基于BF592的便携式心脏自动体外除颤器设计

发表于 9/19/2011 10:41:00 PM 阅读（5074）

（傅立叶）P波、QRS波群（Q波、R波和S波）及T波是心电ECG信号的重要特征波，如图所示。它们反映了在心脏跳动过程中心脏的电活动，QRS波中R波的波峰发生时刻和R波的斜波提供了心脏状态的大量信息；R波检测是ECG分析算法的基础。心脏自动体外除颤器（AED）的一个重要功能就是对心电数据进行分析，定位这些特征波，并检测器其伏期和幅度。

由于除颤器的除颤时刻是在R波的下降支，所以正确检测到R波的发生时刻对除颤器的研制意义非凡。

从上面的定义就可以看出这些都是DSP的长处，所以AED的处理核心通常采用DSP。ADI公司推出的Blackfin处理器BF592的软硬件特性非常适合于便携式除颤器设计。

硬件设计：

BF592具有并口，UART，I2C，I2S等常用接口，动态功耗为51mw，静态功耗为1mW，非常适合于便携式的医疗应用。具体硬件参数请参阅：价格低至$1.99美金的Blackfin DSP芯片 BF592 和没有最低只有更低 - ADI BF592和TI C553x大比武。

软件设计：

小波变换具有多通道滤波特性，而且还具有很好的表征信号局部特征的能力，适合于定位信号的特征点或瞬变信息。由此小波变换非常适合分析像心电图这样的非平稳信号。相比傅立叶变换，小波分析能够克服傅立叶变换的缺点，提供一个随信号频率变换而改变的时间-频率窗口，但小波分析比起傅立叶变换等更耗计算资源，由此在DSP的选择中需要提前评估运算量的大小，找到合适的型号。Blackfin系列处理器具有丰富的计算资源，是计算密集型应用的完美选择。

实际的心电图信号采集过程中会受到50MHz工频干扰、基线漂移干扰以及肌肉抖动等噪声干扰，所以在检测心电信号的R波前需要对这些干扰噪声做滤波处理。