專利名稱：動(dòng)態(tài)智能心電監(jiān)護(hù)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)智能心電監(jiān)護(hù)儀，特別適用于醫(yī)院和家庭對(duì)心律失常病人進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和報(bào)警監(jiān)護(hù)。
目前國內(nèi)外用于心電圖分析的儀器，大都線路比較復(fù)雜，并配以專用微機(jī)、打印機(jī)等，因此成本較高，體積較大，不便推廣普及。而且國內(nèi)大部分心電分析儀對(duì)心電的診斷也都不是實(shí)時(shí)的，如中國專利“心電電腦分析儀”(CN86200317U)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)π碾娦盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和報(bào)警、并且體積小、成本低、功能齊全的動(dòng)態(tài)智能心電監(jiān)護(hù)儀。
本實(shí)用新型是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的它的硬件電路由心電信號(hào)放大電路，濾波電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、聲音報(bào)警電路、顯示電路組成。心電信號(hào)放大電路是由集成電路U和U組成的具有高輸入阻抗和高共模仰制比的數(shù)據(jù)放大器。濾波電路是由集成電路U和阻容元件組成的無過沖響應(yīng)的復(fù)合濾波器。
軟件由采樣程序、限頻 波程序、診斷報(bào)警程序、信號(hào)發(fā)送程序組成。都已固化在單片機(jī)的EPROM中。
其工作原理如下心電路信號(hào)經(jīng)過導(dǎo)聯(lián)送到心電路信號(hào)放大器進(jìn)行放大，本放大器的輸入級(jí)是由場(chǎng)效應(yīng)管組成的，故輸入阻抗高。同時(shí)本放大器的共模仰制比大于80db(20周時(shí)測(cè)試)，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。由于心電信號(hào)是雙極性的，而A／D轉(zhuǎn)換是單極性的，本放大器可以通過零點(diǎn)電位調(diào)整，來保證心電信號(hào)不失真。并且具有抗基線漂移的性能。被放大的心電信號(hào)送至濾波電路，主要濾去50周和高頻干擾。然后，信號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)采樣進(jìn)入內(nèi)存。單片機(jī)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波后，由診斷報(bào)警程序執(zhí)行實(shí)時(shí)分析處理。如心律正常，顯示電路顯示心律數(shù)，如為非正常心律，則顯示心律失常的分類號(hào)，同時(shí)蜂鳴器響。
本實(shí)用新型也可通過調(diào)頻發(fā)射電路，用無線方式把報(bào)警信號(hào)發(fā)給佩帶接收機(jī)是護(hù)理人員。
本實(shí)用新型也可以置為記錄心電信號(hào)狀態(tài)，通過有線或無線方式發(fā)送自適應(yīng)DPCM碼心電信號(hào)，由收錄機(jī)接收，經(jīng)重放儀回放。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步祥述


圖1為實(shí)用新型的原理框圖圖2為心電信號(hào)放大電路原理圖圖3為濾波電路原理圖圖4為調(diào)頻發(fā)射電路原理圖圖5為重放儀的單片機(jī)解調(diào)電路和D／A轉(zhuǎn)換電路原理圖圖6為重放儀整形電路原理圖圖7為重放儀的輸出放大電路原理圖在圖2中，數(shù)據(jù)放大器是由U1、U2、R1－12、C1－4、W1組成的。圖中U是兩個(gè)對(duì)稱的放大器。為了適應(yīng)A／D轉(zhuǎn)換器的單極性，可通過放大器U進(jìn)行零點(diǎn)電位調(diào)整，具體通過調(diào)整W來實(shí)現(xiàn)。由電極引來的心電信號(hào)接放大器的輸入端A、B、C。放大器的輸出端D接濾波電路的輸入端E。圖中，R 、R 為10K、R 、R 、R為4.7M、R 為100K、R 為33K、W 為47K、C 為240PF、C 為1uf、U為L(zhǎng)M353、U為L(zhǎng)M351。
