CN111616698A - 一种动态心电记录器导联异常处理电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态心电记录器导联异常处理电路，包括动态心电记录器、导联脱落检测装置、心电放大滤波电路、N导联脱落检测电路、备用右脚驱动电压切换到C3导联电路和R/L导联脱落检测和切换电路；导联脱落检测装置采用直流检测导联脱落的方式；心电放大滤波电路的极化保护电压设置为±400mV；备用右脚驱动电压切换到C3导联电路通过导联脱落检测装置实现与备用右脚驱动电压的接通或切断；R/L导联脱落检测和切换电路通过导联脱落检测装置实现中心电位的切换；本发明抗干扰能力强，可以保证整个动态心电图检查的有效性，不会影响临床病情分析和诊断，节省了医生和患者的时间。

Description

一种动态心电记录器导联异常处理电路

技术领域

本发明涉及动态心电记录器技术领域，特别地是一种动态心电记录器导联异常处理电路。

背景技术

动态心电记录器是一种长时间监测病人在日常生活中的心电变化的设备，能随身携带并连续记录病人24小时以上的心电信号，再送到计算机进行辅助分析，是临床分析病情、确立诊断、判断疗效重要的手段之一。

动态心电记录器在人体随身携带过程中经常受到各种噪音的干扰，其中比较典型的几种噪音为基线漂移、电极接触噪音、电源线干扰、电极脱落、肌电干扰等，医学工程人员针对来源不同的、特点不同的各种噪音信号，采用不同的处理方法，在动态心电导联体系中，例如12导联标准体系中有R、L、F、N、C1、C2、C3、C4、C5、C6共10根线，其中N并不参与采集，医学工程人员就是通过N提供给人体一个驱动信号，提高了整个心电采集放大电路的抗干扰能力，对于抑制基线漂移、电极接触噪音、电源线干扰等起到很关键的作用。

在人体随身携带过程中，会出现以下多种情况导致导联异常现象发生：1)由于人体的移动或者拉扯等因素会导致导联线脱落或者接触不良；2)医院使用的一次性电极片放置过久电极片的，导电胶干了失去粘性，导致接触不良；3)夏天过热人体出汗，部分电极片的导电胶与汗液接触后失去粘性，也会导致电极片接触不良；4)导联线某根线损坏而导致信号异常。以上这些情况都是动态心电记录器在实际使用过程中出现的，很难避免，一旦出现这种情况，患者是没有能力判断出导联出现状况，所以经常是动态心电记录器采集完24小时后，数据通过计算机回放，发现采集的波形都是噪音无法进行分析，此时使用者只能让患者再检测24小时，会耗费医生和患者的时间，甚至导致患者严重不配合。

在通过调查汇总，动态心电记录器导联发生异常时，出现一根线掉的概率比较高，动态心电图检查的主要意义是判断患者的心律失常、发现猝死的潜在因素、诊断缺血性心脏病、检测工人起搏器的运行状态等，如果只出现一根线掉，针对不同位置导联异常情况进行处理，是可以保证整个动态心电图检查的有效性，不会影响临床病情分析和诊断，无需患者再检测一次动态心电图，节省了医生和患者的时间，有利于缓解医患关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗干扰能力强，可以保证整个动态心电图检查的有效性，不会影响临床病情分析和诊断，节省了医生和患者的时间，有利于缓解医患关系的动态心电记录器导联异常处理电路。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种动态心电记录器导联异常处理电路，包括：

动态心电记录器，所述动态心电记录器用于采集心电波形；

导联脱落检测装置，所述导联脱落检测装置与所述动态心电记录器电连接；所述导联脱落检测装置采用直流检测导联脱落的方式；

心电放大滤波电路，所述心电放大滤波电路与所述导联脱落检测装置电连接；所述心电放大滤波电路的极化保护电压设置为±400mV；

N导联脱落检测电路，所述N导联脱落检测电路与所述导联脱落检测装置电连接；所述N导联脱落检测电路的导联N输出直流电压设置为VCC/2；

备用右脚驱动电压切换到C3导联电路，所述备用右脚驱动电压切换到C3导联电路通过所述导联脱落检测装置实现与备用右脚驱动电压的接通或切断；

R/L导联脱落检测和切换电路，所述R/L导联脱落检测和切换电路通过所述导联脱落检测装置实现中心电位的切换。

进一步地，所述导联脱落检测装置包括单片机、模数转换器和运算放大器；所述单片机分别与所述模数转换器和所述运算放大器电连接。

进一步地，所述备用右脚驱动电压切换到C3导联电路包括导联C3和第一控制开关；所述第一控制开关与所述单片机电连接；所述N导联脱落检测电路判断出N导联脱落；所述单片机控制所述第一控制开关将备用右脚驱动电压接通导联C3；所述N导联脱落检测电路判断出N导联重新接好后切断备用右脚驱动电压与导联C3的连接，所述导联C3连接到所述心电放大滤波电路的正向输入端。

