CN204581270U - 一种感应式心电测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种感应式心电测量仪，包括用于检测心电信号并根据心电信号输出心电波形的电场传感器、滤波电路以及Psoc芯片，所述电场传感器通过滤波电路与Psoc芯片连接；所述Psoc芯片包括放大模块、滤波模块、AD转换模块以及处理模块；所述放大模块、滤波模块、AD转换模块和处理模块依次连接；所述放大模块与滤波电路连接，所述处理模块用于提取心电波形从而得到心率数据。本实用新型不需要使用Ag/AgCl电极，通过感应的方式就可接收到人体的心电信号进行测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种感应式心电测量仪。
背景技术
随着社会的进步和科学技术的不断发展，人们对生活质量的要求也越来越高，健康状况已成为大众关注的焦点。心脏疾病是造成人类死亡的三大疾病之一，每年由于心脏病引起的死亡数据居高不下。长期以来，对心脏病的诊断与研究一直是医学界的一个主要课题。
传统的心电测量方法是将Ag电极或AgCl电极黏贴于人体皮肤上，用导联线连接电极和检测仪器，通过放大、滤波以后进行显示和打印，作为医生对病人病情的诊断依据。这种电极属于一次性使用的产品，不能重复使用，容易对人体施加一定的刺激，长期监测会引起被监护者皮肤的不适甚至溃烂，而且有些病人本身并不适合黏贴电极，比如说新生儿、烧伤病人等。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种感应式心电测量仪，其不需要使用Ag/AgCl电极，通过感应的方式就可接收到人体的心电信号进行测量。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种感应式心电测量仪，包括用于检测心电信号并根据心电信号输出心电波形的电场传感器、滤波电路以及Psoc芯片，所述电场传感器通过滤波电路与Psoc芯片连接；所述Psoc芯片包括放大模块、滤波模块、AD转换模块以及处理模块；所述放大模块、滤波模块、AD转换模块和处理模块依次连接；所述放大模块与滤波电路连接，所述处理模块用于提取心电波形从而得到心率数据。
优选的，所述电场传感器包括相固定的敏感电极和电路基板，所述电路基板上设有信号采集放大电路；所述信号采集放大电路包括反馈模块、放大器以及载波模块；所述反馈模块的一端和放大器的同相输入端均与敏感电极连接；放大器的反向输入端、放大器的输出端以及反馈模块的另一端均与载波模块的一端连接，载波模块的另一端通过滤波电路与放大模块连接。
进一步优选的，所述滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述电阻R1的一端与载波模块的另一端连接，电阻R1的另一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端和电容C2的一端均与放大模块连接；所述电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地。
优选的，感应式心电测量仪还包括用于检测体温信号的热释电红外传感器和MCU，所述热释电红外传感器将检测到的体温信号发送至MCU，MCU接收到体温信号后向Psoc芯片发送连接信号。
进一步优选的，所述MCU的型号为STM32L151C6U6。
优选的，所述Psoc芯片的型号为CY8C3866AXI。
相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
1、通过电场传感器已感应的方式接收人体的心电信号，不再使用Ag/AgCl电极，无需直接接触皮肤即可感知心率和呼吸，可用于长期监护病人；
2、电场传感器的敏感电极和电路基板相固定为整体器件，可以在电路中直接安放焊接；
3、热释电红外传感器检测到人体温度时，输出高电平信号至MCU，MCU接收到高电平信号时说明电场传感器以及连接人体。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路模块图；
其中，1、电场传感器；11、敏感电极；12、反馈模块；13、放大器；14、载波模块；2、滤波电路；3、Psoc芯片；31、放大模块；32、滤波模块；33、AD转换模块；34、处理模块；4、热释电红外传感器；5、MCU。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
参见图1，本实施例的一种感应式心电测量仪，包括电场传感器1、滤波电路2以及Psoc芯片3，电场传感器1通过滤波电路2与Psoc芯片3连接；电场传感器1用于检测人体的心电信号，并输出与该心电信号相应的心电波形。Psoc(Programmable System-On-Chip)芯片是可编程系统芯片，是一种具有极端灵活且完全可编程的混合信号的新一代器件。本实施例的Psoc芯片3的型号优选但不限于为CY8C3866AXI。Psoc芯片3包括放大模块31、滤波模块32、AD转换模块33以及处理模块34；放大模块31、滤波模块32、AD转换模块33和处理模块34依次连接；放大模块31与滤波电路2连接，处理模块34用于提取心电波形从而得到心率数据，根据现有技术，根据心电波形可以计算得到心率。电场传感器1通过感应式对心电进行检测，无需很多导线缠绕，无需躺在专用的病床上，也无需在皮肤上涂抹导电液，电场传感器1隔着布料等介质测量空间中的人体电场信号即可，检测信号频率范围从0.05Hz到200MHz不等，频率范围控制可以根据现有技术进行调整，其输出信号为方波信号，带宽为0.5至40Hz。
