CN1030014A

CN1030014A - 计算机多通道动态心电心率测定分析仪

Info

Publication number: CN1030014A
Application number: CN 87104438
Authority: CN
Inventors: 钟添发; 王培勇
Original assignee: WUHAN GYMNASTIC COLLEGE
Current assignee: WUHAN GYMNASTIC COLLEGE
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1989-01-04

Abstract

本发明涉及一种测量和记录心电心率的仪器，特别是一种计算机多通道动态心电心率测定分析仪，由心电心率发射器、心电心率信号接收机、心电心率信号解调器、滤波器、计算机接口、计算机等组成。它可同时对多人(或动物)进行动态心电心率的无线遥测，并迅速准确地用计算机绘制出心电图和心率曲线，还可对心电心率异常情况报警。它在运动遥测、医疗监护、航天和潜水、特殊环境的劳动保护和动物考察等领域都具有实用价值。

Description

本发明涉及一种测量和记录心电心率的仪器，特别是适用计算机进行多通道动态心电心率测定分析仪。

现有技术对心电心率的测量，是采用带有探头的心电图机进行的，其工作方式是，将探头置于肢体或躯体的一定部位，通过导线将探头接收到的心电心率信号输入到心电图机，经过处理，把心电心率信号转换成机械信号，并将其记录下来，这就是心电图，随后由人工根据记录的心电图测算出心率。由于该机是通过有线方式进行测量，一般无法获得人的动态心电图，同时靠人工测算心率误差大，不及时，而且心电图机结构复杂，又不能自行进行数据处理，比较分析。日本的PU-701、DE-2000型手表式脉率计以及其它国家的某些“数字心跳仪”具有体积小，测试灵敏，能随时进行动态测量的优点，但也有不足，如日本的产品只能自控，不能它控，而数字心跳仪对测得的心率信号不能进行模拟转换和用计算机处理，它们的抗干扰能力差，不能进行心率遥测。

本发明的目的就是针对上述不足，提供一种同时对多人进行心电心率动态进行测定、记录和数据统计处理的计算机多通道动态心电心率测定分析仪。

本发明的技术解决方案是，采用心电心率发射器，把拾取的人体心电心率信号，经过二次调频，调制成一定频率的无线电波向外发射，心电心率信号接收机收到该信号经过第一次解调后，传送到心电心率信号解调器，进行第二次解调，又经过滤波器，得到一个较清晰的心电心率模拟信号，该信号输入到计算机接口电路的模数转换器后，经转换得到的数字信号输入到计算机处理器，用计算机存储、打印和显示各路心电图，进行心率统计计算，绘制心率曲线。

本发明的优点是，可以对多人（或动物）进行实时动态心电、心率的无线遥测，解决了长期以来不能动态遥测心电图的难题，突破了用机械方法绘制心电图的模式，大大缩短了采集信息的时间，提高了抗干扰的能力，从而迅速准确地用计算机绘制出心电图和心率曲线，可同时对25人（或动物）进行监测。它应用的功耗低的直流电源，使整套仪器完全摆脱对交流电的依赖，具有机动灵活、适用范围广的特点。本仪器大量采用集成电路，缩小了仪器的体积，降低了成本，提高了可靠性。它在运动遥测、医疗监护、航天和潜水、特殊环境的劳动保护和动物考察等领域都具有较高的实用价值。

图1，本发明的系统方框图。

图2，本发明的心电心率发射器原理图。

图3，本发明的心电心率信号解调器、滤波器的原理图。

图4，本发明具有八个通道时的计算机接口电路原理图。

图5，计算机程序框图。

下面结合附图，本发明的实施例。

图1，本发明由心电心率发射器、心电心率接收机、心电心率信号解调器、滤波器、计算机接口和计算机五部分组成。

图2，电极拾取被测试者心电心率信号，通过A、B两点，送往由集成电路芯片CD1、电阻R2、R3和电容C2、C3组成的运算放大器，经放大1000倍后，送往由CD₂芯片、电容C₄和电阻R₄组成的压控振荡器，利用心电心率信号控制调频输出，实现副载波。被心电心率信号调制的音频调频信号，经过R₅被送往由晶体管T、电容C₉、C₁₀、电阻R₇、R₈、R₉、和电感L₁和L₂组成的超高频振荡器进行第二次调频，这时，载波信号频率可在88～108兆赫中按需要调制。这样，经过两次调频的信号经线圈L₁向外辐射。该发射器电源用钮扣电池串联成7～9V的直流电源。