进一步地，所述R/L导联脱落检测和切换电路包括导联R、导联L和第二控制开关；所述第二控制开关与所述单片机电连接；当导联R脱落时，所述单片机判断所述导联R脱落后，所述单片机控制所述第二控制开关将导联L射随电路切换到导联R的射随电路输出端；当导联R重新接触良好后，所述单片机判断所述导联R接入，将中心电位点由导联L切换为导联R。

进一步地，所述心电放大滤波电路的正向输入端连接下拉电阻，并连接到备用右脚驱动电压上；所述心电放大滤波电路的负向输入端和输出端相连。

进一步地，所述动态心电记录器的导线R、L、F、C1、C2、C3、C4、C5、C6的心电信号叠加在于VCC/2；所述导联N串联有第一电阻。

进一步地，所述备用右脚驱动电压串联第二电阻连接到所述导联C3上。

进一步地，所述备用右脚驱动电压的直流电压为VCC/2-0.35V。

进一步地，所述下拉电阻的阻值为44MΩ。

进一步地，所述第一电阻的阻值为10KΩ；所述第二电阻的阻值为200KΩ。

本发明的有益效果：

1.动态心电记录器由于体积小，不适合采用交流脱落检测方法，本发明采用直流检测导联脱落的方式，电路增加器件不多。

2.现有技术心电放大电路前端一般上拉或者下拉接到VCC或者GND，当出现导联脱落等异常时其运算放大器会出现运放饱和现象，当导联N脱落后，所有导联都会出现运放饱和，无法采集心电波形。本发明动态心电记录器的心电放大滤波电路极化保护电压由±300mV增加到±400mV，心电放大电路前端接下拉44MΩ电阻接到备用右脚驱动电压上，备用右脚驱动电压的直流电压为VCC/2-0.35V，不会出现运放饱和现象。当导联N脱落后，动态心电记录器还会采集到心电波形。

3.当单片机判断出导联N出现脱落异常后，单片机通过控制第一控制开关，将备用右脚驱动电压VCC/2-0.35V串联阻值为200KΩ的第二电阻接到导联C3上，人体得到直流驱动电压后，动态心电记录器的抗干扰能力得以恢复，进一步提高了动态心电记录器的抗干扰能力。

4.单片机判断导联N重新贴上后，单片机将控制第一控制开关，切断备用右脚驱动电压VCC/2-0.35V与导联C3连接，导联N重新作为右脚驱动电极。动态心电记录器可以继续采集到心电波形。

5.本发明没有采用威尔逊等边三角形电阻网络为基础的前端电路，以导联R作为中心电位，当导联R脱落时，单片机判断脱落后，将导联L射随电路切换到导联R的射随电路输出端，因此所有导联的中心电位变为L，从而能保证部分心电导联信号正常。当导联R重新接触良好后，单片机判断导联R接入，将中心电位点由导联L切换为导联R，保证心电导联信号正常。

附图说明

图1为本发明实施例R导联脱落检测电路结构示意图；

图2为本发明实施例N导联脱落检测电路结构示意图；

图3为本发明实施例备用右脚驱动电压切换到C3导联电路结构示意图；

图4为本发明实施例R/L导联脱落检测和切换电路结构示意图；

图5为本发明实施例人体动态导联图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、上端、下端、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图5所示，一种动态心电记录器导联异常处理电路，包括：

动态心电记录器，所述动态心电记录器用于采集心电波形；

导联脱落检测装置，所述导联脱落检测装置与所述动态心电记录器电连接；所述导联脱落检测装置采用直流检测导联脱落的方式；

心电放大滤波电路，所述心电放大滤波电路与所述导联脱落检测装置电连接；所述心电放大滤波电路的极化保护电压设置为±400mV；需要说明的是，动态心电记录器的心电放大滤波电路极化保护电压由±300mV增加到±400mV，使当心电放大滤波电路所用运算放大器出现±350mV的极化电压时，运算放大器不出现饱和放大的现象。

