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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳弘侑
研究生(外文):HUNG-YU CHEN
論文名稱:可攜式心電圖機相關技術之研究與實現
論文名稱(外文):Portable ECG device technology research and implement
指導教授:邱炳樟邱炳樟引用關係
口試委員:邱炳樟
口試日期:2011-06-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電子工程系
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:ECGADCLCD
外文關鍵詞:ECGADCLCD
相關次數:
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隨著社會的富足以及進步,大家在豐富的物質生活環境下造成現代人的體重直線上升,同時也造成心血管疾病的患者急速增加以及年輕化。因此一些可攜式醫療電子器材若能常備在家裡讓使用者可以隨時檢查自己的身體。這樣除了可能及早發現問題挽救生命之外,也可以減少由於急救或到醫院檢查之類的社會成本。再加上現今電子業在技術上的突破以及進步,這使的低價高精確度的醫療電子器材的實現成為可能。也唯有低價高精確度的裝置才有可能大量普及。
本論文在研究低價高精確度的可攜式心電圖機之相關技術與實現,技術方面將電級片由人體皮膚表面取得微弱的差動信號經由濾波以及放大處理之後可以得到完整的心電圖波形,同時經由MCU做A/D轉換後經由LCD輸出以方便使用者觀察或判讀量測到的心電圖波形。整個系統由單一5V電池供給就可以完成。
With the wealth of society and progress, everyone in the rich material life conditions caused by the weight straight up modern, but also caused the rapid increase in cardiovascular disease patients and younger. Therefore, some portable medical electronic equipment if standing at home so that users can always check your body. In addition to early detection of problems that may save lives, but also can reduce the emergency or to the hospital like the social costs. Coupled with today's electronics industry, the technological breakthroughs and advances, which makes low-cost high-precision medical electronics equipment possible to achieve. And only low-cost high-precision devices is possible a lot of popularity.
In this paper the study of low-cost high-precision portable ECG machine and implementation of related technologies, technology will power-level film made from the skin surface through a weak differential signal after filtering and amplification process can be complete ECG waveform, At the same time by the MCU in a / D conversion via the LCD output to user-friendly interpretation of observed or measured ECG waveform. The entire system from a single 5V battery supply can be completed.
論文摘要 I
索引 III
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 論文架構 5
第二章 心電圖的原理及量測 6
2.1 心電圖原理簡介 6
2.2 心電圖訊號 7
2.3 心電圖的量測 9
第三章 系統開發與實現 11
3.1 心電圖機的系統架構 11
3.1.1類比前級濾波放大線路 12
3.1.2微控制器 12
3.2 類比前級濾波放大線路 13
3.2.1 高通濾波器 13
3.2.2 差動儀表放大器 16
3.2.3 帶通濾波器 17
3.2.4 低通濾波器 21
3.2.5 基線飄移 22
3.3 類比前級濾波放大線路圖 23
3.4 心電圖信號實現結果 23
第四章 MCU系統整合與研究 25
4.1 MSP430介紹 25
4.2 微控制器的架構 26
4.3 MSP430微控制器的主要特性 27
4.4 開發環境建立 29
4.4.1 IAR Embedded Workbench 29
4.4.2 軟體開發環境(IAR)的架構 29
4.4.3 燒錄工具 33
4.4.4 燒錄程式碼檔案至目標板 34
4.5 MSP430F5438開發平台 35
4.5.1 MSP430F5438 35
4.5.2 MSP430F5438開發平台硬體特色 37
4.6 軟體的實現 39
4.6.1 類比數位的轉換 39
4.6.2 液晶螢幕顯示波形 42
4.7 系統整合結果 53
4.8 分析比較 54
第五章 結論與未來展望 56
參考文獻 58
[1] 本圖參考”维基百科” 之心電圖中”12導聯心電圖需要連接的10個電極的位置”一圖。
[2] 本圖參考”维基百科”之心電圖中”一個26歲的男性的12導聯心電圖”一圖。
[3] 本圖參考Bioelectromagnetism” Principles and Applications of Bioelectric
and Biomagnetic Fields一書中第15章 Fig. 15.4. The normal electrocardiogram. 作者:JAAKKO MALMIVUO&ROBERT PLONSEY, 出版社:New York Oxford
OXFORD UNIVERSITY PRESS 1995
[4] 本圖參考”慈愛中風資訊網” 之” 心肌極化與去極化示意圖”一圖。
[5] 本圖參考”维基百科” 之心電圖中”正常心電圖圖解”一圖。
[6] 本圖參考”慈愛中風資訊網”之”心臟圖解”一圖。
[7] 本圖參考”维基百科”之心電圖中”電極放置位置” 一圖。
[8] 本圖取自台灣亞德諾半導體公司所生產的差動儀表放大器AD623規格書中” Figure 41. Simplified Schematic ”一圖。
[9] 本圖取自台灣亞德諾半導體公司所生產的差動儀表放大器AD623規格書中”Figure 2. CMRR vs. Frequency, 5 VS, 0 VS ”一圖。
[10] 本圖參考"Bioelectromagnetism- Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields, Author: Jaakko Malmivuo Robert Plonsey"
[11] 本圖參考德州儀器公司網站微控制器MSP430 的介紹。(http://focus.ti.com/mcu/docs/mcumspoverview.tsp?sectionId=95&tabId=140&familyId=342 )
[12] 本圖取自You Tobe網站之”Low Power MSP430 LCD Display”。
[13] 本圖取自德州儀器公司網站微控制器”MSP430 Hardware Tools User Guide” 的介紹。
[14] 本圖取自德州儀器公司所生產的MSP430F5438微控制器規格書中” Pin Designation”一圖。
[15] 本圖取自德州儀器公司所生產MSP430F5438微控制器規格書中”Function Block Diagram ”一圖。
