stability and ran domn ess. With the heart electrical sig nal in put-right leg drive circuit, three-level amplifier circuit - pre-amplification,voltage amplification, power amplificati on..Given this grim situation, improve the prevention and monitoring of the disease me a ns im p er a ti ve.C on s tit ut edbyt heope r ationa l ampli f ierde s igned i n t hi s paperasimple ECG, with a small, portable, practicaldva ntages.Key words: Weaksingal ；Op Zoom ；ECG摘要 (II)A b s t r a ct (III)目录 (IV)第1 章绪论 (1)1.1 心电图仪的发展史 (1)1.2 国内外现状 (1)1.3 心电信号基本理论 (2)1.4 心电信号的特点 (3)第2 章心电图仪的基本原理 (4)2.1 心电图仪的基本组成框架 (4)2 .2 心电图仪的输入部分设计 (4)2.2.1心电信号的检测 (4)2.2.2抑制心电信号中50Hz 共模信号干扰的有效方法 (5)2.3 心电图仪中心电放大部分 (6)2.3.1 高频滤波部分 (7)2.3.2无源高通滤波器 (7)2.3.3第一级放大电路 (9)2.3.4第二级放大电路 (10)2.3.5 有源低通滤波电路 (11)2.3.6第三级放大电路 (12)第3 章用Mul t i s i m 进行模拟仿真 (13)3.1multisim 软件介绍 (13)3.2 放大部分的模拟仿真 (14)3.2.1 第一级放大电路仿真 (14)3.2.2 第二级放大电路仿真 (16)3.2.3 第三级放大电路仿真 (17)3.3 滤波电路的仿真 (18)3.3.1 低通滤波电路的仿真 (18)3.4心电放大电路设计总图 致谢 ..................................................................... 错误！未定义书签。
便携式心电记录仪的开发与研究
便携式心电记录仪的开发与研究便携式心电记录仪是一种能够实时记录人体心电信号的小型仪器，主要用于临床医学和运动训练等领域。
该仪器具有体积小、重量轻、易携带等特点，能够更加方便地对人体心电信号进行记录和分析。
本文将介绍便携式心电记录仪的开发与研究。
便携式心电记录仪的开发主要涉及硬件设计和软件开发两个方面。
硬件设计：便携式心电记录仪需要具备一定的硬件配置，包括心电信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块和显示模块等。
其中心电信号采集模块是记录仪最核心的部分之一，它能够实时采集人体心电信号并对其进行放大和滤波处理，从而获得清晰可靠的信号。
信号处理模块主要用于对采集到的信号进行数字信号处理，以便后续的分析和诊断。
数据存储模块能够将处理过的数据保存在内存卡或其他存储设备中，方便随时查看和分析。
显示模块能够将处理后的数据以图形或数字形式显示在屏幕上，方便观察和分析。
软件开发：便携式心电记录仪的软件开发主要包括应用程序设计和数据后处理两个方面。
应用程序设计需要设计面向用户的操作界面和数据处理算法，使得使用者能够方便地操作记录仪并获取所需的数据。
数据后处理又需要设计相应的算法和程序，对采集到的心电信号进行分析和诊断，并输出评估报告。
1. 信号采集与处理技术：对于便携式心电记录仪来说，信号采集和处理是最关键的技术之一。
目前已经出现了多种基于MEMS技术的心电信号采集芯片，能够有效降低体积和功耗，并提高传感器的灵敏度和信号质量。
同时，信号处理算法也在不断改进，使得人体心电信号能够更加准确和稳定地被记录和分析。
2. 数据挖掘与分析技术：随着便携式心电记录仪的广泛应用，需要对大量的心电数据进行挖掘和分析。
目前已经出现了很多基于人工智能和深度学习的分析方法，能够自动识别心脏疾病和异常信号，并进行预测和治疗评估，为医生的决策提供了有力的支持。
3. 跨学科应用与发展：便携式心电记录仪是医学、生物、电子、计算机等多个学科的交叉应用，需要通过不同学科之间的合作和交流，共同推动其发展。
便携式远程心电监护系统的设计
便携式远程心电监护系统的设计在现代医疗领域，远程心电监护系统已经成为必要的工具之一。
