逢 甲 大 學 自 動 控 制 工 程 學 系 專 題 製 作 專 題 論 文 多 訊 息 生 理 訊 號 儲 存 單 元 軟 硬 體 研 製 The Development of Storage Unit for Multi-functional Physiological Signals 指 導 教 授 : 邱 創 乾 專 題 成 員 : 江 宸 菘 林 恩 全 陳 志 華 中 華 民 國 九 十 五 年 元 月
感 謝 研 究 論 文 的 完 成, 要 感 謝 各 方 的 支 持, 並 非 靠 著 一 人 所 能 獨 立 完 成, 在 老 師 的 建 議 與 指 導, 及 同 學 之 間 的 互 相 幫 忙, 此 專 題 才 得 以 完 成. 首 先 要 感 謝 指 導 老 師 邱 創 乾 教 授 引 領 我 們 製 作 專 題, 除 了 教 導 知 識 以 外, 更 提 供 許 多 參 考 方 向, 而 且 沒 有 設 定 研 究 範 圍 或 是 給 予 壓 力, 這 樣 可 以 訓 練 我 們 獨 立 思 考 與 解 決 問 題 的 能 力. 並 且 感 謝 教 授 臨 床 工 程 的 蘇 偉 在 老 師, 在 心 電 圖 判 別 急 性 心 肌 梗 塞 條 件 上, 給 了 我 們 許 多 臨 床 經 驗, 使 得 程 式 判 別 更 準 確. 此 外, 感 謝 傳 志 學 長, 周 敏 學 長 在 心 電 圖 以 及 LabVIEW 的 使 用 上 多 加 教 導, 我 們 才 能 在 短 時 間 內 跟 上 進 度, 也 感 謝 嘉 麒 學 長 在 硬 體 上 面 的 幫 忙, 如 何 使 用 PIC 以 及 選 購 材 料 上 須 注 意 哪 些 細 節. 還 有 特 別 感 謝 一 位 逢 甲 電 機 畢 業 的 校 友, 現 在 是 漢 翔 工 程 師, 感 謝 他 多 次 教 導 PIC 程 式 語 言, 使 我 們 更 快 上 手. 學 生 在 這 幾 年 當 中 所 有 的 榮 譽 與 成 果 都 歸 功 於 同 學 及 師 長, 陪 同 學 一 路 成 長, 不 時 給 予 支 持 與 鼓 勵, 在 此 向 所 有 同 學 及 師 長 致 上 最 誠 摯 的 謝 意. I
中 文 摘 要 此 研 究 之 工 作, 主 要 分 為 兩 部 份, 硬 體 方 面 運 用 PIC 單 晶 片 來 作 為 類 比 及 數 位 信 號 的 轉 換 以 及 對 記 憶 體 傳 達 控 制 訊 號 及 位 置, 並 利 用 AMD 儲 存 晶 片 為 主 體 結 構 能 夠 用 來 儲 存 與 取 出 ECG 訊 號. 軟 體 部 份 透 過 以 LABVIEW 撰 寫 成 的 RS232 訊 號 接 收 程 式 顯 示 在 電 腦 上, 運 用 顯 示 在 電 腦 ECG 信 號 通 過 以 LABVIEW 撰 寫 成 的 心 肌 梗 塞 判 別 程 式, 判 斷 是 否 有 心 肌 梗 塞 風 險. 透 過 這 研 究, 我 們 能 在 無 衛 生 護 理 人 員 情 況 之 下, 能 提 早 發 現 是 否 有 心 肌 梗 塞 生 產 或 風 險 和 提 出 警 告, 同 時 存 放 ECG 信 號, 提 供 醫 生 做 專 業 判 斷. II
Abstract The main purpose of this research is to develop a personal medical care unit.the goals of this research are twofold.one is to design the storage unit for multi-functional physiological signals that can be used to store up and take out the ECG signal.the data can be received through RS232 using a simple LabVIEW program. The other goal