[16] 本圖取自德州儀器公司所生產MSP-EXP430F5438 Experimenter Board的User Guide中”Figure 1-1. MSP-EXP430F5438 Experimenter Board”一圖。
[17] 本圖取自德州儀器公司所生產MSP-EXP430F5438 Experimenter Board的User Guide中”Figure 4-1. Functional Overview”一圖。
[18] 本圖取自德州儀器公司所生產MSP430F5438微控制器規格書中”ADC12 Block Diagram”一圖。
[19] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”ADC12 Block Diagram”一圖。
[20] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 62 Clock-synchronized Serial Interface Timing”一圖。
[21] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 60 68-system Bus Timing”一圖。
[22] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 63 Reset Timing”一圖。
[23] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 64 Power-on Sequence”一圖。
[24] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 66 Power-off Sequence”一圖。
[25] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 7 Contrast Control Instruction”一圖。
[26] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Table 25 Contrast Adjustment Bits (CT) and Variable Resistor Values”一圖。
[27] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Table 13 VR Bits and V1REF Voltages”一圖。
[28] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Figure 24 Clock-synchronized Serial Interface Timing Sequence”一圖。
[29] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Table 19 Start Byte Format”一圖。
[30] 本圖取自日立半導體公司(Hitchi Semiconductor Co.)所生產HD66753 LCD Controller規格書中”Table 20 RS and R/W Bit Functions”一圖。
[31] IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 53, NO. 8, AUGUST 2006 “ECG Signal Analysis Through Hidden Markov Models “Author: Rodrigo V. Andreão*, Bernadette Dorizzi, and Jérôme Boudy
[32] IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 51, NO. 4, APRIL 2004 “Support Vector Machine-Based Expert System for Reliable Heartbeat Recognition”, Author: Stanislaw Osowski*, Member, IEEE, Linh Tran Hoai, and Tomasz Markiewicz
[33] IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 54, NO. 4, APRIL 2007, “Noise Cancellation Signal Processing Method and Computer System for Improved Real-Time Electrocardiogram Artifact Correction During MRI Data Acquisition Author: Freddy Odille*, Cédric Pasquier, Roger Abächerli, Member, IEEE, Pierre-André Vuissoz, Gary P. Zientara, and Jacques Felblinger, Member, IEEE
[34] IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 55, NO. 1, JANUARY 2008, “Model-Based Fiducial Points Extraction for Baseline
Wandered Electrocardiograms”, Omid Sayadi*, Student Member, IEEE, and
Mohammad B. Shamsollahi, Member, IEEE
[35] IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 55, NO. 9, SEPTEMBER 2008, “Gaussian Process Robust Regression for Noisy Heart Rate Data”, Oliver Stegle∗, Sebastian V. Fallert, David J. C. MacKay, and Søren Brage
[36] Bioelectromagnetism- Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields, Author: Jaakko Malmivuo Robert Plonsey
[38] 16-Bit Ultra-Low Power MSP430™ Microcontrollers
http://focus.ti.com/mcu/docs/mcumspoverview.tsp?sectionId=95&tabId=140&familyId=342&DCMP=MCU_other&HQS=Other+IL+msp430
[39] MSP430F5438 Hardware User Guide
http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodmsptoolsw.tsp?sectionId=95&tabId=1203&familyId=342&toolTypeId=1
[40]http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuflashtools.tsp?sectionId=95&tabId=1538&familyId=342
[41] MSP430 Code Examples
http://www.optrex.com/SiteImages/PartList/CONTROLLER/HD66753e.pdf
[42] MSP430F5438規格書
http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/msp430f5419.pdf
[43] OPA2335規格書
http://focus.ti.com/lit/ds/sbos245d/sbos245d.pdf
[44] AD623規格書
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD623.pdf
[45] 賴氏心電圖,賴凌平編著。藝軒圖書出版社
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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