CN201267468Y - 便携式心电监护仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种便携式心电监护仪，其由医用氯化银电极(1)、微处理器(10)、片外存储器(14)、心电信号采集模块(17)及与微处理器相连的外围部件组成，其中：所述心电信号采集模块，其输入端通过屏蔽电缆(2)与医用氯化银电极(1)相连，其输出端由数据线连接微处理器；片外存储器(14)，由数据线与心电信号采集模块(17)中的现场可编程门阵列(13)相连；微处理设有与计算机通信的上位机接口(11)。本实用新型便于携带，可以完整获取十二通道心电信号，能够实时显示并存储心电波形及数据，并具备自动分析和报警功能，可自定义参数并可与上位机相连，形成完整的数据库，这将对患者的诊断和治疗有参考价值。

Description

便携式心电监护仪

技术领域

本实用新型涉及医用监测仪器，特别是一种便携式心电监护仪。

背景技术

心电监护仪是一种检测记录并分析人体心电信号的设备。传统的心电监护仪虽能有效地检测心脏病患者的心电波形，但不能对其进行实时监护，尤其是对突发性心脏病患者，平时没有症状，一旦出现症状，几分钟内就可能丧生。因此，通过使用实时心电监测仪，能够记录分析病人24小时心脏活动过程的动态心电图，根据记录情况自动判断并给出报警信号，并在事后保留心脏波形以便于医生进一步的诊断治疗，具有很大的实用价值。

目前国内有相关的产品，如迈瑞公司的DECG-03A和美高公司的MGY-M1等，实现的功能有：心电信号采集，短时间的信号存储，心率统计，显示心电波形，对心电信号做一些简单分析，提示异常报警。也存在相关专利，如：便携式心电图仪(CN1739446A)、便携式十二道同步心电图分析仪(CN100389720C)等。然而这些产品和专利存在的不足之处也比较明显：体积偏大，使得病人随身携带不方便；存储时间短，无法跟踪捕捉异常心电信号的变化状态；传输方式落后，无法传输大容量的数据，且传输过程中容易出错。

因此，有必要开发一种新型的心电监护仪。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术缺陷，提供一种结构相对简单，性能稳定可靠的便携式心电监护仪。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：由医用氯化银电极、微处理器、片外存储器、心电信号采集模块及与微处理器相连的外围部件组成。所述心电信号采集模块，其输入端通过屏蔽电缆与医用氯化银电极相连，其输出端由数据线连接微处理器。片外存储器，由数据线与心电信号采集模块中的现场可编程门阵列相连。微处理器设有与计算机通信的上位机接口。

本实用新型与现有技术相比具有如下主要的有益效果：

1.可以对心电信号进行连续监测，监测的信号通道数多，能够显示心率、QRS振幅、ST段的心电数据及标记，能够显示心律失常的标记，能够对超出预置报警值的心电信号数据发声报警。

2.体积小巧，便于携带，操作容易。

3.电路结构相对简单，具有高共模抑制比和高输入阻抗，不需要任何调试。

4.具有上位机接口便于与计算机通信，建立心电数据库。

总之，本实用新型便于携带，可以完整获取十二通道心电信号，能够实时显示并存储心电波形及数据，并具备自动分析和报警功能，可自定义参数并可与上位机相连，形成完整的数据库，这将对患者的诊断和治疗有参考价值。

附图说明

图1是便携式心电监护仪的结构示意图。

图2是图1中的心电放放大电路4的电路原理图。

图3是图2中的浮地驱动电路的电路原理图。

图中：1.医用氯化银电极；2.屏蔽电缆；3.缓冲电路及电阻网络；4.心电放大电路；5.高通滤波电路；6低通滤波电路；7.末级放大电路；8.模数转换器；9.液晶显示屏；10.微处理器；11.上位机接口；12.电源及充电切换电路；13.现场可编程门阵列；14.片外存储器；15.键盘；16.报警电路；17.心电信号采集模块。

具体实施方式

本实用新型提供的便携式心电监护仪，其由医用氯化银电极从人体体表提取心电信号，通过屏蔽电缆连接到具有过压保护和低通滤波功能的输入缓冲电路及切换心电信号通道的电阻网络，屏蔽电缆的屏蔽端接电源地，减小了分布电容的影响。缓冲电路具有过压保护电路，防止人体静电对电路造成损坏，由微处理器控制切换电阻网络，选择监测的通道。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。