在圖3中，復(fù)合濾波器是由U3、R13－17、C5－8組成的，它濾除了50周和高頻干擾，并且無過充響應(yīng)，使心電信號(hào)不至被高噪聲淹沒，為單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理提供了保證。圖3中，U為L(zhǎng)M324，R13、R15、R17為5.6KΩ，R14為56KΩ，R16為820KΩ，C5、C8為0.1uF，C6－7為0.047uF。
濾波器的輸出端F接A／D轉(zhuǎn)換器，A／D轉(zhuǎn)換器的輸出由單片機(jī)采樣進(jìn)入內(nèi)存。單片機(jī)可采用8749。心電信號(hào)采樣速率為200次／秒，由于8749僅有2K程序儲(chǔ)器和128個(gè)RAM，資源是有限的，為解決此問題，程序中僅存的心電信號(hào)的QRS波群點(diǎn)，實(shí)時(shí)采樣實(shí)時(shí)判斷R頂點(diǎn)，僅存放有用點(diǎn)的信號(hào)供分析之用。
8749也可用8039外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器至64K，可以將出現(xiàn)異常情況時(shí)的心電波形記錄在計(jì)算機(jī)RAM中，經(jīng)過回放供醫(yī)生分析。
為了準(zhǔn)確的判病，對(duì)數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行系列予處理，首先由限頻 波程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，濾去50周及較小的肌電干擾，而后去漂移，漂移太大歸“零”處理。
QRS波群的檢出是診斷的基礎(chǔ)，本實(shí)用新型是采用隔點(diǎn)斜率為判據(jù)，并以上一次斜率作為自適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以減少干擾。為了確定QRS波群的寬度，本實(shí)用新型采用了積分求和的方法，這種方法的好處是抗干擾能力強(qiáng)。用這種方法計(jì)算，轉(zhuǎn)析點(diǎn)處不再分段處理，是檢出QRS波寬度的一種又快又可靠的方法。
本監(jiān)護(hù)儀對(duì)心動(dòng)過緩、過速的上下限值可根據(jù)臨床由使用者自行設(shè)定，各種報(bào)警可根據(jù)需要而加以仰制，各種報(bào)警信號(hào)由顯示電路顯示，可由液晶顯示，也可由數(shù)碼管顯示。同時(shí)由聲音報(bào)警進(jìn)行音響報(bào)警，聲音報(bào)警電路由放大器和蜂鳴器組成。
在圖4中，調(diào)頻發(fā)射電路由BG1、R18－22、L0、L1－2、C9－12組成，由單片機(jī)的P27來的數(shù)字信號(hào)加到BG1的基報(bào)進(jìn)行頻率調(diào)制。發(fā)射信號(hào)可以是報(bào)警信號(hào)，也可是采用自適應(yīng)DPCM碼的心電信號(hào)，這種編碼形式直接用錄音機(jī)錄制時(shí)，心電信號(hào)的幅度和時(shí)間不受帶速的影響。DPCM碼為增量脈沖碼調(diào)制，把原來的8位碼壓縮為5位碼。
圖4中，R18為20KΩ，R19為1MΩ，R 為51KΩ，R21為10KΩ，R22為1KΩ，C9－10為1000PF，C11為10PF，C12為2.4PF，L1－2為12uH，BG1為3DG11D。
圖5－7為重放儀電路原理圖，由收錄機(jī)來的自適應(yīng)DPCM碼調(diào)頻信號(hào)，由整形電路(圖6)整形，整形輸出至單片機(jī)解調(diào)電路和D／A轉(zhuǎn)換電路(圖5)的下端，由軟件實(shí)現(xiàn)解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器至輸出放大級(jí)(圖6)，輸出放大級(jí)輸出至示波器，達(dá)到重放的目的。
圖6整形電路由LM339、R25－36、R35、D1－3、74LS00組成。LM339為比較器，由收錄機(jī)來的信號(hào)只要大于D1、D2的閥值，則都能很好的整形，變?yōu)橐?guī)則的方波。74LS00的作用是由單片機(jī)控制決定輸入信號(hào)的相位。
圖5為單片機(jī)解調(diào)電路及D／A轉(zhuǎn)換電路，它由U4(CPU8039)、U7(EPROM2716)、U5(CTC／PIO8155)、總線碼動(dòng)U8(74LS273)、D／A轉(zhuǎn)換器U6(DACO832)組成。8039和2716組成單片機(jī)電路，擴(kuò)展8155是為了使用8155的定時(shí)器，以提高精度。