传统的心电监护设备在很多时候显得不便携，给患者带来很大的不便，而便携式远程心电监护系统可以解决这个问题。
本文将讨论如何设计一款便携式远程心电监护系统。
首先，我们需要选取高质量的心电监护传感器。
一个优秀的心电传感器应该具有高精度和高稳定性，同时也需要考虑佩戴的舒适性。
因此，我们可以采用无线心电传感器，这不仅可以降低整个系统的复杂度，也可以很大程度上简化佩戴的过程。
同时，由于无线传输的数据需要及时准确地传输，因此我们应该选择无线传输技术，如蓝牙或者Wi-Fi等。
其次，我们需要选择一款合适的远程心电监护软件。
这款软件应该易于使用、功能强大，能够实时监测、记录和分析心电图数据。
同时，软件还需要具有数据加密和安全的保护机制，以保证数据的安全性和隐私性。
接下来，我们需要设计一个便携式监护仪器。
这个仪器不仅要体积小、重量轻，还需要具有易于操作的界面、电池寿命长、充电方便等特点。
这可以满足用户使用时的便利性，也可以加快数据的采集和处理过程。
最后，我们需要考虑如何实现数据的存储和分享。
在数据存储方面，我们可以采用云存储等技术，将数据上传至云端以便后续分析和管理。
在数据分享方面，我们可以为医生开发专门的远程监测平台，并根据不同级别的用户分配不同的操作权限，从而实现心电数据的远程分享和管理。
总之，便携式远程心电监护系统对于现代医学来说具有非常重要的意义。
通过优秀的硬件和软件设计，以及合理的数据处理和管理方式，我们可以获得高品质的心电数据，并为患者提供更好的医疗服务。
数据分析是一种用统计学和数据挖掘等方法处理数据，从中提取有用信息的过程。
在现实生活中，各种数据都在不断产生，正确分析这些数据可以为我们提供很多有价值的信息。
以下是一些相关数据及其分析。
数据一：全国人口结构数据根据2020年国家统计局发布的数据，我国人口总数达14.96亿，其中男性占比为51.24%，女性占比为48.76%。
（完整版）基于STM32的便携式心电图仪设计
（完整版）基于STM32的便携式⼼电图仪设计⽬录1 引⾔ (1)1.1⼼电图仪在医学领域中的应⽤ (1)1.2便携式⼼电图仪的发展状况 (2)2 系统总体设计 (4)2.1主要功能 (4)2.2系统设计⽅案 (5)3 便携式⼼电图仪的硬件设计 (6)3.1最⼩核⼼系统的设计 (7)3.1.1处理器的选择 (7)3.1.2最⼩核⼼系统电路的设计 (8)3.2⼈机交互界⾯的设计 (12)3.2.1显⽰界⾯设计 (12)3.2.2按键设计 (14)3.3前置放⼤电路以及右腿驱动电路 (15)3.4滤波电路以及陷波电路的设计 (16)3.5电源电路的设计 (18)4 便携式⼼电图仪的软件设计 (19)4.1软件开发平台 (19)4.2软件系统整体设计 (21)4.2.1软件总体分析 (21)4.2.2 STM32 软件系统设计流程 (21)4.2.3软件总体流程图 (23)4.3信号采集程序设计 (23)4.4数字滤波程序设计 (25)4.5液晶程序设计 (26)5 系统调试结果及误差分析 (27)5.1调试⼿段 (27)5.2测量调试以及分析 (28)5.2.1采集电路的测试 (28)5.2.2 滤波算法测试 (29)5.2.3 整体测试和结果分析 (30)结束语 (32)参考⽂献 (34)1 引⾔随着社会的进步、经济的发展以及⼈们⽣活⽔平的逐步提⾼，我国⼈⼝⽼龄化程度越来越严重，与此伴随的⼼脏病⼀类的疾病的发病率也不断攀升，⼈们的⾝体健康产⽣了巨⼤的威胁。
相关数据表明，我国因⼼脑⾎管疾病死亡的⼈数将近占总死亡⼈数的⼀半[1]。
根据相关部门的调查显⽰，我国每年⼤约有近⼀半的死亡病例为冠⼼病，⽽且死亡率还在逐年递增。
每年约有16万名患者接受⽀架植⼊⼿术，⼿术施⾏每年的增长率超过了五分之⼀。
在我国因⼼脑⾎管疾病每年耗费达3000亿元，由于受测试⼿段的局限，预防率、治疗率及控制率依然很低。
预防率是有效防治⼼脑⾎管疾病的关键因素，⽽且有效的⽅便的⼼电监测仪器是完成这⼀任务的有⼒⼯具。
便携式心电监护仪设计
便携式心电监护仪设计
一、现有研究现状
自20世纪80年代以来，心电监护仪一直是心血管疾病检测和诊断的
基础设备，在心血管研究领域中发挥着重要作用。
然而，人们对心电监护
仪设备不断改进和升级，使其更紧凑、轻便，方便携带，同时也有助于提
高设备功能和精度，从而使其应用场景更加广泛。
研究表明，目前的心电监护仪通常使用现有设备中的传感器，用于检
测心电活动，并在电极板上录制和分析心电图。
然而，由于器件的体积大，成本高，分析准确度低，设备的可移动性不强，使得心电监护仪在移动医疗、家庭监督以及便携式心电图等方面仍存在一定的不足。
二、设计目的
本设计旨在研发一种新型的、具有更强移动性、功能更强的便携式心
电监护仪，以更有效、更精确地检测心电图并分析诊断，从而改善病人的
健康管理水平。