is to develop a myocardial infarction algorithm which can be used to identify whether there exists the risk of myocardial infarction. If so,it will send a warning message and the ECG signal to the doctor for further usage.using the algorithm to test on 100 myocardial infarction subjects,85% verification rate was achieved for myocardial infarction subjects. III
目 錄 感 謝..Ⅰ 中 文 摘 要..Ⅱ 英 文 摘 要..Ⅲ 目 錄..Ⅳ 圖 目 錄..Ⅵ 第 一 章 第 二 章 前 言..1 原 理..2 2.1 AD 轉 換 2 2.2 AD 轉 換 兩 個 重 要 規 格 2 2.3 急 性 心 肌 梗 塞 3 2.3.1 前 壁 心 肌 梗 塞..3 2.3.2 後 壁 心 肌 梗 塞..5 第 三 章 研 究 方 法..7 3.1 硬 體 設 計.7 3.1.1 重 要 元 件 說 明..7 3.1.2 設 計 技 巧..8 3.1.3 流 程 圖..8 3.1.4 程 式 及 說 明 10 3.2 軟 體 研 制...17 3.2.1 程 式 運 用 條 件 17 3.2.2 接 收 程 式 17 3.2.3 PQRST 取 點 方 法 17 3.2.4 心 肌 梗 塞 判 別 方 法 17 3.2.5 程 式 說 明...26 IV
第 四 章 結 果....29 V
圖 目 錄 圖 2.3.1 典 型 的 前 璧 心 肌 梗 塞 判 斷 的 依 據...3 圖 2.3.2 前 璧 心 肌 梗 塞 12 個 導 程 心 電 圖 形.......4 圖 2.3.3 後 璧 梗 塞 下 V1 及 V2 導 程...5 圖 2.3.4 後 璧 心 肌 梗 塞 12 個 導 程 心 電 圖 形........5 圖 3.1.1. AD 轉 換 流 程 圖.......8 圖 3.1.2 記 憶 體 儲 存 流 程 圖......9 圖 3.1.3 記 憶 體 清 除 流 程 圖.......9 圖 3.1.4 記 憶 體 偵 錯 流 程 圖.... 10 圖 3.2.1. 前 璧 心 梗 與 後 壁 對 比........ 17 圖 3.2.2 電 腦 接 收 儲 存 記 憶 體 資 料 程 式 面 板.18 圖 3.2.3 接 收 程 式 0...19 圖 3.2.4 接 收 程 式 1...19 圖 3.2.5 接 收 程 式 2...20 圖 3.2.6 利 用 線 上 資 料 庫 心 電 圖 數 位 資 料 以 labview 程 式 讀 取...21 圖 3.2.7 Labview 寫 斜 率 程 式...21 圖 3.2.8 心 動 週 期. 22 圖 3.2.9 P,Q,R,S,T 波 的 取 法.22 圖 3.2.10 正 常 人 PQRST 取 點 心 電 圖 23 圖 3.2.11 前 璧 急 性 心 肌 梗 塞 P,Q,R,S,T 取 點 圖.... 23 圖 3.2.12 後 璧 急 性 心 肌 梗 塞 P,Q,R,S,T 取 點 圖........24 圖 3.2.13 正 常 人 RST 判 別 圖..... 24 圖 3.2.14 前 璧 心 肌 梗 塞 RST 判 別 圖...25 圖 3.2.15 後 璧 心 肌 梗 塞 RST 判 別 圖.....25 圖 3.2.16 斜 率 取 得.....26 圖 3.2.17.. PQRST 點 取 得... 27 圖 3.2.18 判 別 條 件. 28 VI
