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1、1北 京 林 业 大 学大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划创 新 训 练 项 目 申 请 书项目名称： 基于 PC 机的心电监护系统主 持 人： 陈文静 专业年级 电子 13 级联系电话：电子邮箱：指导教师： 张祥雪 学 院 理学院申请日期： 2014 年 4 月 13 日北京林业大学2一、项目基本情况项目名称 基于 PC 机的心电监护系统项目类别 （ ）国家级 （ ）北京市级 （ ）校级项目所属一级学科 电子信息科学与技术项目简介申请经费（元）11700元 起止年月 2014 年 5 月至 2015 年 3 月姓 名 性别 学号 专业年级 联系电话 电子邮箱主持人 陈文静 女 131
2、114133 电子信息科学与技术 姓名 性别 学号 专业年级 所在学院 项目分工周明星 男 121114201 电子信息科 学与技术 理学院 采集电路，线 路板制作李明洋 女 121114220 电子信息科 学与技术 理学院 集成放大电路 设计杨丽芳 女 131114131 电子信息科 学与技术 理学院 心率监护软件项目组其他成员李筱雅 女 131114127 电子信息科 学与技术 理学院 心率监护软件姓名 性别 年龄 职称 职务 所在学院张祥雪 男 48 教授 系主任 理学院研究方向 生物电子指导教师联系电话 62338136 电子邮箱 3二、项目立项依据（一）项目研究意义（限 300 字）
3、当今社会心脏病发病年龄越来越低，心脏健康问题越来越受到人们的重视。市场上在售的心电监护设备大体分为两类，一类具有较大的屏幕，较高运算能力，但是这种监护仪价格较为高昂，体积过大，便携性差。另一类则较为便宜，便携性也较好，但是其分辨率较低，运算性能较弱。而我们所要研究的是基于 PC 上的心率测试仪，利用电脑做显示器，使得心电图像清晰直观，利用 pc 处理，大大提高了计算能力和传输能力，省去了自带显示器，提高了便携性，成本也有所降低，同时，pc 端的软件的更新，使得其对心电的监测能力也越来越强大。同时这个项目也增进了我们的知识，锻炼了我们能力。且该项目工作量适当，在有限时间与经费下可实现。（二）国、
4、内外研究现状和发展动态，并附主要参考文献（限 1000 字）自从 1962 年美国建立第一批冠心病监护病房后，医疗监护系统便逐步得到推广，而随着计算机和信号处理技术的不断发展，以及临床对危重患者和潜在危险患者的监护要求的不断提高，医疗监护仪行业开始步入市场需求激增阶段。目前，全球医疗监护仪产品的高端技术还主要掌握在美国、德国、荷兰等少数西方发达国家手里，但随着发展中国家经济的持续发展、国民生活条件的改善以及医疗信息技术水平的逐步提高，以中国为代表的发展中国家在医疗监护仪的制造技术上与发达国家的差距逐步缩小，且在某些指标性能上已经达到或接近国际先进产品水平。未来势必有越来越多来自发展中国家的优秀
5、监护仪生产企业参与全球市场的竞争。历经半个多世纪的发展，医疗监护仪已成为全球医疗器械产业中的一个重要分支，全球监护仪市场销售规模从本世纪初的 28.1 亿美元增长至目前的 60 多亿美元，根据中国医疗器械行业协会预测，2015 年全球监护仪市场需求将达到 68.8 亿美元。在中国，为保障人民基本健康需求，国家越来越重视我国医药行业发展。 医药行业十一五发展指导意见 、 当前优先发展的高技术产业化重点领域指南 、 医药卫生体制改革近期重点实施方案等相关政策的出台都推动了我国医疗监护仪行业的快速发展。我国医疗器械的需求以医院使用和治疗使用为主。随着人民群众生活水平的不断提高和人口老龄化的到来，医疗
6、监护仪功能由单纯诊断、康复、理疗、保健、强身等多功能的方面延伸，市场领域也从医疗机构扩展到家庭医疗保健。市场需求的拓展为监护仪市场带来新的消费增长点。我国医用监护仪的生产厂家已有 70 多家；不同类型、不同规格和型号的产品已达数百种。除对应各病种的监护仪外，在构成形式上有床旁、中央监护系统和中央工作站；在连接形式上有有线系统、无线系统、网络系统；在功能上有监护、分析处理和管理等；结构形式有内置和插件、台式、立式、壁挂式之分，可适应医院各种情况的需要，但是基于 pc 的心电监护装置在文献中尚未见到。心电监护仪目前作为医院中常规医疗设备，由于适应范围广泛、操作简便、易于观测记录，在临床应用中越来越
7、受到重视，需求量不断增长。随着现代医疗技术和相关学科的不断发展，医用监护仪已经成为医用电子仪器中不可缺少的一大类仪器，在医院中起着越来越多的重要的作用。4三、项目研究内容参考文献：2014-2019 年中国心电监护仪市场监测及投资前景研究报告中国心电监护仪市场动态监测及心电监护仪发展趋势分析报告（2014-2018 年） （一）项目研究内容（限 600 字）1.本课题将要研究基于电脑 PC 的便携式心电监护。 PC 机承担信号滤波、显示、存储、传输等，所以大大降低整机成本。该监护仪预期应用于家庭的日常心电监护，以达到随时检查自己心脏健康状况的目的。2.该监护仪主要分为外接心电监护设备和 PC
8、端心电监护软件两个部分。外接部分主要有：探头，USB 接口，放大与采集电路以及导线。心电活动经心电导联线传入处理器，血压经压力传感器变成电信号传入处理器。处理器将来自病人体内之电信号放大后经计算机处理后变成波形输出与数字信号输出，以心电波形的形式直观显示在电脑屏幕上。3.主板上有放大电路，各种芯片，通过合理地连接以及焊接，使得能够转化从电极传来的信号。5四、项目实施方案（二）项目研究拟解决的关键问题（限 300 字）1.基于 pc 的心电监护设备在国内文献中尚未见到，需要综合软硬件知识进行独创性的研究。2.产品制作方面：心电信号极其微弱，需要低噪声高增益的放大器及相应的工艺来实现放大采集。3.
