CN202161313U - 一种心电起搏信号的检测与抑制电路 - Google Patents

Abstract

一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源，滤波电路，隔直电容，心电信号输出端，起搏信号拾取及处理电路，起搏信号检测判断电路，电信号处理器，起搏信号抑制判断电路，起搏信号抑制开关电路。该实用新型可以用一个电路模块实现心电起搏信号的检测显示及抑制功能，精简了设备的电路规模，减少了成本，同时也使得起搏信号的抑制效果更好。

Description

一种心电起搏信号的检测与抑制电路

技术领域

本实用新型涉及医疗诊断用的测量或监护设备，尤其涉及心电测量及监护设备中心电起搏信号的检测与抑制电路。

背景技术

起搏器是用来产生周期性电脉冲的电刺激器。这些脉冲信号被加到置于心脏表面、心肌内或心腔里的电极上，从而将刺激传递到心脏，引起心脏的收缩，最终使心脏恢复自行按正常心率工作的功能。因此，所述起搏器在治疗心脏传导阻滞问题上有很大作用。

装有心脏起搏器的病人在使用心电监护仪时，由于有起搏信号参杂在正常心电信号中，且起搏信号的信号强度远大于正常心电信号强度，原有心电检测电路中的滤波电路远不能达到抑制起搏信号，使得起搏信号严重影响心电监护仪显示的心电波形，医护人员无法有效得知被监护病人目前的状态。

中国专利授权公告号CN 1923312 B，授权公告日为2010年9月29日的发明专利公开了滤除起搏信号的心电处理电路及其方法，其电路包括缓冲电路、放大电路、高通滤波电路、起搏脉冲检测电路和选通开关，该发明虽然能够较好的将心电信号中的起搏信号检测出并滤除掉，但无法在一个电路中实现起搏信号滤除的同时将起搏信号显示出来，同时由于其电路部件太过简单，其滤波效果也有待提高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有心电起搏信号的检测与抑制电路功能单一、滤波效果差的缺点和不足，提供一种滤波效果好、功能多的心电起搏信号的检测与抑制电路。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源、起搏信号拾取及处理电路和起搏信号抑制电路， 所述心电信号与起搏信号源的输出端分别与起搏信号拾取及处理电路、滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端连接隔直电容的一端，隔直电容的另一端连接心电信号输出端，所述起搏信号拾取及处理电路的输出端与起搏信号检测判断电路的输入端相连接，起搏信号检测判断电路的输出端与心电信号处理器的输入端相连，所述起搏信号抑制电路包括起搏信号抑制判断电路和起搏信号抑制开关电路，所述起搏信号抑制判断电路的输入端与起搏信号拾取及处理电路的输出端相连，起搏信号抑制判断电路的输出端与心电信号处理器的输入端相连，所述起搏信号抑制开关电路的输入端与心电信号处理器的输出端相连，起搏信号抑制开关电路的输出端分别连接到隔直电容的两端。

所述起搏信号拾取及处理电路包括心电起搏信号拾取电路、心电起搏信号积分电路和绝对值电路，其中，所述心电起搏信号拾取电路的输出端与心电起搏信号积分电路的输入端相连，心电起搏信号积分电路的输出端与绝对值电路的输入端相连。

所述心电起搏信号积分电路为两级积分电路。

所述起搏信号检测判断电路包括一个电压比较器电路和一个信号整形电路。

所述起搏信号抑制判断电路包括一个两级串联积分电路、一个电压比较器电路和一个信号整形电路。

所述起搏信号抑制开关电路包括两个组合开关集成电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为： 

1、本实用新型一种心电起搏信号的检测与抑制电路增加了起搏信号的显示功能，使的能够只用一个电路模块就能够实现多种功能，从而精简了整个设备的电路规模，节省了成本。

2、本实用新型一种心电起搏信号的检测与抑制电路采用了多个子电路对起搏信号进行拾取、处理及抑制，使得起搏信号检测的准确率更高，抑制效果也更好。

附图说明

图1是本实用新型的整体方框图。

图2 是本实用新型中的心电起搏信号拾取电路的电路原理图。

图3 是本实用新型中的心电起搏信号积分电路的电路原理图。

图4 是本实用新型中的绝对值电路的电路原理图。

图5是本实用新型中的起搏信号检测判断电路的电路原理图。

图6是本实用新型中的起搏信号抑制判断电路的电路原理图。

图7 是本实用新型中的心电信号处理器的电路原理图。

图8 是本实用新型中的起搏信号抑制开关电路的电路原理图。

图中：心电信号与起搏信号源1，滤波电路2，隔直电容3，心电信号输出端4，起搏信号拾取及处理电路5，起搏信号检测判断电路6，起搏信号抑制电路7，心电信号处理器8，起搏信号抑制判断电路9，起搏信号抑制开关电路10。 