第 一 章 前 言 生 醫 技 術 日 漸 蓬 勃 發 展, 加 上 台 灣 年 齡 層 逐 漸 成 倒 三 角 形 發 展, 老 年 人 是 越 來 越 多. 因 此 衍 生 出 許 多 老 人 的 健 康 看 護 問 題 以 及 行 動 不 便 造 成 就 診 上 的 困 難. 為 了 能 講 求 效 率 且 照 顧 到 更 多 老 人, 此 專 題 即 是 配 合 智 慧 衣, 當 老 人 獨 自 在 家 或 是 不 方 便 看 病 時, 便 可 藉 由 智 慧 衣 [1] 量 測 各 種 生 理 訊 號, 一 方 面 藉 由 無 線 通 訊 與 醫 院 聯 繫 隨 時 掌 握 情 形, 另 一 方 面 可 將 長 期 大 量 的 生 理 訊 號 儲 存 於 硬 體 當 中, 每 隔 一 段 時 間 再 拿 到 醫 院 由 醫 生 分 析 病 情, 可 免 去 行 動 不 便 的 老 人 需 要 長 期 到 醫 院 檢 查 的 困 擾. 本 專 題 所 要 做 的 便 是 將 智 慧 衣 [1] 接 收 到 的 多 訊 息 生 理 訊 號 儲 存 至 硬 體 單 元 當 中, 到 醫 院 讀 取 資 料 時 不 失 真, 以 利 醫 生 的 病 情 檢 查. 而 另 外 軟 體 部 分 則 是 希 望 可 以 藉 由 量 測 到 的 生 理 訊 號 用 軟 體 可 自 行 在 家 做 檢 測, 以 提 早 預 防 急 性 心 肌 梗 塞 [2] 發 生. 1
第 二 章 原 理 2.1 AD 轉 換 AD 轉 換 : 將 類 比 訊 號 每 隔 一 個 取 樣 週 期 Ts, 將 訊 號 取 樣. 此 時 所 得 訊 號 稱 為 離 散 訊 號, 再 經 過 量 化 的 過 程, 才 轉 變 成 我 們 需 要 的 數 位 訊 號. 以 8bit 量 化 為 例, 我 們 將 輸 入 訊 號 0~5V 的 範 圍, 分 割 成 255 等 份, 訊 號 為 最 小 的 0V, 則 將 被 量 化 為 00000000, 反 之, 訊 號 為 5V, 則 量 化 為 11111111, 其 他 訊 號 則 依 其 大 小 與 哪 一 量 化 值 較 接 近 而 定, 因 此 可 知 量 化 的 過 程 中, 量 化 誤 差 的 產 生 是 無 法 避 免 的, 故 要 設 法 降 低 誤 差 以 致 於 不 影 響 訊 號 判 斷. 2.2 AD 轉 換 的 兩 個 重 要 規 格 位 元 數 : 每 一 個 取 樣 類 比 訊 號, 所 能 轉 成 數 位 訊 號 的 位 元 數. 位 元 數 越 高 相 對 的 解 析 度 也 越 好, 也 可 減 少 量 化 誤 差, 專 題 中 所 使 用 的 PIC 是 內 建 10bit 的 ADC. Ts ( 取 樣 週 期 ).Tacq ( 擷 取 時 間 ).Tad( 轉 換 一 個 bit 所 需 時 間 ):PIC 中 Tad 至 少 必 須 為 1.6us, 則 轉 換 10bit 的 時 間 共 需 19.2us,Tacq 則 至 少 需 要 19.72us, 因 為 PIC 中 ADC 在 每 完 成 一 次 AD 轉 換, 要 進 行 下 一 個 訊 號 擷 取 前, 還 必 須 延 遲 至 少 2Tad 的 時 間, 所 以 最 後 Ts 取 樣 週 期 計 算 出 來 為 42.12us. 換 算 成 頻 率 約 為 23.7kHZ. 2
2.3 急 性 心 肌 梗 塞 急 性 心 肌 梗 塞 [3] 是 冠 心 病 中 最 嚴 重 的 一 種, 屬 於 突 發 而 危 險 之 急 病, 起 因 於 供 給 心 肌 細 胞 營 養 及 氧 分 之 血 管 受 到 阻 塞, 造 成 短 時 間 內 心 肌 細 胞 缺 血 和 缺 氧 而 壞 死. 因 此 我 們 藉 由 判 斷 儲 存 的 ECG 生 理 訊 號, 利 用 程 式 來 判 別 是 否 有 心 肌 梗 塞 的 條 件. 主 要 是 由 六 大 導 程 判 斷 含 胸 導 程, 而 急 性 心 肌 梗 塞 有 分 成 好 幾 部 位, 這 邊 我 們 只 做 前 壁 和 後 壁 的 檢 查. 此 程 式 所 模 擬 的 資 料 是 使 用 線 上 資 料 庫 中 [3] 的 QT Data Base. 