三、设计参数
新型心电监护仪采用更新的传感器设计，具有更高的准确率和灵敏度，能够更准确地获取心电图信号。
设备采用小型化芯片，能够支持更多样化
的计算机技术，以实现心电图信号处理和数据传输。
心电信号的采集和便携式心电图机的设计
心电信号的采集和便携式心电图机的设计1. 本文概述心电图（ECG）作为一种监测心脏活动的重要工具，对于诊断心脏疾病具有至关重要的作用。
随着医疗技术的进步和人们对健康管理的日益重视，心电信号的准确采集和便携式心电图机的设计成为了当前研究的热点。
本文旨在探讨心电信号的采集原理、技术挑战以及便携式心电图机的设计要点，以期为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考。
本文将详细阐述心电信号的生理基础，包括心脏的生物电现象、心电信号的生成机制及其在临床诊断中的应用。
这部分内容将为读者提供心电信号采集的必要背景知识。
本文将深入分析心电信号的采集技术。
这包括传统的电极式采集方法、无创光学成像技术、以及新兴的无线传感技术。
每种技术都有其独特的优势和局限性，本文将对这些技术进行全面的比较和讨论。
接着，本文将聚焦于便携式心电图机的设计。
这部分将涵盖硬件设计、软件算法、数据传输和存储、用户界面等多个方面。
特别地，本文将重点关注如何优化设计以实现高准确度、低能耗和良好的用户体验。
本文将探讨便携式心电图机在临床应用中的挑战和未来发展趋势。
这包括如何提高设备在复杂环境下的稳定性、如何实现数据的远程监控和分析，以及如何整合人工智能技术以提升诊断的准确性和效率。
总体而言，本文将系统性地介绍心电信号的采集原理、技术挑战以及便携式心电图机的设计要点，旨在为心电信号采集和心电图机设计领域的研究和实践提供全面的指导和参考。
2. 心电信号基础心电信号（Electrocardiogram, ECG）是心脏电生理活动的一种表现，它反映了心脏在收缩和舒张过程中的电变化。
心电信号的采集和分析对于心脏疾病的诊断、治疗和预防具有重要意义。
本节将介绍心电信号的基本知识，包括其产生机制、波形特征以及生理意义。
心电信号的产生源于心脏的生物电活动。
心脏由心房和心室组成，其收缩和舒张是由心脏的起搏系统（主要包括窦房结、房室结、希氏束和浦肯野纤维）控制的心肌细胞电活动引起的。
基于蓝牙技术的便携式心电采集设备设计
基于蓝牙技术的便携式心电采集设备设计引言心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是记录心脏活动的一种重要工具，广泛应用于医疗领域。
传统的心电图设备体积庞大、使用不便，限制了其在实际使用中的灵活性。
为了解决这个问题，本文设计了一款基于蓝牙技术的便携式心电采集设备，旨在提供一种更加灵活方便的心电图监测解决方案。
设计目标本文设计的便携式心电采集设备具有以下目标： 1. 小巧轻便的设计，便于携带和使用； 2. 通过蓝牙技术实现设备与手机等终端的无线连接； 3. 提供稳定可靠的心电数据采集和传输功能； 4. 简化操作流程，提高用户友好性。
设计原理便携式心电采集设备由两个主要模块组成：心电信号采集模块和无线传输模块。
下面将详细介绍每个模块的设计原理。
心电信号采集模块心电信号采集模块是便携式心电采集设备的关键组成部分，它负责采集用户的心电信号并进行处理。
设计中使用一对心电电极将用户的心电信号引导到放大器中，再经过滤波器和放大器进行信号处理。
最后，经过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
无线传输模块无线传输模块采用蓝牙技术实现设备与手机等终端的无线连接。
该模块选用蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy，简称BLE）技术，既能实现较远距离的传输，又能有效节省能量。
通过与手机等终端的蓝牙连接，用户可以实时监测心电信号并进行数据处理和存储。
设备设计与实现基于以上设计原理，本文设计了一款基于蓝牙技术的便携式心电采集设备。
设备的外观小巧轻便，便于携带。
设计中采用了先进的心电信号处理算法，保证了采集到的心电信号的稳定性和准确性。
同时，通过蓝牙技术，设备与手机等终端实现了无线连接，提供了更加便捷的心电信号监测和处理方式。
使用方法使用该便携式心电采集设备非常简单。
用户只需要将设备与手机等终端进行蓝牙连接，打开相关的心电监测应用程序，即可实时监测心电信号。
同时，用户可以通过应用程序进行心电信号的数据处理和存储，提供了更多的功能和便利。
便携式心电监护仪的硬件设计
便携式心电监护仪的硬件设计随着科技的进步和医疗设备的发展，便携式心电监护仪在临床医疗和家庭健康监护中发挥着越来越重要的作用。
