CN202699130U - 便携式心电监测报警仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种便携式心电监测报警仪,包括前端测量模块和后端报警模块,前端测量模块包括:传感器、信号调理电路、微处理器A、无线发射模块和电源模块;后端报警模块包括:无线接收模块、微处理器B、LCD液晶显示屏、LED报警电路、蜂鸣器电路、外部存储器和电源模块;传感器将物理心电信号转换为电信号,经过信号调理电路后进入微处理器A,微处理器A通过无线发射模块把测量得到的数据发射出去;无线接收模块把接收到的数据传送给微处理器B,微处理器B对数据进行分析、显示,并在发现异常心电数据时微处理器通过相应管脚驱动LED发光二极管、蜂鸣器进行声光报警。本实用新型能够在第一时间及时、就地处理病情,缓解突发的心脏性猝死,为抢救患者赢得更多的机会。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可供心脏病患者随身携带的心电监测报警仪器。
背景技术
我国每年约有54万人死于心脏性猝死,近九成猝死原因是心律失常。心律失常是指心跳节律或速率发生异常改变,包括心跳过快、过慢或者心跳不整齐。临床数据表明,心律失常是发生心脏性猝死的最主要原因,99%的心脏性猝死患者还未来得及赶到医院,已不治身亡。提高对心律失常的自我防治意识、减少心脏性猝死发生率已成为医疗器械行业的紧迫任务。
目前,业内普遍的方案主要应用于临床,通过给患者佩戴心电监测仪,记录患者心电数据,最终提交给专业医师分析。专业医师是该方案事实上的用户,尽管可做到实时了解患者状况,但并不总能对突发的病情采取及时有效的抢救措施。而适合个人的便携式监测报警产品则没有。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有方案的不足,提供一种便携式心电监测报警仪,能够在第一时间及时、就地处理病情,缓解突发的心脏性猝死,为抢救患者赢得更多的机会。
本实用新型的技术方案是:一种便携式心电监测报警仪,其特征是包括前端测量模块和后端报警模块,前端测量模块包括:传感器、信号调理电路、微处理器A、无线发射模块和电源模块;后端报警模块包括:无线接收模块、微处理器B、LCD液晶显示屏、LED报警电路、蜂鸣器电路、外部存储器和电源模块;传感器将物理心电信号转换为电信号,经过信号调理电路后进入微处理器A,微处理器A通过无线发射模块把测量得到的数据发射出去;无线接收模块把接收到的数据传送给微处理器B,微处理器B对数据进行分析、显示,并在发现异常心电数据时微处理器B通过相应管脚驱动LED发光二极管、蜂鸣器进行声光报警。
其中微处理器B的PB4、PB5、PB6三个引脚设置为输入端口,分别与S1、S2、S3三个按键连接。
微处理器B的PB0引脚设置为输出端口,与三极管Q1连接驱动蜂鸣器LS1。
微处理器B的PB1引脚设置为输出端口,与限流电阻R2和LED发光管D2连接。
信号调理电路将调理后的信号VIN通过微处理器A的C0+引脚进入内部的模拟比较器,经过模拟比较后由微处理器A通过SCK、CS、MISO、MOSI组成的SPI接口把数据连续发送至无线发射模块。
无线发射模块具有SPI接口,把微处理器A通过SPI接口发送来的数据发射出去,同时该模块还提供一个IRQ信号给微处理器A,以通知微处理器A发射完成状态。
无线接收模块具有SPI接口,接收无线发射模块发射出的信号,通过SPI接口发送至后端的微处理器B,同时该模块还提供一个IRQ信号给微处理器B,以通知微处理器B接收完成状态。
该方案主要面向的是患者。当发生突发状况时,及时做出声光报警,提醒患者和身边人员及时采取救助措施。比较常见的情形是,患者发病时可能正处于睡眠中,或者发生抽搐丧失行为能力,以至于无法及时服药,因此,就地报警求救显得格外重要。报警时,患者身边人员可根据系统预设的提示信息采取及时的救助措施,并通知患者家属或医院进行进一步处理。该方案的主要特点是在第一时间及时、就地处理病情,缓解突发的心脏性猝死,为医疗抢救争取时间。