模 擬 結 果 辨 識 率 約 為 85%. 心 肌 梗 塞 隨 著 發 生 的 部 位 不 同, 心 電 圖 的 形 狀 分 布 也 不 同, 其 中 有 代 表 性 是 前 壁 心 肌 梗 塞 與 後 壁 心 肌 梗 塞, 以 下 是 這 兩 種 的 判 斷 依 據 2.3.1 前 壁 心 肌 梗 塞 下 圖 是 典 型 的 前 壁 心 肌 梗 塞 判 斷 的 依 據,EKG 之 ST 段 上 升 與 Q 波 異 常. ST 段 是 指 介 於 QRS 複 合 波 及 T 波 之 等 電 位 線 部 份,ST 上 升 意 指 有 " 損 傷 ", 其 上 升 幅 度 可 能 少 許, 也 可 能 高 出 電 位 線, 表 示 有 急 性 心 肌 梗 塞 的 發 生 Q 波 異 常 是 指 Q 波 必 須 超 過 0.04 秒 或 是 高 於 1/3QRS 之 高 度, 並 不 只 代 表 心 肌 梗 塞, 也 有 可 能 是 其 他 疾 病 圖 2.3.1 ST 段 上 升 3
下 圖 是 前 壁 心 肌 梗 塞 12 個 導 程 心 電 圖 形 圖 2.3.2 前 壁 心 肌 梗 塞 12 個 導 程 心 電 圖 形 前 壁 心 肌 梗 塞 引 起 胸 導 程 R 波 逆 向 遞 增,RV4<RV3<RV2<3mm,1,avl,v5,v6 導 程 均 出 現 明 顯 Q 波,V5 導 程 ST 段 明 顯 抬 高,ST 段 與 T 波 升 高 融 合,T 波 直 立 增 高 變 寬 前 壁 心 肌 梗 塞 判 斷 依 據 1. Ⅰ 導 程 有 QS 波 切 口,ⅠⅡ 上 之 ST 部 分 升 高 及 T 波 倒 立,Ⅲ 上 之 ST 段 部 分 壓 低 2. 在 avl 上 有 QS 綜 合 波, 且 有 ST 段 升 高 及 倒 立 的 T 波 3. 在 V2 到 V5 有 QS 綜 合 波,ST 段 升 高 且 與 T 波 融 合 4
2.3.2 後 壁 心 肌 梗 塞 在 後 壁 梗 塞 下 V1 及 V2 導 程 可 見 ST 段 下 降 之 現 象, 後 壁 梗 塞 症 在 胸 前 導 程 見 到 的 是 明 顯 的 R 波 發 生 及 ST 段 之 下 降 ST 段 壓 低 多 是 生 理 現 象, 可 為 心 肌 缺 血 的 表 現 圖 2.3.3 ST 段 下 降 圖 下 圖 是 後 壁 心 肌 梗 塞 12 個 導 程 心 電 圖 形 圖 2.3.2-4 後 璧 心 肌 梗 塞 12 導 程 圖 後 壁 心 肌 梗 塞 Ⅱ.Ⅲ.avf 導 程 段 ST 抬 高,T 波 增 寬.Ⅰ.avl.V1 到 V5 導 程 ST 段 壓 低, 反 應 了 後 壁 心 肌 梗 塞. 5
後 壁 心 肌 梗 塞 判 斷 依 據 1. 導 程 Ⅰ 上 之 ST 部 分 壓 低,Ⅱ.Ⅲ 上 有 Q 波 擊 導 成 ST 部 分 升 高 2. 在 avl 上 有 ST 部 分 壓 低, 在 avf 上 有 Q 波 及 倒 立 T 波 3.V1 到 V6 上 有 ST 部 分 壓 低 有 明 顯 大 R 波 6
第 三 章 研 究 方 法 3.1 硬 體 設 計 3.1.1 重 要 元 件 說 明 1. PIC16F877( 以 下 簡 稱 PIC) 是 由 Microchip 公 司 所 生 產 的 周 邊 介 面 控 制 器 單 晶 片, 所 以 會 使 用 此 單 晶 片 製 作 專 題, 主 要 是 一 樣 8 位 元 的 控 制 器 跟 8051 相 比 之 下, 價 格 方 面 相 差 不 多, 但 PIC 是 採 用 RISC 做 為 設 計 架 構, 故 執 行 效 率 高, 且 指 令 少, 易 學 習 以 及 操 作. 功 能 方 面 PIC 系 列 單 晶 片 眾 多, 產 品 功 能 分 工 細, 選 擇 性 高. 因 此 選 擇 PIC16F877 做 為 單 晶 片. 在 本 專 題 將 使 用 到 PIC 功 能 中 的 AD 轉 換 以 及 非 同 步 串 列 通 訊 做 為 記 憶 體 與 電 腦 之 間 的 橋 樑. 