本文将详细介绍便携式心电监护仪的硬件设计，包括传感器、数据采集器和显示器等关键部分的构成及设计思路。
在便携式心电监护仪的硬件设计中，首先要考虑的是传感器部分。
传感器负责采集心电图信号，为了准确地捕捉心电图波形，通常采用生物电传感器。
这种传感器基于电生理原理，能够将微弱的生物电信号转换为电压信号。
为了降低噪声干扰，一般采用差分信号输入的方式，提高信号的抗干扰能力。
数据采集器是便携式心电监护仪的另一个重要组成部分。
它负责将传感器采集的模拟信号转换为数字信号，并对数据进行处理。
为了实现这一功能，数据采集器通常采用模数转换器（ADC）对输入的模拟信号进行采样和量化。
数据采集器还需要具备一定的数据处理能力，以便对采集到的数据进行预处理，如滤波、放大等操作。
显示器是便携式心电监护仪的另一个关键部分。
它负责将处理后的心电数据以图形或数字的形式显示出来，方便用户读取。
为了使显示器更加轻便且省电，通常采用液晶显示屏（LCD）或电子墨水显示屏（E-ink）。
这些显示器不仅具有低功耗的优点，还能够实现较高的显示效果，为使用者提供清晰、直观的心电数据。
便携式心电监护仪的硬件设计需要充分考虑传感器的选择与布局、数据采集器的性能参数以及显示器的显示效果和功耗等因素。
在保证准确、稳定的心电监测基础上，还需注重设备的便携性和耗电情况，以满足不同临床需求和家庭监护的需要。
未来的便携式心电监护仪将在硬件和软件设计上继续优化和创新。
硬件方面，随着传感器技术的不断发展，未来的心电监护仪将采用更加灵敏、精确的生物电传感器，提高心电图的分辨率和准确性。
随着集成度的提高，未来的心电监护仪将趋向于小型化、轻便化和多功能化，以便于携带和操作。
软件方面，未来的心电监护仪将采用更加智能化的数据处理技术，如机器学习、深度学习等，对心电数据进行自动分析和诊断。
便携式心电图仪器的设计
便携式心电图仪器的设计DeclarationElectrocardiogram (ecg) in the treatment of disease has played a vital role in the process of, its operation is simple, reliable diagnosis, and without negative effect on the patient. In the modern medical treatment plays a more and more important role. But, we know that routine electrocardiogram instrument can only be a small amount of access to information on the dynamic heart, and heart disease often for emergencies, therefore in the limited time find the possibility of abnormal heart activity is minimal, developed a kind of portable portable ecg instrument is necessary.摘要心电图在治疗疾病的过程中起到了至关重要的作用，其操作简单，诊断可靠，并且对病人没有负而影响作用。
其在现代医学治疗中发挥着越来越大的作用。
但是，我们知道常规性的心电图仪器只能少量获取有关心脏动态的信息，而心脏病往往为突发事件，因此在有限的时间内发现心脏活动异常的可能性也是极小的，研制一种便携式的可以随身携带的心电图仪器显得尤为必要。
关键词：便携式，心电图仪器，设计1.心电图仪器的基本结构1.1输入电路:输入电路山电极、导联线、滤波保护电路、导联选择器等部分组成。
便携式心电监护系统的设计与解决方案
便携式心电监护系统的设计与解决方案
心电互联网尤其是无线网络的迅速普及促使嵌入式技术应用的条件日趋成熟，此外，心电监护对心脏病诊断的重要性也使得远程监护也具有现实的可能性。
本文主要研究并设计了一套实用的便携式移动心电监护系统。
通过该系统可以随时随地将患者的心电信号通过GPRS网络无线发送到设在医院的PC 机上，或者将心电数据先存储在本系统中，然后再通过USB实现高速回放。
一、系统的总体设计
本文所设计的便携式移动心电监护系统由心电监护仪、通信网络和监护中心三部分组成(如
心电监护仪由患者随身携带，通过粘贴式电极可随时采集用户的心电数据，并进行放大、滤波、A/D转换，然后存储到串行闪存中。
当存储一定时间
的心电数据后，可以通过GPRS无线上网，利用无线网络将数据传送给位于监护中心的上位机。
也可通过USB直接连接到上位机，进行本地高速回放。