9、后期测试：需要进行多次反复实践测试，以排除各种设备中出现的信号失真以及信号干扰等问题，还要尽量增大信号增益，改进设备其使用方便，软件界面友好，数据准确，以达到最佳效果。（一）项目研究拟采取的研究方法、技术路线、实验方案（限 1000 字）研究方法：根据心电监护的发展趋势,设计了一款基于 PC 的便携式心电监护仪。为核心处理器 ,将采集到的心电信号经心电采集电路的处理后,通过 PC 端软件实时显示心电波形和相关数据。该设计充分利用了CM119 采集卡功耗低、体积小，低成本的优势和 PC 机的计算能力强节约成本的优势 ,为家庭监护提供了一种有效的解决办法。技术线路：1.Labview 软件平台；2
10、.模拟电子技术，数字电子技术学科基础；3.protel 电路设计平台；4.电路板焊接技术；5.现有集成放大电路可供参考，CM119 采集卡可供使用实验方案：1.使用 Labview 进行 PC 端软件编写；2.利用学过的例如模拟电子技术，数字电子技术等知识进行电路设计；3.利用 protel 把 DC 变换电路，集成放大电路和 CM119 采集卡绘制在同一电路板内；4.利用工艺实习学习的方法焊接电路6（二）项目实施年度计划1、2014 年 5 月9 月 设计集成放大电路图和模拟信号与数字信号转化的电路图；心率测试软件制作雏形；2、2014 年 9 月10 月 购买外购件；软件测试；对两个电路图
11、进行修改；3、2014 年 10 月11 月依照设计好的电路图纸焊接电路；软件改进，提高计算效率；4、2014 年 11 月12 月 进行电路测试，检验修改； 5、2014 年 12 月2015 年 1 月封装组合；6、2015 年 1 月2015 年 2 月 综合实验调试； 7、2015 年 2 月2015 年 4 月 改进、完善，申请专利，发表论文等；7五、项目研究基础六、项目特色、创新点及预期成果（一）与本项目有关的研究积累和已取得的成绩（限 300 字）1. 与本项目有关的研究积累和已取得的成绩 （1）已查阅和搜集较为丰富的相关领域参考资料； （2）已有较完善的项目实施计划； （3）已
12、有一定的相关学科知识储备；（4）已完成硬件型号和软件制作平台的选择； （5）外协加工厂家已联系好，以具备制作条件。2.其他已有条件（1）已组建一支能力多元、优势互补、合作融洽、观念创新的团队； （2）已联系好外协加工厂家；（3）已掌握一定知识（4）指导老师做过相关研究（5）采集模块和心电放大模块有相关文献与较为成熟电路可供参考（二）已具备的研究条件、设备条件等（限 200 字）1.可利用图书馆丰富的资料库；2.有老师大力支持和技术协助；3.学校相关实验设备条件支持，具有 PC 机，拥有制板软件和测试软件，测量焊接条件已成熟。（三）尚缺少的条件及解决方法（限 200 字）缺少的条件：缺少适量项目
13、资金；部分知识需要学习。解决方法：申请研发经费；在老师的指导下进行互助学习以自学的方式完成心电监护仪设计与制作。（一）项目的特色与创新点（限 300 字）8附录：项目经费预算1.该心电监护仪基于 PC 端，不用单片机开发，充分利用了电脑运算能力强，屏幕分辨率高等优点。2.该设计充分利用了 CM119 采集卡功耗低、体积小，低成本的优势。利用采集卡自带的低电压降低功耗节约成本。（二）项目预期成果及成果提交方式（限 300 字）1. 实物 制作一套基于 PC 的心电监护系统，能够实时监测心电信号，自动读出脉搏等心电参数。2. 论文 通过对心电监护系统的研究和应用，撰写相关研究论文。9支出科目 预算
14、金额 （元） 具体支出内容 预算编制依据合计 117001.实验材料费 6000 采集卡，电极，放大 电路，导线 市场报价2.设备费（购置的设备在项目结题后须交还学校）3.图书资料购置费（购置的图书资料在项目结题后须交还学校）500 自学所需相关参考书 目 市场报价4.项目办公费（记录本、笔、复印纸、文件夹、档案袋、光盘、电池等物品购置费，邮费、打印费、复印费等）500 打印复印相关资料， 笔，本，优盘 市场报价5.测试化验加工费 1000 制作线路板，仪器箱 市场报价6.论文发表费 3000 发表论文 发表一篇论文7.知识产权事务费（如申请专利、软件著作权等）8.文献及信息检索费 200 查阅文献 图书馆上机费9.专家咨询费10.京外调研费11.市内调研交通费 500 买元器件，查阅资料 产生交通费12.参加项目相关学术交流会议会务费13.项目研究成果参赛费14.其他支出