並 由 PIC 來 控 制 記 憶 體, 2. AM29F040B 本 專 題 所 使 用 的 是 AMD 公 司 出 品 的 NOR 型 快 閃 記 憶 體 AM29F040B. 此 類 記 憶 體 不 必 像 NAND 型 般 採 取 特 殊 之 使 用 法, 而 是 和 一 般 SRAM 和 EPROM 同 樣 的 使 用 資 料 (Data), 位 址 (Address), 控 制 信 號 (Control Signal). 3. HIN232 目 的 主 要 在 做 電 壓 轉 換, 因 為 RS232 的 電 壓 位 準, 與 一 般 基 本 的 數 位 電 壓 位 準 不 同, 故 需 做 轉 換. 7
3.1.2 設 計 技 巧 本 專 題 使 用 pic 控 制 記 憶 體 並 利 用 內 建 的 ADC 做 AD 轉 換 以 及 USART 進 行 非 同 步 串 列 傳 輸.pic 的 PORTA 為 類 比 訊 號 輸 入 端, 經 由 ADC 轉 換, 將 資 料 儲 存 於 ADRESH 暫 存 器, 此 時 在 設 定 PORTB,PORTC,PORTD 送 給 記 憶 體 控 制 參 數 以 選 擇 位 置 進 行 儲 存, 讀 取 資 料 時, 將 記 憶 體 資 料 讀 出 至 pic 的 TXREG 暫 存 器, 在 由 RC6 傳 至 HIN232 的 T2IN, 經 過 電 壓 轉 換, 由 T2OUT 經 由 RS232 傳 送 至 電 腦. 3.1.3 流 程 圖 圖 3.1.1 AD 轉 換 流 程 圖 8
圖 3.1.2 記 憶 體 儲 存 流 程 圖 圖 3.1.3 記 憶 體 清 除 流 程 圖 9
圖 3.1.4 記 憶 體 偵 錯 流 程 圖 3.1.4 程 式 及 說 明 00 list p=16f877 01 #include <p16f877.inc>; 02 VAL_US equ.5; 03 count equ 0x20 04 org 0x00 05 nop 06 initial: banksel TRISC 07 bcf TRISC,6 08 bsf TRISC,7 09 banksel SPBRG 10 movlw.25 11 movwf SPBRG 10
12 banksel TXSTA 13 bcf TXSTA,SYNC 14 banksel RCSTA 15 bsf RCSTA,SPEN 16 banksel TXSTA 17 bsf TXSTA,TXEN 18 bsf TRISA,0 19 banksel ADCON1 20 clrf ADCON1 21 banksel ADCON0 22 movlw 0X41 23 movwf ADCON0 24 start: 25 call delay_25us 26 banksel ADCON0 27 bsf ADCON0,GO 28 f0: 29 call delay_25us 30 banksel ADCON0 31 btfsc ADCON0,GO 32 goto f0 33 movf ADRESH,W 34 banksel TXREG 35 movwf TXREG 36 WRITE: 37 banksel TRISD 11
38 clrf TRISD 39 banksel PORTD 40 clrf PORTD 41 movlw B'01010101' 42 movwf PORTD 43 banksel TRISC 44 clrf TRISC 45 bsf TRISC,7 46 bcf TRISC,6 47 banksel PORTC 48 clrf PORTC 49 movlw B'00101010' 50 movwf PORTC 51 banksel TRISB 52 clrf TRISB 53 banksel PORTB 54 clrf PORTB 55 movlw B'10101010' 56 movwf PORTB 57 movlw B'00101110' 58 movwf PORTC 59 Call delay_25us 60 WRITE2: 61 banksel TRISD 62 clrf TRISD 63 banksel PORTD 12