本文将重点介绍心电监护仪的设计。
由于是便携式设备，所以设计时必须考虑尽量降低功耗、体积和成本。
经过反复地分析比较，最终决定采用Z- World公司的工业级控制芯片Rabbit3000微处理器作为心电监护仪的主芯片。
尽管Rabbit3000是8位微处理器，但其内存空间可达1M，主频可达
22M。
它具有丰富的接口资源，共有40条并行I/O口线(与串行口共用)。
此外，该器件的功耗非常低，处理器时钟可由32.768KHz振荡器驱动，并将主振荡器断电。
此时电流约为100μA，而处理器仍能保持每秒10,000条指令的执行速度。
简易心电图仪的设计
简易心电图仪的设计1 系统设计1．1 心电信号放大部分心电信号大约为50μV～4 mV，须进行放大才能在示波器上观察。
心电图(ECG)仪的前置放大在整机中处于非常重要的地位，决定了整机的主要技术指标，要求噪声低、共模抑制比尽量可能高。
采用低噪声、低功耗，有良好的共模输入抑制能力的仪表放大器INA2331。
INA2331可单电源工作，也可以双电源工作，可用两个外部电阻灵活地设定增益，达到电压放大倍数200，500，1 000的指标要求，简化了电路的设计，达到较好的效果。
1．2 滤波器部分由于心电信号易受噪声的干扰，且主要能量成分集中在0．05～1 00 Hz 频带内，所以本系统用滤波的方法对心电信号做进一步的降噪处理，抑制外界干扰，从而得到较为平滑的ECG波形。
为了提高滤波的效果，采用两级滤波。
因为经过放大的心电信号，主要存在肌电等干扰信号，将其送到由0．05 Hz高通滤波器和500 Hz／100Hz低通滤波器组成带通网络，滤除有效频带以外的信号。
1．3 控制器部分采用TI公司的MSP430F2274作为系统控制器。
MSP430系列的单片机是具有低功耗的16位处理功能的微控制器。
MSP430F2274内部设有10位的ADC，可方便地实现心电信号的采集、处理、存储。
可简化整个硬件电路和提高系统的性价比。
1．4 系统组成系统的总体设计框图如图1所示，整个系统可分为心电信号采集部分和信号处理部分。
信号处理部分以MSP430F2274为处理器，扩展了液晶显示、按键。
2 系统硬件设计2．1 前置放大电路图2为心电信号放大电路，仪表放大器INA2331增益G与外接电阻的R1，R2的计算公式为：设计要求电压放大倍数(三档)：200，500，1 000，因此只需改变外接电阻的大小就能实现放大倍数的选择。
此外还采用OP07组成的右腿驱动电路来提高前置放大的共模抑制比。
2．2 中间级放大电路中间级放大电路采用的也是仪表放大器INA2331，电路如图3所示。
便携式心电Holter的设计
目录第1章绪论 (1)研究背景 (1)设计任务 (1)论文内容安排 (2)本章小结 (2)第2章ECG Holter的原理 (3)ECG的介绍 (3)2.1.1 ECG的产生机理及意义 (3)2.1.2 ECG信号的特点 (3)导联系统 (4)2.2.1 导联的定义 (4)2.2.2 十二导联系统的推导方法 (4)ECG Holter系统的构造 (5)本章小结 (7)第3章系统的总体设计 (9)系统结构总揽 (9)模块功能简述 (9)本章小结 (10)第4章模拟电路的设计 (11)模拟电路框图 (11)放大器的选取 (11)电路分析与计算机仿真 (16)4.3.1 高频滤波网络 (16)4.3.2 前置放大电路 (17)4.3.3 右腿驱动电路 (18)4.3.4 高通滤波电路 (19)4.3.5 低通滤波电路 (21)4.3.6 陷波电路 (22)4.3.7 主放大器 (25)4.3.8 滤波放大电路的总体仿真 (25)4.3.9 QRS检测电路 (28)实物电路调试 (30)本章小结 (33)第5章数字电路的设计 (34)数字电路框图 (34)器件的介绍及应用 (34)5.2.1 CY7C68013A (34)5.2.2 SD卡 (35)5.2.3 LCD模块 (37)5.2.4 E2PROM (37)5.2.5 实时时钟 (38)5.2.6 A/D转换器 (38)5.2.7 按钮模块 (39)5.2.8 数字系统原理图 (39)本章小结 (40)第6章电源管理电路的设计 (41)电源管理芯片的介绍及应用 (41)电源芯片的测试 (41)系统功耗的计算 (42)本章小结 (42)第7章系统软件的设计 (43)软件流程图的简介 (43)本章小结 (44)第8章结论 (45)系统性能评价 (45)工作展望 (45)本章小结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)（美）Charles Kitchin, Lew Counts著，冯新强等译. 仪表放大器应用工程师指南（第二版）[M]. Analog Devices ,Inc. 2005，Technical Reference Manual Version , 2005, Devices产品数据手册，产品数据手册，Semiconductor产品数据手册，产品数据手册，产品数据手册，附录一模拟电路原理图 (48)附录二数字电路原理图 (49)摘要要在不影响病人日常活动的情况下，检测心律失常病人偶发性的病变ECG波形，必须依靠能储存大容量数据的便携式动态心电监护仪（ECG Holter）。