本实用新型提供的便携式心电监护仪，其结构如图1所示：由医用氯化银电极1、微处理器10、片外存储器14、心电信号采集模块17及与微处理器10相连的外围部件组成。所述心电信号采集模块，其输入端通过屏蔽电缆2与医用氯化银电极1相连，其输出端由数据线连接微处理器10。片外存储器14，由数据线与心电信号采集模块17中的现场可编程门阵列13(FPGA，Field—Programmable Gate Array)相连，FPGA将数据传送给微处理器10并存储至片外存储器14中。微处理器10设有与计算机通信的上位机接口11。

所述的心电信号采集模块17为十二通道数字心电信号采集模块，其结构如图1所示：其输入端为输入缓冲及电阻网络3，其输出端为现场可编程门阵列13。该心电信号采集模块，由输入缓冲及电阻网络3、心电放大电路4、高通滤波电路5、低通滤波电路6、末级放大电路7、模数转换器8和现场可编程门阵列13组成，它们依次以数据线相连。

所述的输入缓冲及电阻网络3，其由数据线连接微处理器10。缓冲电路的输入端有两个反向并联的锗二极管，具有过压保护的功能，防止人体静电对电路造成损坏，缓冲电路还包括由运算放大器构成的跟随器用于提高输入阻抗。

心电信号经输入缓冲及电阻网络3后，通道的信号连接至心电放大电路4和浮地驱动电路输入滤波电路。经心电放大电路4的信号输入高通滤波电路5和低通滤波电路6，高通滤波电路和低通滤波电路均为四阶电路，其幅频相应特性可达80dB，其结构分别为压控压源和无限增益多路负反馈，用于进一步减小基线漂移和高频干扰。滤波电路均设计为贝塞尔特性，即两级电路的品质因数分别为0.52和0.81。低通滤波电路最终输出的信号通过末级放大电路7接至模数转换器8，模数转换器8采用串行模式，由FPGA控制采集时序，采集到的数据在FPGA中经过数字滤波及识别算法的处理传送给微处理器10并压缩存储在片外存储器14中，形成FIFO(First in first out，先进先出)结构，方便与外接部分的数据传输。片外存储器14可采用大容量的铁电存储器，如Ramtron公司的FM22L16。

所述心电放大电路4，如图2所示：设有并联的两个差动放大器，它们的输入端均反相并联有两个二极管，它们的输出端接至浮地驱动电路中的集成块A7的正向端，它们的输出端又经集成块A5接至高通电路的输入端。两个差动放大器包括集成块(运算放大器)A1、A2、A3、A4，以及外围电路。A1和A4用于抑制极化电压，提高输入阻抗。外围电路包括电阻和电容，其中：电阻R1、R2、R3、R6和电阻R9、R4、R6、R10的参数完全对称，这种结构不仅能有效提高共模抑制比，而且增大了输入阻抗。电容C3、C4加入了反馈回路，抑制了基线漂移。电阻R1、R9，电容C1和A2、A3组成一个二端口网络，连接至高通滤波电路，在高通滤波电路和串行模数转换电路之间有高阶低通滤波电路用于抑制高频干扰。图2中的“输出端”是指A5的输出端。

所述的浮地驱动电路，如图3所示：设有集成块A6、A7。A7的输入与并联差动放大器中R12端相连，A7的输出端经电阻R16接至A6的反相端，又经电阻R15接至A6的输出端，A6的正向端经电阻R17接地，A6的输出端经电阻R13与医用氯化银电极1相接。设有串接的电阻R14、电容C2，它们跨接在电阻R15的两端。本浮地驱动电路工作时，通过反馈端接医用氯化银电极1，将人体共模信号放大后反馈激励至人体，从而降低共模电压，较强地抑制了工频干扰。

微处理器10发出指令，由FPGA控制电阻网络的切换，选择监测的通道，实现不同通道的信号采集，电阻网络输出的信号通过差动放大器和浮地驱动电路输入滤波电路，模数转换电路与FPGA相连，通过FPGA的控制和处理将高分辨率的数字信号存储至片外存储器14中，同时将数据传送至微处理器10，由微处理器实现键盘输入读取、心电信号的显示、报警以及与上位机的通讯功能。FPGA可选择ALTERA公司的EP2C8系列产品，或者ACTEL公司的IGLOO系列产品。