54 clrf PORTD 65 movlw B'10101010' 66 movwf PORTD 67 banksel TRISC 68 clrf TRISC 69 bsf TRISC,7 70 bcf TRISC,6 71 banksel PORTC 72 clrf PORTC 73 movlw B'00010010' 74 movwf PORTC 75 banksel TRISB 76 clrf TRISB 77 banksel PORTB 78 clrf PORTB 79 movlw B'01010101' 80 movwf PORTB 81 movlw B'00010110' 82 movwf PORTC 83 Call delay_25us 84 WRITE3: 85 banksel TRISD 86 clrf TRISD 87 banksel PORTD 88 clrf PORTD 89 movlw B'01010101' 13
90 movwf PORTD 91 banksel TRISC 92 clrf TRISC 93 bsf TRISC,7 94 bcf TRISC,6 95 banksel PORTC 96 clrf PORTC 97 movlw B'00101010' 98 movwf PORTC 99 banksel TRISB 100 clrf TRISB 101 banksel PORTB 102 clrf PORTB 103 movlw B'10100000' 104 movwf PORTB 105 movlw B'00010110' 106 movwf PORTC 107 Call delay_25us 108 WRITE4: 109 banksel TRISD 110 clrf TRISD 111 banksel PORTD 112 clrf PORTD 113 movlw B'00000001' 114 movwf PORTD 115 banksel TRISC 14
116 clrf TRISC 117 bsf TRISC,7 118 bcf TRISC,6 119 banksel PORTC 120 clrf PORTC 121 movlw B'00000100' 122 movwf PORTC 123 banksel TRISB 124 clrf TRISB 125 banksel PORTB 126 clrf PORTB 127 movlw B'10101010' 128 movwf PORTB 129 movlw B'00010110' 130 movwf PORTC 131 Call delay_25us 132 READ: 133 banksel PORTC 134 movlw B'00000111' 135 movwf PORTC 136 banksel TRISD 137 clrf TRISD 138 banksel PORTD 139 clrf PORTD 140 movlw B'00000001' 141 banksel TRISC 15
142 clrf TRISC 143 bsf TRISC,7 144 bcf TRISC,6 145 banksel PORTC 146 clrf PORTC 147 movlw B'00000100' 148 movwf PORTC 149 clrf PORTB 150 banksel TRISB 151 Call delay_25us 152 TRANS: 153 call delay_25us 154 banksel TXSTA 155 btfss TXSTA,TRMT 156 goto TRANS 157 goto start 158 delay_25us: 159 movlw VAL_US 160 movwf count 161 dec_loop nop 162 decfsz count,f 163 goto dec_loop 164 return 165 end 16