便携式心电监护仪的设计
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2）设计合理的有源滤波器，能够进行0.03-100Hz的带通滤 波，抑制50Hz工频信号；
3）适当的增益且可调节，以便处理心电信号幅度波动较 大的情况；
4）低噪声，低飘逸，使微弱且信噪比低的心电信号不被 淹没并避免前置放大器饱和； （2）进行复核数据要求的采集 1）根据MIT的心电数据库，普通的心电数据位数一般在10位 以上，故本系统也满足此要求；
1.2便携式心电监护仪的总体方案 便携式心电监护仪由电源及充电切换电路、医用电极、输 入缓冲及十二通道切换电路、心电信号调节电路（前置放大 电路、高通滤波电路、低通滤波电路、陷波电路、末级放大 器）、ARM9处理器、LED显示器、键盘及报警电路、
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片外存储器、控制逻辑等组成，便携式心电监护仪的组成 框图
通过前一节的阐述可知心电信号是一种典型的体表电信 号，具有生物电信号的普遍特征，如信号源内阻较大、频 率低、背景噪声强且易受外界因素干扰等，为采集和测量 带来了难度。由于本系统需要进行较多的处理与运算，所 以对处理器的数据处理能力和速度有较高的要求。如果选 择速度较快的处理器，则外围设备也要有与之相适应的性 能指标。综合考虑各个方面因素，系统总设计要求如下： （1）对微弱的心电信号进行放大和滤波等必要的信号处 理，包括：
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二、 便携式心电监护仪的数字系统设计
心电信号的数字处理部分需要完成的功能包括：对完成调 整的心电信号进行高分辨率的A/D采样；将数据存储于片上或 者片外的存储介质；与上位机的的通信；心电波形的实时显 示等。满足上述需求的数字系统的CPU要求功能强、功耗低、 开发便利，综合考虑采用Samsung公司的ARM9系列S3C2440A 处理器。 2.1 电路总体结构框架设计
便携式心电图仪器设计
便携式心电图仪器设计现代科学的发展，导致越来越多人开始重视自己的身体健康，他们往往会想在空余时间使用健身运动等方式来锻炼自身。
你会发现，在健身房中健身达人或者是教练都会叮嘱新手去关注自己的心率节奏。
一般来说，人的激烈的锻炼会造成心脏血压的上升，心率变化从而加剧。
而心率恰恰就作为人们运动的警戒和灯塔，运动状态下，心率的平稳状态、是否处于正常范围内都是健身人士应该注意的地方，不管你健身的目的是为了什么，而这更多的是与自身体重、体制等的相关。
与此同时，心率的表现也能让人们能及时发现身体的异样。
心率不定往往会造成。
心脏、心血管等疾病。
但往往是如此致命的病，检测其的方式就很简单。
而心率检测的作用，就是作为一个实时监控并且在危急时刻能警报你的装置，由此可得出便携式心电图仪对人们的作用十分重要。
在系统设计上，本设计采用了以STM32芯片中的F103系列芯片来作为总处理终端，在通过BUTTERWORTH滤波等之后将放大的心率信号进行除杂、去噪，也相对的对电路进行了优化。
用一块OLED屏幕将个人的动态心率进行纪律以及同步在屏幕中显示出来，其显示的内容将包括心率的单独显示已经更显而易见的图标模式。
利用心跳脉搏波形的特点以及心电图的基础将平均心率计算出来，从而展示出心率的“脉象图谱”。
一、总体设计该设计在基于STM32控制板外，另一个主要的板块就是做到如何去采集到心率数据的样本。
采用MAX30102，其在简易便携式心电图仪中使用量非常的大，是一个优质的心率监测器传感器。
MAX30102利用其本身含有的LED和光电检测端来检测信号的接收，以显示心率数据。
1.1心率脉象图谱原理及实现1.1.1 心电图当人体血液流动进入心脏时，血液的流向以及血压都会对心脏内壁造成压迫，从而使心脏肌肉形成了周期性的收缩与放松。
而脉冲信号就是由于心脏肌肉收缩，并且在左右压差下传递产生的周期性的电信号。
但是人体是一个导体，并且心脏脉冲也会血液中产生传播规律，而这就是脉搏的产生。
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大，2006． ［2］ 杨浩． 便携式心电图仪的研究与设计［D］． 上海交通大学，2004．
