心电图辅助教学系统的研究与开发

论文摘要

心电图学是一门实践性很强的学科,其理论比较复杂、抽象,是诊断学教学中的重点和难点。要搞好心电图教学,必须与临床实践相结合。而在传统的心电图教学中,通常采用纸质的心电图资料或复印件,相应的临床实践资源很难得到,使得心电图教学难以达到理想的效果。针对目前心电图教学中存在的问题,论文在心电图教学与多媒体辅助教学的结合方面做了一次有意义的尝试,研究并开发了心电图辅助教学系统。系统分为硬件和上位机软件两部分,硬件部分包括模拟人子系统和心电采集子系统,软件部分包括模拟键盘程序、数据下载程序和12导联心电图显示程序。论文分析了12导联心电图波形数据的特点,对其进行压缩后存储,节省了存储空间并提高了传输效率。针对MCS-51系列单片机,研究并实现了访问大于64KB地址空间的方法,实际应用于模拟人子系统,结合大容量的Flash Memory,系统可以存储数百种心电图病例。配合上位机数据下载程序,系统可以方便地更新数据。论文在设计时采取一定的抗干扰措施,提高了系统的抗干扰能力。在与上位机的通信接口处,加入了光电隔离设计。在心电采集子系统中,采用带有SPI接口的USB外设控制器实现USB通信,对SPI接口进行光电隔离,间接实现了对USB的光电隔离。最后,通过对系统进行分析、测试和应用,结果达到了需求分析的目标。模拟人子系统在辅助教学中使用非常方便,当有新的心脏病例时,可立即下载,并迅速应用于教学;心电采集子系统配合12导联心电图显示程序得到的心电图直观、生动、易于理解。系统已实际应用于心电图教学,目前运行稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 心电图教学现状
• 1.3 计算机辅助教学的发展
• 1.4 论文主要完成的工作
• 2 系统基础理论与技术分析
• 2.1 心电图基础知识
• 2.1.1 心电图产生机理
• 2.1.2 心电图导联体系
• 2.2 系统常用总线
• 2.3 电路隔离技术
• 2.4 USB隔离技术
• 2.4.1 USB电气隔离的技术难点
• 2.4.2 工业通信用途的USB隔离方案
• 2.4.3 无线USB隔离方案
• 2.4.4 波仕电子的USB光电隔离技术
• 3 系统需求分析
• 3.1 系统总体分析
• 3.2 模拟人子系统
• 3.2.1 硬件需求
• 3.2.2 上位机软件需求
• 3.3 心电采集子系统
• 3.3.1 硬件需求
• 3.3.2 上位机软件需求
• 3.4 抗干扰措施
• 4 系统设计
• 4.1 模拟人子系统
• 4.1.1 系统总体设计
• 4.1.2 12导联心电图数据压缩
• 4.1.3 寻址空间扩展
• 4.1.4 主控制器与存储器模块
• 4.1.5 键盘输入模块
• 4.1.6 D/A输出模块
• 4.1.7 LCD显示模块
• 4.1.8 串口通信及串口隔离模块
• 4.2 心电采集子系统
• 4.2.1 系统总体方案
• 4.2.2 微处理器模块
• 4.2.3 USB光电隔离方案
• 4.2.4 USB通信及隔离设计
• 4.2.5 系统导联体系
• 4.2.6 A/D采集模块
• 4.3 上位机辅助程序设计
• 4.3.1 模拟键盘程序
• 4.3.2 数据下载程序
• 4.3.3 12导联心电图显示程序
• 5 系统实现
• 5.1 模拟人子系统
• 5.2 心电采集子系统
• 5.3 上位机辅助程序实现
• 5.3.1 模拟键盘程序
• 5.3.2 数据下载程序
• 5.3.3 12导联心电图显示程序
• 5.4 教学使用流程
• 5.5 教学实现效果
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