附图说明
图1是本实用新型前端测量模块的电路框图。
图2是本实用新型后端报警模块的电路框图。
图3是前端微处理器A及外围电路原理图。
图4是前端传感器及信号调理电路原理图。
图5是无线发射模块和无线接收模块原理图。
图6是调试接口电路原理图。
图7是后端蜂鸣器报警、LED报警、按键、液晶显示器、微处理器B及外围电路原理图。
图8是后端外部存储器电路原理图。
具体实施方式
该实用新型的前端模块框图如图1所示。传感器负责把物理心电信号转换为电信号,在经过放大、滤波等信号调理后进入微处理器A,微处理器A通过无线发射模块把测量得到的数据发射出去。
该仪器的前端模块包括:
1、传感器:参见图4。压电式传感器V1将物理心跳信号转换为微弱电信号。
2、信号调理电路:参见图4。来自传感器V1的微弱电信号依次进入U4运放LM324的B、A两部分运放的负端,经过两级放大后进入由C部分运放构成的滤波电路,得到调理后的电压信号VIN。这部分电路主要由运算放大器(如LM324)和若干外围电阻、电容构成。
3、微处理器A:参见图3。经过调理的信号VIN通过微处理器A的C0+引脚进入内部的模拟比较器,经过模拟比较器后可得到原始的心电数据,如脉搏等。最后微处理器A通过SCK、CS、MISO、MOSI组成的SPI接口把数据连续发送至无线发射模块。微处理器A可选择为具有模拟比较器、SPI串行口的低功耗通用微处理器(如LM3S102)。在本实用新型中,微处理器A为调理信号VIN把引脚设置为模拟比较器的输入,为无线发射模块把引脚设置为SPI接口。
4、无线发射模块:参见图5。是以SPI接口的无线收发芯片NRF24L01+为核心的功能模块,把微处理器A通过SPI接口发送来的数据以小功率发射出去。工作在2.4GHz ISM频段,超低功耗,可选用NRF24L01+无线发射模块。本实用新型的前、后端均采用了相同的模块,在前端时,无线收发芯片工作在发射状态,在后端时,无线收发芯片工作在接收状态。无线收发芯片NRF24L01+工作状态的选择只需通过软件设置其内部的寄存器即可。该模块还提供一个IRQ信号给微处理器,以通知微处理器发射或接收完成。由于前端和后端的距离较近,尤其是考虑到患者可能佩戴心电起搏器等设备,无线发射模块的天线直接采用PCB电路板上的导线,以降低射频带来的风险。
5、电源模块:参见图3。电池BT2为整个前端电路供电,可选用3~3.6V的普通纽扣电池。
6、调试接口电路:参见图6。该接口电路用于调试时连接微处理器和调试模块。
后端模块框图如图2所示。无线接收模块把接收到的数据传送给微处理器B,微处理器B对数据进行分析、显示,并在发现异常心电数据时进行启动LED发光器件、蜂鸣器进行报警。
该仪器的后端模块包括:
1、无线接收模块:参见图5。是以SPI接口的无线收发芯片为核心的功能模块,接收前端电路发射出的信号,通过SPI接口发送至后端的微处理器B。可选用和前端相同的以无线收发芯片NRF24L01+为核心的的无线模块,该模块还提供一个IRQ信号给微处理器B,以通知微处理器B接收完成状态。
2、微处理器B:参见图7。通过SPI接口接收心电数据,分析心电数据,并通过LCD接口把实时状态、数据送至LCD液晶显示器显示。当发现异常数据时,微处理器B通过相应管脚驱动LED发光二极管、蜂鸣器进行声光报警。微处理器B可选择为具有SPI串行口、较多GPIO(用于模拟LCD接口、驱动蜂鸣器、LED、键盘)、I2C接口(用于连接外部微处理器)的低功耗通用微处理器LM3S600
在本实用新型中,微处理器B为蜂鸣器、LED、LCD把引脚设置为输出端口,为键盘、发射中断把引脚设置为输入端口,为射频模块把引脚设置为SPI接口,为外部存储器把引脚设置为I2C接口。