呼吸道传染病的预防与控制体会
汤国静
江阴市峭岐卫生院，江苏 江阴 214408
【摘要】呼吸道传染病是指各种病原微生物通过人体的鼻腔、咽喉、气管和支气管等呼吸道侵入人体而引起的具有传染性的疾病，其传播速度迅速、传播
3． 4 控制器部分： 便携式心电图仪系统控制器可采用 MSP430F2274 模 块结构。MSP430 系列的单片机具有强大功率效应，内部采用了微控制器结 构，此结构具有 16 位变换单位，且功耗相对很低。
3． 5 A / D 转换及转存 USB 模块： 由前端心电信号放大模块放大后的心 电信号直接输送给 LPC2478 芯片的 P0． 23 引脚进行 A / D 转换，经转换后的 数据为无符号 32 位数据格式，将其放入缓存数组中输送给 USB 进行存储， 并留待给 LCD 显示输出，（ 见图 3） 。
1． 6 ± 0． 3
1． 9 ± 0． 2
B 组比较 A 组 P ＜ 0. 05。 2． 2 术后不良反应： 恶心呕吐 A 组 10 例，B 组 4 例。眩晕 A 组 22 例，B 组 6 例。 3． 讨论
患者普遍对人流存在恐惧心理，丙泊酚起效迅速、平稳具有良好的镇静 记忆缺失作用常驻用于无痛 人 流 术 中，但 由 于 代 谢 快、半 衰 期 短，患 者 清 醒 后仍会感觉痛苦，镇痛作用较弱［1］，故单独用量大。地佐辛为阿片受体部分 激动剂，镇痛作用强，联合丙 泊 酚 使 患 者 迅 速 进 入 睡 眠 状 态，并 使 宫 颈 交 感 神经受抑制，宫口松驰，有效 预 防 人 流 综 合 症 及 子 宫 穿 孔 等 并 发 症 的 发 生， 术后随访患者无术中疼痛及不良记忆。
1． 1 一般资料： 选择我院 2010 年 10 月 ～ 2011 年 3 月年龄 18 － 42 岁 ASAⅠ － Ⅱ级，无心、肺、肝、肾、癫痫、哮喘病史，无酒精成瘾史及药物过敏 史，术前心电图及血常规检查无异常患者 100 例随机分为两组，A 组单用丙
2． 1 记录患者入室后意识消失，恢 复时间 （ 手术 结 束 至 轻 声 呼 之 睁 眼） ，离院时间，丙泊酚用量，（ 见表 1） 。
* 作者简介： 陈月明，女，1982． 11． 07，助理工程师，大学本科，专业方向： 医疗器械维护与维修。
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No． 08 2011
·3839·
2． 2 抗干扰设计： 所谓抗干扰就是指设备能够防止经过天线输入端， 设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。其方法可以是抑制干扰 源。抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的 du / dt，di / dt。这是抗干扰设计 中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。
一般情况下，心电信号的电压值基本维持在 50μV ～ 4mV 范围内，这相 对于示波器的感应能力来 讲 是 很 小 的，因 此 须 对 此 信 号 进 行前置放大部分在整个系
参考文献 ［1］ 曹 柏 容． 基 于 单 片 机 的 便 携 式 心 电 图 仪 的 研 究［D］． 上 海 第 二 工
越大的作用。但是，我们知道常规性的心电图仪器只能少量获取有关心脏动态的信息，而心脏病往往为突发事件，因此在有限的时间内发现心脏活动异常
的可能性也是极小的，研制一种便携式的可以随身携带的心电图仪器显得尤为必要。
【关键词】便携式； 心电图仪器； 设计
doi： 10． 3969 / j． issn． 1006 － 1959． 2011． 08． 372
更多的心电信号，而这时若采用高精度运算放大器 OPA4277，可以使得信号 频域范围扩大，采集范围更广。高精度运算放大器具有超低失调电压 l0V， 超低失调偏移 ± 0． 1V，其偏置电流最大为 lnA。
3． 2 心电信号放大部分，（ 见图 2） 。
统中起着至关重要的作用，因 为 前 置 放 大 部 分 决 定 了 系 统 主 要 的 性 能 和 技 术指标。它要求工作噪声低，共模抑制比尽可能的高。
2． 对便携式心电图仪器的要求 上述常规心电图仪器设备 中 存 在 诸 多 缺 陷，在 实 际 应 用 中 会 造 成 很 多
不便，紧急情况下甚至会 危 及 病 人 生 命 安 全。 便 携 式 心 电 图 仪 对 新 一 代 心 电图仪提出了更高的要求。