程 式 說 明 0~5 單 晶 片 型 別 及 標 頭 宣 告 6~23 自 定 暫 存 器 宣 告 以 及 鲍 率 設 定 24 程 式 起 始 點 25~35 進 行 AD 轉 換 並 將 結 果 放 入 TXREG 36~107 設 定 寫 入 記 憶 體 控 制 參 數 108~131 開 始 將 資 料 寫 入 記 憶 體 位 址 132~151 將 資 料 從 位 址 讀 出 152~157 判 斷 要 傳 送 資 料 是 否 送 入 TXREG 158~165 延 遲 副 程 式 3.2 軟 體 研 製 3.2.1 程 式 運 用 條 件 圖 3.2.1 前 璧 心 梗 與 後 璧 對 比 17
1. 急 性 心 室 後 璧 梗 塞 在 V1 及 V2 導 程 有 很 大 的 R 波 且 ST 段 壓 低 2. 急 性 心 室 前 璧 梗 塞 在 V1 及 V2 導 程 有 異 常 的 Q 波 且 ST 段 升 高 此 AMI 判 別 程 式 便 是 運 用 上 述 兩 點 製 作 而 成, 心 電 圖 檢 查 是 判 斷 AMI 的 重 要 方 法, 其 典 型 心 電 圖 改 變 R 波 Q 波 的 發 生,ST 段 上 升 與 下 降, 幾 乎 可 作 為 判 斷 AMI 的 證 據, 但 急 性 心 肌 梗 塞 的 心 電 圖 的 改 變, 有 時 不 夠 典 型 必 須 將 心 電 圖 與 臨 床 症 狀 結 合 經 由 醫 師 判 斷 不 能 單 憑 電 圖 作 出 判 斷. 3.2.2 接 收 程 式 圖 3.2.2 電 腦 接 收 儲 存 記 憶 體 資 料 程 式 面 板 18
0 [0..2] 0 AD 轉 換 值 圖 3.2.3 程 式 碼 0 1 [0..2] 接 收 阜 2400 8 AD 轉 換 值 0 儲 存 鍵 圖 3.2.4 程 式 碼 1 19
2 [0..2] AD 轉 換 值 輸 出 陣 列 0 輸 出 陣 列 Waveform Graph True 儲 存 鍵 輸 出 陣 列 0 圖 3.2.5 程 式 碼 2 20
3.2.3 PQRST 取 點 方 法 圖 3.2.6 利 用 線 上 資 料 庫 心 電 圖 數 位 資 料 以 labview 程 式 讀 取 X 軸 為 時 間 一 時 間 單 位 為 0.004 秒 Y 軸 為 單 位 為 mv 取 P Q R S T 的 最 大 最 小 值 這 部 分 是 利 用 學 長 提 供 的 程 式 為 骨 架 在 經 過 修 改 而 成 1. 斜 率 的 取 得 圖 3.2.7 Labview 寫 斜 率 程 式 娶 得 每 個 時 間 點 之 間 斜 率 相 加 後 再 取 斜 率 的 平 均 數 以 平 均 數 為 基 準 便 可 取 的 一 組 有 規 律 完 整 的 數 據 如 下 圖 黃 點 點 每 一 個 心 動 週 期 都 有 一 個 基 準 點 並 可 藉 此 找 21
出 P,Q,R,S,T 波 的 最 大 最 小 值 圖 3.2.8 心 動 週 期 圖 3.2.9 P,Q,R,S,T 波 的 取 法 如 上 圖 所 示 以 slope 時 間 點 為 中 心 向 右 取 一 段 時 間 找 出 其 中 電 位 最 大 值 為 R 波 再 以 R 波 時 間 點 為 中 心 向 右 取 一 段 時 間 找 出 其 中 電 位 最 小 值 為 S 波 以 此 類 推 幾 可 得 PQRST 波 以 LABVIEW 程 式 運 算 的 結 果 如 下 22
圖 3.2.10 正 常 人 PQRST 取 點 心 電 圖 圖 3.2.11 前 璧 急 性 心 肌 梗 塞 P,Q,R,S,T 取 點 圖 23