3、LED报警电路:参见图7。由限流电阻R1和LED发光管D2组成,微处理器B的PB1引脚设置为输出端口。正常时,PB1输出高电平,发光管D2截止,不发光。报警时,PB1输出低电平,发光管D2导通发光。可用于报警心电异常、电池欠压或其他故障状态。连续控制PB1的高低电平输出状态,可实现发光管D2的闪烁,以区分不同的异常状况。
4、蜂鸣器电路:参见图7。由NPN型三极管Q1驱动蜂鸣器LS1,微处理器B的PB0引脚设置为输出端口,正常时,PB0输出低电平,使三极管Q1截止,无电流流过蜂鸣器。报警时,微处理器B通过PB0输出高电平脉冲,使三极管Q1间歇性导通,从而驱动蜂鸣器LS1发声报警。调整间歇周期,可控制音调的高低,以实现不同状态时报警声音的强度。
5、键盘电路:参见图7。键盘主要作为进行人机交互时的输入设备。由S1、S2、S3三个按键组成。微处理器B的PB4、PB5、PB6三个引脚设置为输入端口,可采用中断或查询方式监测按键状态。当按键松开时,电源通过电阻对电容充电,使电容两端获得高压降,微处理器B采集到高电平。当按键按下时,电容两端放电,微处理器B采集到低电平。
6、外部存储器:参见图8。外部存储器U5是I2C接口的EEPROM,用于存储用户和系统设置等数据。
7、电源模块:参见图7。电池BT1为整个后端电路供电,可选用3~3.6V的普通纽扣电池。
8、调试接口电路:参见图6。该接口用于调试时连接微处理器和调试模块。
Claims (7)
1.一种便携式心电监测报警仪,其特征是包括前端测量模块和后端报警模块,前端测量模块包括:传感器、信号调理电路、微处理器A、无线发射模块和电源模块;
后端报警模块包括:无线接收模块、微处理器B、LCD液晶显示屏、LED报警电路、蜂鸣器电路、外部存储器和电源模块;
传感器将物理心电信号转换为电信号,经过信号调理电路后进入微处理器A,微处理器A通过无线发射模块把测量得到的数据发射出去;
无线接收模块把接收到的数据传送给微处理器B,微处理器B对数据进行分析、显示,并在发现异常心电数据时微处理器B通过相应管脚驱动LED发光二极管、蜂鸣器进行声光报警。
2.如权利要求1所述的一种便携式心电监测报警仪,其特征是微处理器B的PB4、PB5、PB6三个引脚设置为输入端口,分别与S1、S2、S3三个按键连接。
3.如权利要求1所述的一种便携式心电监测报警仪,其特征是微处理器B的PB0引脚设置为输出端口,与三极管Q1连接驱动蜂鸣器LS1。
4.如权利要求1所述的一种便携式心电监测报警仪,其特征是微处理器B的PB1引脚设置为输出端口,与限流电阻R2和LED发光管D2连接。
5.如权利要求1所述的一种便携式心电监测报警仪,其特征是信号调理电路将调理后的信号VIN通过微处理器A的C0+引脚进入内部的模拟比较器,经过模拟比较后由微处理器A通过SCK、CS、MISO、MOSI组成的SPI接口把数据连续发送至无线发射模块。
6.如权利要求1所述的一种便携式心电监测报警仪,其特征是无线发射模块具有SPI接口,把微处理器A通过SPI接口发送来的数据发射出去,同时该模块还提供一个IRQ信号给微处理器A,以通知微处理器A发射完成状态。
7.如权利要求1所述的一种便携式心电监测报警仪,其特征是无线接收模块具有SPI接口,接收无线发射模块发射出的信号,通过SPI接口发送至后端的微处理器B,同时该模块还提供一个IRQ信号给微处理器B,以通知微处理器B接收完成状态。
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WO2016070663A1 (zh) * | 2014-11-06 | 2016-05-12 | 北京东方泰华科技发展有限公司 | 一种便携式单导心电监测装置 |
CN108542379A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-09-18 | 北京卓冉科技有限公司 | 心脏预警仪 |
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