2． 1 低功耗设计： 便携式仪器一般采取电池供电方式。使用者当然不 希望经常性的充电或更换 电 池，所 以 待 机 时 间 的 长 短 往 往 是 使 用 者 考 虑 的 一个重要因素。
文章编号： 1006 － 1959（ 2011） － 08 － 3838 － 02
1． 心电图仪器的基本结构 1． 1 输入电路： 输入电路由电极、导联线、滤波保护电路、导联选择器
等部分组成。其作用是减少干扰、选择导联，将人体各部分信号引到前置放 大器。
1． 2 心电放大电路： 这是心电图机的核心。其作用是将心电信号放大 到能够推动记录器工作。它 由 前 置 放 大 器、电 压 放 大 器 和 功 率 放 大 器 及 其 附属电路组成。
参考文献 ［1］ 陈伯銮． 临床麻醉药理学［M］． 人民卫生出版社，2000： 92． ［2］ Vuyk J． Clinical interpretation of pharmacokinetic and pharmacodyn － Amic
propofol － opioid interactions． Acta Anaesthesiol Belg，2001，52（ 4） ： 445． ［3］ MiW，Sakai T，Kudo M，et al． The interaction between fenfanyl and Propofol
2． 3 ESD 保护： ESD 是 20 世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危 害及静电防护等的学科。因 此，国 际 上 习 惯 将 用 于 静 电 防 护 的 器 材 统 称 为 ESD，中文名称为静电阻抗器。严格的说，ESD 保护也是抗干扰设计的一部 分，但是鉴于 ESD 保护长期以来都没有引起设计人员足够的重视。我们知 道所有的物质都由原子构 成，原 子 中 有 电 子 和 质 子。 当 物 质 获 得 或 失 去 电 子时，它将失去电平衡而变成带负电或正电，正电荷或负电荷在材料表面上 积累就会使物体带上静电。ESP 保护二极管，以及联合 ESD 保护、滤波和消 除的器件都能在一定程度上降低静电的积累。
·3838· No． 08 2011
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地佐辛联合丙泊酚应用于无痛人流术的临床观察
李梅芳
河南省新乡市公立医院，河南 新乡 453100
【摘要】目的： 观察无痛人流术中地佐辛联合丙泊酚的安全性。方法： 总结 100 例无痛人流者，观察地佐辛联合丙泊酚静脉麻醉下是否安全有效。结果：
1． 3 心电记录器： 对模拟心电图机来说，心电记录器的作用是把心电 信号转换成机械运动的装置。现在常用的心电记录器是直接描记动圈式记 录器。
1． 4 电动机走纸电路： 它的作用是使记录纸按要求随时间作“匀速”运 动，使记录下来的心电波形时间呈线性分布。
1． 5 电源电路： 心电图机的电源多为交、直两种供电方式。交流采用 220V 市电供电，直流采用干电池或蓄电池供电，（ 见图 1） 。
泊酚，B 组联合地佐辛。 1． 2 方法： 患者术前 4h 禁食水，给予米索前列醇 300ug 放置阴道后穹
窿，入室后开放肘正中静脉，常规 4L / min 面罩吸氧，先缓慢静脉注射 0． 8mg / kg 地佐辛，1min 后静脉丙泊酚 2mg / kg，待患者睫毛反射消失后开始手术，有 影响操作体动时追加丙泊酚 0． 5mg / kg 至体动消失。 2． 结果
during emergence from anesthesia： monitoring with the EEG － Bispectral index． Clin Anesth，2003，15（ 2） ： 103．
便携式心电图仪器的设计
陈月明*
湛江中心人民医院，广东 湛江 524037
【摘要】心电图在治疗疾病的过程中起到了至关重要的作用，其操作简单，诊断可靠，并且对病人没有负面影响作用。其在现代医学治疗中发挥着越来
范围广泛、传播途径较多、传染性强、较难控制，是一种危害很大的传染病。
随着人类生活水平日益提高，人们对人工流产手术的要求也越来越高， 无痛人流术应运而生。它相 对 普 通 人 流 是 指 手 术 前 先 对 患 者 实 施 麻 醉，这 样可以减轻患者痛苦，减 少 人 流 综 合 征 及 子 宫 穿 孔 等 并 发 症 的 发 生。 为 了 更好的完善无痛人流术地佐辛联合丙泊酚应用的安全性，现将 2010 年 10 月 ～ 2011 年 3 月采用地佐辛联合丙泊酚应用于无痛人流技术进行总结分析： 1． 资料与方法
丙泊酚对阿片类药物代谢 有 抑 制 作 用，同 时 阿 里 片 类 药 物 也 可 减 少 丙 泊酚的分布和清除，二者间能互相增加对方的血药浓度，具有协同作用［2，3］。