图3，当经过两次调频处理含有心电心率信号的无线电波被调频接收机收到后，接收机里的解调电路进行第一次解调，解调后信号在接收机的输出端经传输电容C₁，被送到由CD₃芯片、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和电容C₂、C₃组成的心电心率信号解调器中，进行第二次解调，从而解调出原心电心率信号、调整C₃、R₃（或用电子开关变换C₃和R₃的数值），就可对具有不同频率的副载波信号进行解调，以达到最佳解调效果和用频分法实现多通道采集。

在心电信号的采集和传输过程中，难免有各种干扰信号混入，因此在解调器后，设置了由四个运算放大器组成的八阶低通滤器，其工作频率为100赫之。第一个二阶低通滤波器由芯片CD₄、电阻R₆、R₇、R₈和电容C₅、C₆组成，其它三个二阶低通滤波器，电路结构一样，只是电阻、电容数值不同。电阻R₉、R₁₂和R₁₅把四个二阶低通滤波器连接成八阶低通滤波器，对干扰信号进行衰减。这样，经过二次解调后的心电心率信号，通过电容C₄，进入八阶低通滤波器，使干扰信号被滤掉或大大衰减，从而在滤波器输出端F得到一个较清晰的心电模拟信号。

图3中，由CD₈芯片和电阻R₁₈、R₁₉和滤波电容C₁₃、C₁₄组成的电路，将单电源变为双电源，以适应调频接收机、解调器、滤波器和计算机接口对单双电源的不同要求。

图4，ADC芯片是八个低通的模数转换器，转换时间小于105μs，它把从F点输入的心电模拟信号，转变为数字信号。ADC芯片同 RD、 WR、计算机数据总线DBUS、A₀～A₁₅、计算机总线连接组成计算机接口电路。这里计算机的A₀、A₁和A₂，组成通道选择译码电路、对八个通道中任一路信号进行选择。当某路心电模拟信号，按计算机的指令，输入到模数转换器后，经过模数转换，把得到的数字信号输入计算机，然后按图5所示的计算机处理程序，进行数据处理，用计算机存储、打印和显示各路心电图，进行心率统计计算，绘制心率曲线，还可按计算机程序对心电、心率异常值进行报警。如将通道选择译码电路扩展，可同时处理八路以上乃至100路以下的信号。

本发明实现多通道有两种电路：其一是时分电路，它是每一个通道配备心电心率发射器、接收机、解调器、滤波器各一个，而计算机接口电路和计算机处理器是各通道公用的。各通道从滤波器采集到的心电心率模拟信号，依次输入到模数转换器，经转换得到的多路数字信号，分别存入计算机内存的不同单元，以便计算机处理器先后显示、打印、统计出各个通道的心电心率测试结果。其二是频分电路，除心电心率发射器是一个通道有一个外，其余电路均是公用的。这时各个通道的心电心率发射器，具有不同的R₄阻值，从而发射出主载波相同而副载波各异的不同通道的心电心率无线电信号。这时只增加一只电子开关，用来同时改变解调器R₃的阻值和接通该通道输入到模数转换器的电路。这样，接收机收到各通道的心电心率信号后，经第一次解调，输入到心电心率信号解调器，可按计算机指令，电子开关接通欲测通道的R₃上，计算机上就可以显示、打印、统计出该通道的心电心率测试结果。用同样的方法，其它通道的心电心率信号，也都可测定出来。

Claims

1、一种计算机多通道动态心电心率测定分析仪，有调频接收机、计算机，其特征在于采用了心电发射器、心电信号解调器、滤波器和带有模数转换器的计算机接口。

2、根据权利要求1所述的计算机多通道动态心电心率测定分析仪，其特征在于，心电发射器采用了集成电路，其载频信号频率范围88～108MHz。

3、根据权利要求1或2所述的计算机多通道动态心电心率测定分析仪，其特征在于，心电发射器采用二次调频载波电路。

4、根据权利要求3所述的计算机多通道动态心电心率测定分析仪，其特征在于，心电信号解调器、滤波器，采用了八阶低通滤波电路。

5、根据权利要求1或2所述的计算机多通道动态心电心率测定分析仪，其特征在于，使用的计算机为袖珍计算机。