创新训练项目申请书 成版1.doc

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 日北京林业大学一、项目基本情况项目简介项目名称基于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申请经费（元）11700元起止年月2014年5月至 2015 年3月主持人姓 名性别学号专业年级联系电话电子邮箱陈文静女131114133电子信息科学与技术13269882797326388347项目组其他成员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李筱雅女131114127电子信息科学与技术理学院心率监护软件指导教师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联系电话62338136电子邮箱二、项目立项依据（一）项目研究意义（限300字） 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、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。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）三、项目研究内容（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。（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. 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。四、项目实施方案（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. 模拟电子技术，数字电子技术学科基础；3. protel DXP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 DXP 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（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；五、项目研究基础（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。六、项目特色、创新点及预期成果（一）项目的特色与创新点（限300字）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。附录：项目经费预算支出科目预算金额（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