圖 3.2.12 後 璧 急 性 心 肌 梗 塞 P,Q,R,S,T 取 點 圖 3.2.4 心 肌 梗 塞 判 別 方 法 圖 3.2.13 正 常 人 RST 判 別 圖 上 圖 的 HIGH 和 LOW 是 分 別 是 指 高 於 BASE 的 數 值 個 數 百 分 比 和 低 於 BASE 的 數 值 個 數 百 分 比, 經 過 測 試 一 般 人 50 多 名 心 電 圖 資 料 發 現 一 般 人 的 HIGH:LOW 大 約 是 50:50, 因 此 此 程 式 便 如 此 定 義 等 於 或 者 是 相 差 不 大 情 況 則 為 正 常 的 波 形. 24
圖 3.2.14 前 璧 心 肌 梗 塞 RST 判 別 圖 圖 3.2.15 後 璧 心 肌 梗 塞 RST 判 別 圖 在 檢 測 100 多 個 異 常 心 電 圖 之 後, 發 現 前 璧 心 肌 梗 塞 的 HIGH:LOW 大 約 是 90:10, 因 此 如 等 於 或 者 是 超 過 便 定 義 為 ST 段 上 升 波 形 後 璧 心 肌 梗 塞 的 HIGH:LOW 大 約 是 25:75, 如 等 於 或 者 是 超 過 便 定 義 為 ST 段 下 降 波 形 25
為 求 準 確 度 以 此 方 法 檢 測 心 電 圖 頭 11 個 波 形 ( 此 例 是 取 11 個 波 形 檢 測 但 可 因 應 情 況 作 增 減 )highsum 與 lowsum 分 別 是 指 ST 段 上 升 波 形 個 數 與 ST 段 下 降 波 形 個 數, 如 果 11 個 波 形 之 中 highsum 與 lowsum 之 一 有 8 個 波 形 異 常 便 以 此 判 斷 為 前 必 急 性 活 是 後 璧 急 性 3.2.5 程 式 說 明 圖 3.2.16 斜 率 取 得 26
圖 3.2.17 PQRST 點 取 得 27
圖 3.2.18 判 別 條 件 28
第 四 章 結 果 硬 體 方 面 可 以 將 單 一 類 比 訊 號 經 由 AD 轉 換 儲 存 記 憶 體 中, 再 由 記 憶 體 讀 取 至 電 腦, 但 還 是 有 部 份 資 料 流 失, 造 成 失 真 軟 體 部 分 經 由 各 種 條 件 判 斷, 在 不 斷 修 正 之 後. 由 線 上 資 料 庫 的 資 料 進 行 測 試, 辨 識 率 有 達 85% 以 上. 29
參 考 文 獻 [1] 多 功 能 生 理 量 測 智 慧 衣 研 製 http://www.rdo.fcu.edu.tw/ord/excellentresearch/excellentresearch_smartsh irt.html [2] 線 上 QRS 波 心 電 圖 病 歷 資 料 庫 http://www.physionet.org/cgi-bin/chart [3] 趙 春 棠 編 著,PIC 單 晶 片 學 習 秘 笈, 二 版, 台 北 縣, 全 威 圖 書,2002 [4] 野 雅 彥 著, 白 中 和 譯, 記 憶 器 IC 實 踐 活 用 法, 一 版, 台 北 縣, 建 興 文 化, 2003 [5] 何 信 龍, 李 雲 銀 編 著,PIC16F87X 快 速 上 手, 全 華 科 技,2000 [6] 施 慶 隆 編 著,PIC16F87X 微 控 制 器 原 理 實 習 與 專 題 應 用, 全 華 科 技,2001 [7] 許 永 和 編 著, 介 面 設 計 與 實 習 使 用 LabVIEW, 全 華 科 技,2004 [8] 惠 汝 生 編 著,LabVIEW7.1Express 圖 控 程 式 應 用 含 自 動 量 測 及 硬 體 應 用, 全 華 科 技,2005 [9] 謝 勝 治, 陳 璋 琪 編 著,LabVIEW 應 用 篇, 全 華 科 技,2002 [10] 楊 記 柳, 心 電 圖 之 判 讀 之 快 速 學 習 法, 徐 氏 基 金 會 出 版,1998 [12] 陳 宏 昇, 黃 寺 憲, 具 生 理 回 饋 監 測 之 個 人 數 位 助 理 研 製, 自 動 控 制 工 程 學 士 專 題 論 文, 逢 甲 大 學,2004 [13] 張 文 博, 心 電 圖 精 萃, 科 學 技 術 文 獻 出 版, 科 學 文 獻,1998 30