基於Android之生理訊號監督及即時性心律變異度分析系統

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姓名

余坤昇(Kun-sheng Yu) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

基於Android之生理訊號監督及即時性心律變異度分析系統
(A Real-time ECG Monitoring and Heart Rate Variability Analysis System based on Android Smart Phone)

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摘要(中)

本文之研究目的在於提供一組經即時性演算法算出之對於心律變異度分析的”客觀”量化參數來給予從醫人員在診斷心律不整疾病時作為參考，進而降低誤診的機率，以目前最為大眾化之Android系統智慧型手機為平台並且搭配類比ECG訊號擷取電路、高低通濾波器、微控制器(Cortex-m3)、藍芽通訊協定來擷取ECG心電訊號，便可在智慧型手機上進行長時間ECG監督，並在手機內部建構一套即時性ECG 之R波偵測演算法搭配即時性量化之數據: SDNN、SDSD、NN50、pNN50來檢測心律變異度(HRV)；並取用MITBIH之資料庫資料，驗證其演算法正確性；藉由演算法之及即時性，提供於從醫人員在診斷ECG上之有效數據。

摘要(英)

The purpose of this paper is to provide a group of real-time algorithms calculate quantitative parameters for heart rate variability analysis of "objective" to give as a reference for doctors in the diagnosis of arrhythmia disease, thereby we can reduce the chances of misdiagnosis. The most popular “Android smartphone” is the platform with the analog ECG signal acquisition circuit,which combines with high and low pass filter,microcontroller (the Cortex-m3) and the Bluetooth to capture ECG cardiac signal and long time ECG monitoring.We use a real-time ECG QRS-wave detection algorithm to detect QRS Complex in the phone and catch ECG data in real-time.We use SDNN, SDSD, NN50, pNN50 to detect and define heart rate variability (HRV).At last,we access MITBIH arrhythmia database information to verify the the correction of this algorithm; by using this system ,“objective” quantitative data can be given to help doctors in the diagnosis of arrhythmia disease.

關鍵字(中)

★ QRS偵測
★ 心律變異度
★ 長時間監督
★ 心電圖

關鍵字(英)

★ smart phone
★ HRV
★ QRS detection
★ ECG

論文目次

目錄
頁次
中文摘要
英文摘要
致謝
目錄
圖目錄
表目錄
第一章緒論 1
1.1　前言 1
1.2　研究動機與目的 2
1.3　研究流程 3
1.4　論文架構 4
第二章相關知識以及文獻探討 5
2.1　心電圖簡介 5
2.1.1 心電圖的發現 5
2.1.2 心臟循環及電氣傳導系統 7
2.1.3 心電圖原理與波形 10
2.1.4 心電圖之應 13
2.2 Android簡介 13
2.2.1 Android介紹 13
2.2.2作業系統架構 14
2.3　心律變異度之原理及簡介 16
2.4 MIT-BIH資料庫簡介 18
第三章研究方法 21
3.1　整體系統架構 21
3.2　硬體相關電路 22
3.2.1貼片電擊前致電路 24
3.2.2 AD620儀表放大器及右腳驅動電路 25
3.2.3二階高通濾波器 26
3.2.4二階低通濾波器 28
3.2.5 Twin-T 陷波濾波器 31
3.2.6準位提升電路 33
3.2.7單晶片微控制器SIOC與藍芽晶片 33
3.3 QRS複合波偵測演算法 36
3.4　心律變異度分析法 44
第四章實驗結果與分析 46
4.1　硬體相關電路之實現及 ECG訊號擷取 46
4.1.1類比訊號擷取板 46
4.1.2 ECG訊號擷取 47
4.2 Android手機程式App UI與訊號擷取 48
4.3 心律變異度分析並引入MIT-BIH Arrhythmia資料庫 49
4.3.1 Record No.100分析 50
4.3.2 Record No.101分析 51
4.3.3 Record No.103分析 53
4.3.4 Record No.104分析 54
4.3.5 Record No.105分析 56
4.3.6 實際受測者分析 57
第五章結果與討論 60
第六章結論與展望 63
6.1　結論 63
6.2　展望 64
參考文獻 65

參考文獻

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[25] Analog Device: AD620 datasheet,取自: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/analogdevices/105505445AD620_e.pdf

指導教授

鍾鴻源(Hung-yuan Chung)

審核日期

2012-7-25

推文