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1～图8，一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源1、起搏信号拾取及处理电路5和起搏信号抑制电路7， 所述心电信号与起搏信号源1的输出端分别与起搏信号拾取及处理电路5、滤波电路2的输入端相连接，所述滤波电路2的输出端连接隔直电容3的一端，隔直电容3的另一端连接心电信号输出端4，所述起搏信号拾取及处理电路5的输出端与起搏信号检测判断电路6的输入端相连接，起搏信号检测判断电路6的输出端与心电信号处理器8的输入端相连，所述起搏信号抑制电路7包括起搏信号抑制判断电路9和起搏信号抑制开关电路10，所述起搏信号抑制判断电路9的输入端与起搏信号拾取及处理电路5的输出端相连，起搏信号抑制判断电路9的输出端与心电信号处理器8的输入端相连，所述起搏信号抑制开关电路10的输入端与心电信号处理器8的输出端相连，起搏信号抑制开关电路10的输出端分别连接到隔直电容3的两端。

所述起搏信号拾取及处理电路5包括心电起搏信号拾取电路、心电起搏信号积分电路和绝对值电路。

本实用新型的原理为：心电起搏信号检测电路检测到混有起搏信号的心电信号后将起搏信号有效的提取出来，经过放大整形后送到绝对值电路进行绝对值处理，信号经过绝对值处理电路后送到判断电路，与预先设定的阀值进行比较判断，判断电路分为两部分，第一部分为起搏信号检测判断电路6；第二部分为起搏信号抑制判断电路9。第一部分起搏信号检测判断电路6检测到起搏信号后，将起搏信号与设定阀值相比较，信号大于阀值时输出高电平到处理器，通知处理器检测到起搏信号。处理器收到起搏信号检测判断电路6送来的起搏处理信号后，经过对相应的心电信号的采集及其运算，将起搏信号检测标志在终端输出。第二部分起搏信号抑制判断电路9检测到起搏信号后，将起搏信号与设定阀值相比较，信号大于阀值时输出高电平到处理器，通知处理器检测到起搏信号。处理器收到起搏信号抑制判断电路9送来的起搏处理信号后，经过对相应的心电信号的采集及其运算，发出起搏抑制信号到心电起搏信号抑制电路。心电起搏信号抑制电路在收到起搏抑制信号后通过控制组合开关集成电路U22、组合开关集成电路U11的电子开关将隔直电容C18、C19、C20两端接地，将起搏信号能量释放掉，从而起到抑制作用。

实施例1：

心电起搏信号拾取电路主要由电阻R16、电阻R17、运算放大器U54A组成。起搏信号获取点位于电阻R16与电阻R17之间，运算放大器U54A为放大倍数为一倍的同相放大器，利用其高输入阻抗的特点在电阻R16与电阻R17之间获取起搏信号时不会影响正常心电信号，起到隔离的作用。混有心电信号的起搏信号经过运算放大器U54A隔离后进入积分电路。

心电起搏信号积分电路主要由运算放大器U54B、运算放大器U34B、电容C188、电阻R204、电阻R118、电容C174、电容C169、电阻R119、电容C101、电阻R120组成。起搏信号与心电信号的区别为信号的单位时间电压变化量V/S不同，起搏信号的V/S比心电信号的V/S大的多，故而能够使用积分电路提取出起搏信号。而心电信号则无法通过积分电路。使用两级积分电路能够有效地提取起搏信号，滤除心电信号。使起搏信号的上升沿变得更加陡峭。经过积分电路处理后的起搏信号进入绝对值电路。

绝对值电路主要由电阻R122、电阻R180、电阻R110、二极管D14、二极管D13、运算放大器U35A、运算放大器U35B组成，因为起搏信号的范围为±2mV~±700mV，绝对值电路将±2mV~±700mV的信号变化为+2mV~+700mV信号。经过绝对值电路处理过的起搏信号进入起搏信号检测判断电路6和起搏信号抑制判断电路9。