N导联脱落检测电路，所述N导联脱落检测电路与所述导联脱落检测装置电连接；所述N导联脱落检测电路的导联N输出直流电压设置为VCC/2；

备用右脚驱动电压切换到C3导联电路，所述备用右脚驱动电压切换到C3导联电路通过所述导联脱落检测装置实现与备用右脚驱动电压的接通或切断；

R/L导联脱落检测和切换电路，所述R/L导联脱落检测和切换电路通过所述导联脱落检测装置实现中心电位的切换。

具体的，本实施例方案中，所述动态心电记录器的导线R、L、F、C1、C2、C3、C4、C5、C6的心电信号叠加在于VCC/2；所述导联N串联有第一电阻。

具体的，本实施例方案中，所述导联脱落检测装置包括单片机、模数转换器和运算放大器；所述单片机分别与所述模数转换器和所述运算放大器电连接。

参考图2，需要说明的是，导联N脱落判断方法：导联N又称之为右脚驱动电极，本发明中导联N输出直流电压为VCC/2，导线R、L、F、C1、C2、C3、C4、C5、C6的心电信号会叠加在VCC/2，由于心电电极片的极化电压存在，在心电放大滤波电路所用运算放大器的输入端出现的信号在VCC/2±300mV以内，当导联N出现脱落异常后，单片机会判断出其他所有导联脱落，此时有2种可能性，1)至少导联N是处于脱落异常状态；2)导联N正常，其他所有导联都掉。对于第二种情况，所有导联信号都是干扰，已经没有任何采集意义了，而且第一种情况应该是更容易出现，所以单片机通过所有导联脱落判断为导联N处于脱落异常状态。

参考图3，具体的，本实施例方案中，所述备用右脚驱动电压切换到C3导联电路包括导联C3和第一控制开关；所述第一控制开关与所述单片机电连接；所述N导联脱落检测电路判断出N导联脱落；所述单片机控制所述第一控制开关将备用右脚驱动电压接通导联C3；所述N导联脱落检测电路判断出N导联重新接好后切断备用右脚驱动电压与导联C3的连接，所述导联C3连接到所述心电放大滤波电路的正向输入端。

具体的，本实施例方案中，所述备用右脚驱动电压的直流电压为VCC/2-0.35V。

具体的，本实施例方案中，所述第一电阻的阻值为10KΩ；所述第二电阻的阻值为200KΩ。

需要说明的是，当单片机判断出导联N出现脱落异常后，导线R、L、F、C1、C2、C3、C4、C5、C6的心电信号会叠加在VCC/2-0.35V，动态心电记录器还会采集到心电波形，但是由于导联N脱落，基线漂移、电极接触噪音、电源线干扰等干扰都会很大，所以有必要通过其他临床诊断意义相对较低的导联重新提供驱动直流电压。单片机通过控制第一控制开关，将备用右脚驱动电压VCC/2-0.35V串联阻值为200KΩ的第二电阻接到导联C3上，连接到心电放大电路的正向输入端，心电放大滤波电路的负向输入端和输出端相连，起到一个电压跟随器的作用。人体得到直流驱动电压后，动态心电记录器的抗干扰能力得以恢复，其他现有产品没有此设计。

判断导联N重新贴上方法：直流驱动电压VCC/2-0.35V串联阻值为200KΩ的第二电阻接到导联C3上，当导线N重新接触良好后，导联N直流电压为VCC/2，且串联电阻只有阻值为10KΩ的第一电阻，人体阻抗透过电极片导电液后不足10KΩ，那么出现在其他导联的电压在VCC/2±300mV以内，单片机可以判断出导联N贴上。当判断导联N重新贴上后，单片机控制第一控制开关，切断备用右脚驱动电压VCC/2-0.35V与导联C3连接。

参考图4，具体的，本实施例方案中，所述R/L导联脱落检测和切换电路包括导联R、导联L和第二控制开关；所述第二控制开关与所述单片机电连接；当导联R脱落时，所述单片机判断所述导联R脱落后，所述单片机控制所述第二控制开关将导联L射随电路切换到导联R的射随电路输出端；当导联R重新接触良好后，所述单片机判断所述导联R接入，将中心电位点由导联L切换为导联R。需要说明的是，本发明没有采用威尔逊等边三角形电阻网络为基础的前端电路，以导联R作为中心电位，当导联R脱落时，单片机判断脱落后，将导联L射随电路切换到导联R的射随电路输出端，这样所有导联的中心电位变为L，从而能保证部分心电导联信号正常。当导联R重新接触良好后，单片机判断导联R接入，将中心电位点由导联L切换为导联R。

具体的，本实施例方案中，所述心电放大滤波电路的正向输入端连接下拉电阻，并连接到备用右脚驱动电压上；所述心电放大滤波电路的负向输入端和输出端相连。需要说明的是，心电放大滤波电路的负向输入端和输出端相连，起到一个电压跟随器的作用。

具体的，本实施例方案中，所述备用右脚驱动电压串联第二电阻连接到所述导联C3上。

参考图1，具体的，本实施例方案中，所述下拉电阻的阻值为44MΩ。需要说明的是，采用直流检测导联脱落的方式，心电放大滤波电路前端接阻值为44MΩ的下拉电阻，接到备用右脚驱动电压上，该下拉直流电压为VCC/2-0.35V，当出现导联脱落等异常时，运算放大器输出端电压为VCC/2-0.35V，通过模数转换器采集到电压值，单片机通过数字比较判断为该根线脱落。没有采用直流电压为VCC或者地，是为了保证心电放大滤波电路所用运算放大器不出现饱和放大，同时由于高于极化保护电压±300mV，出现极化保护电压±300mV时，保证不被误报为导联异常。