所述外围部件，如图1所示：包括液晶显示屏9、键盘15和报警电路16，它们分别以数据线与微处理器10相连。键盘用于设置本心电监护仪的相关参数，控制其工作状态。

微处理器10采用PC机，可选择三星公司的2440或其它系列的ARM9处理器。微处理器10主要用于控制液晶显示屏9、键盘15和报警电路16，并能通过上位机接口11与计算机通信。液晶显示屏将显示监测对象的心率、QRS波的波形及振幅和ST段的波形及振幅。对于不超过报警预置值的心电波形数据显示为正常，对于超过报警预置值的数据，除显示具体数值之外，还在相应的位置处标记并触发报警电路发声提示。

所述的上位机接口11为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口。上位机接口11与PC机通信，能在PC机内建立所有监测对象的心电数据库。

本实用新型中，心电放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、微处理器、FPGA、片外存储器、液晶显示、报警电路均与电源电路连接，由电源电路供电。

本实用新型供电由两节可充电锂电池提供，并有充电切换电路，可充电锂电池和充电电路构成了电源及充电切换电路12，在未接交流电时使用锂电池供电；当接上交流电时，自动切换至交流电为心电放大电路、滤波电路、微处理器等提供电源，同时为锂电池充电。交直流两用。

本实用新型的工作过程是：把医用氯化银电极1分别接至人体的左臂、右臂、左腿、右腿及胸口等部位，通过屏蔽电缆2，将人体体表的微弱心电信号提取至调理电路的输入端，经过保护和缓冲电路，输入电阻网络，电阻网络中包含了通道切换器，在微处理器的控制下能输出标准的十二导联信号，其输出信号与心电放大电路的输入端相连，经过高通和低通滤波电路的处理得到消去干扰的心电信号，最后经末级放大电路接至模数转化器，模数转换器将数字信号输入FPGA，经数字滤波处理后提供给微处理器将多通道的心电波形显示在液晶显示屏上，同时对信号监测，如果有异常的心电信号，则触发报警电路，提示监测对象有非正常心跳发生。

Claims (10)

1.一种便携式心电监护仪，其特征是由医用氯化银电极(1)、微处理器(10)、片外存储器(14)、心电信号采集模块(17)及与微处理器(10)相连的外围部件组成，其中：所述心电信号采集模块，其输入端通过屏蔽电缆(2)与医用氯化银电极(1)相连，其输出端由数据线连接微处理器(10)；片外存储器(14)，由数据线与心电信号采集模块(17)中的现场可编程门阵列(13)相连；微处理器(10)设有与计算机通信的上位机接口(11)。

2.根据权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征在于的心电信号采集模块(17)，其输入端为输入缓冲及电阻网络(3)，其输出端为现场可编程门阵列(13)；该心电信号采集模块，由输入缓冲及电阻网络(3)、心电放大电路(4)、高通滤波电路(5)、低通滤波电路(6)、末级放大电路(7)、模数转换器(8)和现场可编程门阵列(13)组成，它们依次以数据线相连。

3.根据权利要求2所述的便携式心电监护仪，其特征在于所述的输入缓冲及电阻网络(3)，其由数据线连接微处理器(10)。

4.根据权利要求2所述的便携式心电监护仪，其特征在于所述心电放大电路(4)，设有并联的两个差动放大器，它们的输入端均反相并联有两个二极管，它们的输出端接至浮地驱动电路中的集成块A7的正向端，它们的输出端又经集成块A5接至高通电路的输入端。

5.根据权利要求4所述的便携式心电监护仪，其特征是浮地驱动电路设有集成块A6、A7，其中：A7的输出端经电阻R16接至A6的反相端，又经电阻R15接至A6的输出端，A6的正向端经电阻R17接地，A6的输出端经电阻R13接至医用氯化银电极(1)。

6.根据权利要求5所述的便携式心电监护仪，其特征是：浮地驱动电路设有串接的电阻R14、电容C2，它们跨接在电阻R15的两端。

7.根据权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征是：所述外围部件包括液晶显示屏(9)、键盘(15)和报警电路(16)，它们分别以数据线与微处理器(10)相连。

8.根据权利要求1或3或7所述的便携式心电监护仪，其特征是：微处理器(10)采用PC机。

9.根据权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征是：上位机接口(11)为通用串行总线接口。

10.根据权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征是：所述便携式心电监护仪由电源及充电切换电路(12)供电。

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