圖5中，晶體SJZ、C13－15組成時(shí)鐘電路。BG2為反相器。
圖7的輸出放大電路是由LM324、R31－34、C16組成。D／A轉(zhuǎn)換器的輸出接放大器的輸入，放大器的輸出接示波器。
重放儀與收錄機(jī)和示波器配合使用可重放心電信號(hào)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)心律失常病人進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和實(shí)時(shí)報(bào)警。能準(zhǔn)確地自動(dòng)識(shí)別九種異常心律，即能對(duì)停博、傳導(dǎo)阻滯、室性早博、室上性早博、心律過緩、室上性心動(dòng)過速、室性心動(dòng)過速、室性逸博、室上性逸博進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，同時(shí)它可用普通錄音機(jī)記錄心電信號(hào)，也可用帶調(diào)頻的收錄機(jī)用無線方式記錄心電信號(hào)，回放后供醫(yī)生分析用。也可用無線報(bào)警，因此功能比較齊全。它還具有體積小，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)態(tài)智能心電監(jiān)護(hù)儀，它包括有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、顯示電路，其特征在于它還包括有a、單片機(jī)和聲音報(bào)警電路；b、心電信號(hào)放大電路，它是由集成電路U1和U2組成的具有高輸入阻抗和高共模仰制比的數(shù)據(jù)放大器；c、濾波電路，它是由集成電路U3和阻容元件組成的無過沖響應(yīng)的復(fù)合濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)護(hù)儀，其特征在于它還可以具有一個(gè)用于發(fā)射報(bào)警信號(hào)和采用DPCM碼的心電信號(hào)的調(diào)頻電路，調(diào)頻發(fā)射電路的輸入端接單片機(jī)，它是由BG1、R18－22、C9－12、L0L1－2組成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)護(hù)儀，其特征在于它具有一個(gè)由整形電路、解調(diào)器、D／A轉(zhuǎn)換器、輸出放大器組成的重放儀，解調(diào)器是由8039和2716組成的單片機(jī)解調(diào)電路，實(shí)現(xiàn)軟件解調(diào)，重放儀與收錄機(jī)和示波器配合使用可重放心電信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)護(hù)儀，其特征在于采樣程序、限頻 波程序、診斷和報(bào)警程序、信號(hào)發(fā)送程序固化在單片機(jī)的EPROM中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)智能心電監(jiān)護(hù)儀。它是由心電信號(hào)放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、聲音報(bào)警電路、顯示電路、調(diào)頻發(fā)射電路及重放儀組成。本監(jiān)護(hù)儀能及時(shí)準(zhǔn)確地自動(dòng)識(shí)別九種異常心律，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。并能以無線方式向護(hù)理人員報(bào)警，對(duì)不需監(jiān)視的異常心律可抑制報(bào)警。也可用普通錄音機(jī)記錄心電信號(hào)、或用帶調(diào)頻的收錄機(jī)用無線方式記錄心電信號(hào)，回放后供醫(yī)生分析用。該儀器具有實(shí)時(shí)診斷，實(shí)時(shí)報(bào)警、體積小、功能全、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B5/02GK2036404SQ88206779
公開日1989年4月26日 申請(qǐng)日期1988年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月4日
發(fā)明者耿肇英, 谷明, 譚功泉, 尹振敏 申請(qǐng)人:河北省電子技術(shù)研究所