本发明采用直流检测导联脱落的方式，电路增加器件不多。解决了动态心电记录器由于体积小，不适合采用交流脱落检测方法的技术问题；现有技术心电放大电路前端一般上拉或者下拉接到VCC或者GND，当出现导联脱落等异常时其运算放大器会出现运放饱和现象，当导联N脱落后，所有导联都会出现运放饱和，无法采集心电波形。本发明动态心电记录器的心电放大滤波电路极化保护电压由±300mV增加到±400mV，心电放大电路前端接下拉44MΩ电阻接到备用右脚驱动电压上，备用右脚驱动电压的直流电压为VCC/2-0.35V，不会出现运放饱和现象。当导联N脱落后，动态心电记录器还会采集到心电波形。

本发明中，当单片机判断出导联N出现脱落异常后，单片机通过控制第一控制开关，将备用右脚驱动电压VCC/2-0.35V串联阻值为200KΩ的第二电阻接到导联C3上，人体得到直流驱动电压后，动态心电记录器的抗干扰能力得以恢复，进一步提高了动态心电记录器的抗干扰能力。单片机判断导联N重新贴上后，单片机将控制第一控制开关，切断备用右脚驱动电压VCC/2-0.35V与导联C3连接，导联N重新作为右脚驱动电极。动态心电记录器可以继续采集到心电波形。

本发明没有采用威尔逊等边三角形电阻网络为基础的前端电路，以导联R作为中心电位，当导联R脱落时，单片机判断脱落后，将导联L射随电路切换到导联R的射随电路输出端，因此所有导联的中心电位变为L，从而能保证部分心电导联信号正常。当导联R重新接触良好后，单片机判断导联R接入，将中心电位点由导联L切换为导联R，保证心电导联信号正常。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于，包括：

动态心电记录器，所述动态心电记录器用于采集心电波形；

导联脱落检测装置，所述导联脱落检测装置与所述动态心电记录器电连接；所述导联脱落检测装置采用直流检测导联脱落的方式；

心电放大滤波电路，所述心电放大滤波电路与所述导联脱落检测装置电连接；所述心电放大滤波电路的极化保护电压设置为±400mV；

N导联脱落检测电路，所述N导联脱落检测电路与所述导联脱落检测装置电连接；所述N导联脱落检测电路的导联N输出直流电压设置为VCC/2；

备用右脚驱动电压切换到C3导联电路，所述备用右脚驱动电压切换到C3导联电路通过所述导联脱落检测装置实现与备用右脚驱动电压的接通或切断；

R/L导联脱落检测和切换电路，所述R/L导联脱落检测和切换电路通过所述导联脱落检测装置实现中心电位的切换。

2.根据权利要求1所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述导联脱落检测装置包括单片机、模数转换器和运算放大器；所述单片机分别与所述模数转换器和所述运算放大器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述备用右脚驱动电压切换到C3导联电路包括导联C3和第一控制开关；所述第一控制开关与所述单片机电连接；所述N导联脱落检测电路判断出N导联脱落，所述单片机控制所述第一控制开关将备用右脚驱动电压接通导联C3；所述N导联脱落检测电路判断出N导联重新接好后切断备用右脚驱动电压与导联C3的连接，所述导联C3连接到所述心电放大滤波电路的正向输入端。

4.根据权利要求2所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述R/L导联脱落检测和切换电路包括导联R、导联L和第二控制开关；所述第二控制开关与所述单片机电连接；当导联R脱落时，所述单片机判断所述导联R脱落后，所述单片机控制所述第二控制开关将导联L射随电路切换到导联R的射随电路输出端；当导联R重新接触良好后，所述单片机判断所述导联R接入，将中心电位点由导联L切换为导联R。

5.根据权利要求4所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述心电放大滤波电路的正向输入端连接下拉电阻，并连接到备用右脚驱动电压上；所述心电放大滤波电路的负向输入端和输出端相连。

6.根据权利要求5所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述动态心电记录器的导线R、L、F、C1、C2、C3、C4、C5、C6的心电信号叠加在于VCC/2；所述导联N串联有第一电阻。

7.根据权利要求6所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述备用右脚驱动电压串联第二电阻连接到所述导联C3上。

8.根据权利要求1所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述备用右脚驱动电压的直流电压为VCC/2-0.35V。

9.根据权利要求5所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述下拉电阻的阻值为44MΩ。

10.根据权利要求7所述的一种动态心电记录器导联异常处理电路，其特征在于：所述第一电阻的阻值为10KΩ；所述第二电阻的阻值为200KΩ。

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