基于单片机的心率计设计文献综述
1.前言
随着生物医学工程技术的发展，医学信号测量仪器日新月异。生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象。而心率测量的传统方法是切脉或听诊，这种方法操作不便，且计数也不准确直观，很容易由于测试过程出错，而造成就医诊断的误差。正常人的脉搏和心跳是一致的,一个健康成年人的心率会稳定在50～ 100次/s.当每分钟的脉搏数低于50次/s时称为心动过缓,高于160次称为心动过速,心动过缓和过速都可能会直接带来生命危险[1].然而心脏病的病发没有确定的规律,而是跟病人的情绪、身体和客观环境都有着很大的关系,是难以预测的,而且一旦病发,病人无法自行处理,如果病人只身一人在家,那么将无人知晓他的危急状况,病人很可能因为得不到治疗而死亡. 所以对于心脏病人来说,如果能够实时监测其心率,在病发时迅速送至医院进行抢救,无疑是帮助他们挽回生命的最佳方法.
2.国内外现状及发展趋势
在先进科学技术的推动下，医疗仪器的相关技术日新月异，全球医疗仪器的发展朝微小化迈进。脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高,国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，便携式、低功耗的脉搏测量仪会越来越受到人们的青睐。长期以来，各种静态的、动态的、随身携带的、远程遥控的脉搏测量仪已经相继问世。脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。在国外到06年底，已经开始研究可佩戴式心率计、植入人体式心率计。目前已经有一些非接触式心率测量的方法，例如利用微波、毫米波进行测量的多普勒方法，利用激光测量的多普勒方法，另外还有基于红外成像的测量方式，基于图像的光电容积脉搏波的测量方式等[13]。国内的心率计产品由于受相关科学水平及生产设备的限制，功能和集成度不及国外。
2.1 国内现状
在先进科学技术的推动下，医疗仪器的相关技术日新月异，全球医疗仪器的发展朝微小化迈进。脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高,国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，便携式、低功耗的脉搏测量仪会越来越受到人们的青睐。长期以来，各种静态的、动态的、随身携带的、远程遥控的脉搏测量仪已经相继问世。脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。在国外到06年底，已经开始研究可佩戴式心率计、植入人体式心率计。目前已经有一些非接触式心率测量的方法，例如利用微波、毫米波进行测量的多普勒方法，利用激光测量的多普勒方法，另外还有基于红外成像的测量方式，基于图像的光电容积脉搏波的测量方式等[13]。
国内现状: 对脉搏的测量早在我国传统中医学的诊断中，就可以通过脉诊对患者的身体状况有一个大概的了解，进而对症下药。国内20世纪50年代初朱颜将脉搏仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。此后随着机械及电子技术的发展，国内在研制中医脉象仪方面进展很快，尤其是70年代中期，国内天津、上海、广州、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组，多学科共同合作促使中医脉象研究工作进入了一个新的境界。在国内，人体生理体征的探测也进行了许多的研究。主要可以分为两类，一类是BCG采集系统的研究，另一类是生理参数提取算法的研究。对于采集系统的研究[3]。
东北大学的金晶晶[6]等人根据心冲击图信号的检测原理，实现了一种新颖的在坐姿状态下的检测装置。并且重新设计了家庭座椅组建的传感器电路，这个传感器电路采用了应变电阻作为传感器，设计开发了相应的前置与后置电路部分，这构成了高放大倍数并且噪声小的信号分析处理电路，并且通过相应的实验证明这种装置符合了心冲击图信号的提取需求。第四军医的杨东[7]则通过毫米波生物雷达技术以通过非接触的方式获取了有关的生理体征参数，如心跳、呼吸等。河北工业的张晶[1]则研发了一套基于压电薄膜的BCG信号提取系统。PVDF充当传感器，开发了一个采集硬件电路，将得到的BCG信号同时跟心电信号对比，取得了较好的成果。而对于生理参数算法的研究，东北大学的王春武[2]提出了一种新的算法，首先对BCG信号进行了预先处理，主要是消除趋势波和一些噪声；之后采用相应的频谱分析预先得到一个心率估计值，然后根据这个心率值确定需要设定的划分间隔；最终通过在这个间隔内对信号进行设置阀值寻找极大值点等步骤算出心率大小。
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