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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:簡駿宇
研究生(外文):Jyun-Yu Jian
論文名稱:具有遠距同步分析及判斷心律功能之心電感應系統
論文名稱(外文):Development an ECG Measurement System with Remote Synchronization Control and Analysis of Abnormal Heart Rhythm
指導教授:周錫強周錫強引用關係
指導教授(外文):Hsi –Chiang Chou
口試委員:蔡渙良黃家煦周錫強
口試委員(外文):Huan-Liang TsaiJosh-Jiasheu HuangHsi –Chiang Chou
口試日期:2013-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:東南科技大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:108
中文關鍵詞:心電圖、竇房結心律不整、人機介面、 LabVIEW
外文關鍵詞:ECG, Sinus node, heart rhythm abnormalities, Lab VIEW
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心臟主要功能是提供壓力將血液輸送到各個部分身體,亦即人體各器官維持正常運作之中樞,醫生通常以心電圖作為判斷心臟功能是否正常的參考依據。傳統式心電圖儀大多體積龐大且量測時須由專業醫護人員貼片及操作並由醫師判讀;而近年所發展的家庭式心電圖機,雖體積小、價格便宜及可攜帶但大部分僅呈現波形及跳動次數,多無異常數據判讀功能。因此,本論文構思一個兼顧精確、輕便、易操作及功能完備之心電訊號感測系統。
本論文主要目的在於研製一個具有遠距同步分析及判斷心律功能之心電感測系統,其中主體包括硬體研製及軟體異常判斷程式撰寫;在硬體心電儀研製部分有別於傳統十二導程貼片方式,使用實接地手握金屬球量測肢體導程中的二導程方式擷取心電訊號,並透過心電圖電路模擬軟體完成自行開發之心電訊號量測電路;在軟體心律異常判斷功能上,擷取肢體的二導程與竇房結有關之P波與R波心電訊號,加以分析並透過撰寫軟體程式執行心律異常判斷;在人機介面的開發部份,採用LabVIEW軟體作為視窗化介面之開發工具,設計的介面分別考量一般病患與醫療人員的需求而有不同的功能顯示。為使研究具有實用性,採實際量測方式針對心律正常及有異常病史者,執行心電訊號量測、擷取及異常判斷,經由實驗結果讓本研究具有準確性、使用方便等優點。並考量未來遠距醫療照護,開發居家照護介面量測時結合遠端WEB可將量測狀況隨時上傳到網際網路上,提供醫院進行遠端監控之功能。適合醫療機構或居家使用外並可提供醫療及照護人員作為後續處理之依據。
The main function of the heart is to pump blood to various parts of the body; it is one of the key components with human organs to maintain normal operation. Electrocardiogram (ECG) recording is a reference to investigate the heart is normal or not. Most conventional electrocardiographs are bulky; it shall be operated by health care professionals and explained by a doctor. ECG machine for home use is getting more popular recently; however most of those machines presented waveform and beat frequency and few of the analysis and determine the abnormal condition. Therefore, this paper attempts to create a precise, lightweight, easy to operate and full-featured ECG measurement system.
The main purpose of this paper is development an ECG measurement system with remote synchronization control and analysis of abnormal heart rhythm, including ECG instrument hardware development, and writing software programs to determine abnormal heart rhythm. Unlike conventional 12-lead method, the system uses the hand holding the metal ball and the foot with metal plates to retrieve the ECG, is a 1-lead method. In determine the function of the abnormal heart rhythm, taking sinus P wave and R wave to analyze, and write a software program for heart rhythm abnormalities judgments. In the man-machine interface development, this system uses LabVIEW software as the windows user interface development tools, the interface design were also considering the needs of patients and medical staffs have different functions displayed. In order to make research with practical features, we have normal and abnormal heart rate tests respectively to verify system performance. Experimental results show, this research has the accuracy, easy to use, easy portability and low cost advantages. In addition, considering the future telemedicine care, the system combined with remote WEB function. It not only can be applied to health care institutions or home care, can also provide medical and care staff as a basis for subsequent processing.
中文摘要 ii
英文摘要 iv
誌謝 vi
目錄 vii
表目錄 xi
圖目錄 xii
第一章 緒論
1.1研究背景 1
1.2研究動機 3
1.3研究目的 4
1.4論文架構說明 5
第二章 知識背景與介紹
2.1心電圖知識 7
2.1.1心電圖之發展 7
2.1.2心電圖生理特性 9
2.2竇房結特徵 15
2.3相關工具之功能介紹 20
2.3.1LabVIEW人機介面軟體簡介 20
2.3.2NI ELVIS II功能 22
2.3.3Multisim電路模擬軟體功能 23
2.3.4Web遠距同步功能 25
2.3.5Protel DXP佈線軟體功能 26
2.3.6雲端硬碟儲存 27
第三章 系統架構與電路設計
3.1整體系統架構說明 29
3.2金屬感測器說明 30
3.3感測電路設計 31
3.3.1Multisim電路模擬測試 32
3.3.2實體放大器電路設計 37
3.3.3實體濾波器電路設計 38
3.4電源電路設計 41
3.5虛接地改善雜訊原理 47
第四章 心律異常分析及判斷介面開發
4.1開發環境說明 48
4.1.1介面平台描述 48
4.1.2資料擷取與重建程式開發 52
4.1.3軟、硬體連接模式 57
4.2訊號擷取開發 58
4.3心電圖分析功能開發 59
4.3.1P波 60
4.3.2QRS波 60
4.4心律開發 61
4.4.1居家照顧介面 61
4.4.2專業醫療介面 63
4.4.3異常判斷介面 64
第五章 實驗結果及效能評估
5.1測試環境建置 66
5.1.1實驗配備及環境參數說明 68
5.1.2實驗對象說明 71
5.2心律訊號功能輸出測試 71
5.2.1金屬感測球輸出測試 71
5.2.2放大器輸出測試 75
5.2.3濾波器輸出測試 76
5.3視窗化人機介面測試 78
5.3.1資料擷取與重建測試 78
5.3.2心律異常判斷測試 80
5.4遠距同步網路介面 84
5.5 Google雲端硬碟儲存 85
5.6數據分析及評估 86
第六章 結論與未來發展
6.1結論 88
6.2未來發展 89
參考文獻 90

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[22]http://www.ni.com/multisim/zht/,NI Multisim模擬與設計。
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