起搏信号检测判断电路6主要由U2A、电阻R153、电阻R154、电阻R182、电阻R185、门电路UF20组成，经过绝对值电路处理过的起搏信号由运算放大器U2A的2号引脚输入，运算放大器U2A、电阻R153、电阻R154、电阻R182、电阻R185组成了一个电压比较器电路，其电压阀值由电阻R153与电阻R154的分压值决定。将起搏信号与电阻R153和电阻R154的分压值进行比较，当起搏信号大于电阻R153与电阻R154的分压值时，比较起电路输+5V出高电平到门电路UF20，经过门电路UF20对比较起电路输出信号整形后送到心电信号处理器8进行处理。

起搏信号抑制判断电路9主要由电容C98、电阻R121、电阻R68、电容C92、电阻R181、运算放大器U3A、电阻R175、电容C73、电阻R179、电阻R178、电容C72、运算放大器U3B、电阻R176、电容C74、电阻R184、电阻R183、U2B、电阻R83、电阻R101、门电路UF10组成，经过绝对值电路处理过的起搏信号由电容C98的一端输入，电容C98、电阻R121、电阻R68、电容C92、电阻R181、运算放大器U3A、电阻R175、电容C73、电阻R179、电阻R178、电容C72、运算放大器U3B组成了一个两级串联的积分电路，其作用是使起搏信号的上升沿进一步变得更加陡峭。经过两级串联的积分电路处理后的起搏信号进入由电阻R176、电容C74、电阻R184、电阻R183、运算放大器U2B、电阻R83、电阻R101组成的电压比较器电路，其电压阀值由电阻R184与电阻R183的分压值决定。将起搏信号与电阻R184和电阻R183的分压值进行比较，当起搏信号大于电阻R184和电阻R183的分压值时，比较起电路输+5V出高电平到门电路UF10，经过门电路UF10对比较起电路输出信号整形后送到心电信号处理器8进行处理。

心电信号处理器8将收到的信号进行处理分析，其工作流程为：当收到起搏信号检测判断电路6送来的信号时向核心电容CPU送达屏幕PA电容CED显示标记信号；当收到起搏信号抑制判断电路9送来的信号时向起搏信号抑制开关电路10送达PA电容CED抑制信号。

起搏信号抑制开关电路10主要由电容CU33、电阻R200、电阻R201、电阻R202、电容CU34、组合开关集成电路U22、组合开关集成电路U11、电阻R166、电阻R106、门电路UF26组成。心电信号处理器8将收到的起搏抑制信号处理后，启动起搏信号抑制开关电路10将心电信号通路上的隔直电容C18、C19、C20两端对地短路将起搏信号能量对地释放，从而起到信号抑制的作用。

Claims (6)

1.一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源（1）、起搏信号拾取及处理电路（5）和起搏信号抑制电路（7）， 所述心电信号与起搏信号源（1）的输出端分别与起搏信号拾取及处理电路（5）、滤波电路（2）的输入端相连接，所述滤波电路（2）的输出端连接隔直电容（3）的一端，隔直电容（3）的另一端连接心电信号输出端（4），其特征在于：所述起搏信号拾取及处理电路（5）的输出端与起搏信号检测判断电路（6）的输入端相连接，起搏信号检测判断电路（6）的输出端与心电信号处理器（8）的输入端相连，所述起搏信号抑制电路（7）包括起搏信号抑制判断电路（9）和起搏信号抑制开关电路（10），所述起搏信号抑制判断电路（9）的输入端与起搏信号拾取及处理电路（5）的输出端相连，起搏信号抑制判断电路（9）的输出端与心电信号处理器（8）的输入端相连，所述起搏信号抑制开关电路（10）的输入端与心电信号处理器（8）的输出端相连，起搏信号抑制开关电路（10）的输出端分别连接到隔直电容（3）的两端。

2.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于：所述起搏信号拾取及处理电路（5）包括心电起搏信号拾取电路、心电起搏信号积分电路和绝对值电路，其中，所述心电起搏信号拾取电路的输出端与心电起搏信号积分电路的输入端相连，心电起搏信号积分电路的输出端与绝对值电路的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于：所述心电起搏信号积分电路为两级积分电路。

4.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于：所述起搏信号检测判断电路（6）包括一个电压比较器电路和一个信号整形电路。

5.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于：所述起搏信号抑制判断电路（9）包括一个两级串联积分电路、一个电压比较器电路和一个信号整形电路。

6.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于：所述起搏信号抑制开关电路（10）包括两个组合开关集成电路。

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