本实施例的电场传感器1包括相固定的敏感电极11和电路基板，是一个整体器件，可以在电路中直接安放焊接。电路基板上设有信号采集放大电路，信号采集放大电路是焊接的方式固定在电路基板上；信号采集放大电路包括反馈模块12、放大器13以及载波模块14；反馈模块12的一端和放大器13的同相输入端均与敏感电极11连接；放大器13的反向输入端、放大器13的输出端以及反馈模块12的另一端均与载波模块14的一端连接，载波模块14的另一端通过滤波电路2与放大模块31连接。敏感电极11具体为TiO2金属氧化物覆盖层，主要用于进行感应空间的电场变化，输入信号输入部分，具体的工作原理如下：
当电场传感器1靠近人体表面时，由于人体表面带有电荷，当人体心电信号传导至人体表面时，引起人体表面电荷的增多或者减少，电场传感器1负极空间电荷的改变会引起电场的变化，这细微的电场变化耦合到TiO2金属氧化物覆盖层后变为微小的电压变化，由于接收到的电压信号非常微弱，因此需要放大器13进行进行信号的处理和放大，以便后续处理。反馈模块12是利用反馈起到保护的作用，既降低了电容又提高了输入电阻，载波模块14是为了增强信号的抗干扰能力，将检测到的信号调制为方波载波信号后再输出。使用本实施例的电场传感器1时，可另外使用医用棉布或纱布，将电场传感器1与患者皮肤相隔开，这样可以保证心电测量时电场传感器1的卫生状况，使用者只需要更好棉布或纱布，或者用医用酒精清洗即可，可以植入病床和担架中，用于长期监护病人。
上述的滤波电路2采用电容滤波的方式，包括电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，电阻R1的一端与载波模块14的另一端连接，电阻R1的另一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端和电容C2的一端均与放大模块31连接；电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地。
感应式心电测量仪还包括用于检测体温信号的热释电红外传感器4和MCU 5，热释电红外传感器4将检测到的体温信号发送至MCU 5，MCU 5接收到体温信号后向Psoc芯片3发送连接信号。使用时，将热释电红外传感器4和电场传感器1一起放置在一电极探头上，当电极探头接触到人体皮肤时，人体体温会对外发出特定波长10um左右的红外线，热释电红外传感器4检测到该红外线后会输出高电平信号至MCU 5进行处理，MCU 5接收到该高电平信号后表示电极探头与人体连接，MCU 5再通过串口通讯将电极探头连接的信号发送至Psoc芯片3，反之则表示电极探头脱落，未连接人体，MCU 5则通过串口通讯将电极探头脱落的信号发送至Psoc芯片3。MCU 5的型号优选为STM32L151C6U6。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种感应式心电测量仪，其特征在于，包括用于检测心电信号并根据心电信号输出心电波形的电场传感器、滤波电路以及Psoc芯片，所述电场传感器通过滤波电路与Psoc芯片连接；所述Psoc芯片包括放大模块、滤波模块、AD转换模块以及处理模块；所述放大模块、滤波模块、AD转换模块和处理模块依次连接；所述放大模块与滤波电路连接，所述处理模块用于提取心电波形从而得到心率数据。
2.如权利要求1所述的感应式心电测量仪，其特征在于，所述电场传感器包括相固定的敏感电极和电路基板，所述电路基板上设有信号采集放大电路；所述信号采集放大电路包括反馈模块、放大器以及载波模块；所述反馈模块的一端和放大器的同相输入端均与敏感电极连接；放大器的反向输入端、放大器的输出端以及反馈模块的另一端均与载波模块的一端连接，载波模块的另一端通过滤波电路与放大模块连接。
3.如权利要求2所述的感应式心电测量仪，其特征在于，所述滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述电阻R1的一端与载波模块的另一端连接，电阻R1的另一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端和电容C2的一端均与放大模块连接；所述电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地。
4.如权利要求1所述的感应式心电测量仪，其特征在于，感应式心电测量仪还包括用于检测体温信号的热释电红外传感器和MCU，所述热释电红外传感器将检测到的体温信号发送至MCU，MCU接收到体温信号后向Psoc芯片发送连接信号。
5.如权利要求4所述的感应式心电测量仪，其特征在于，所述MCU的型号为STM32L151C6U6。
6.如权利要求1所述的感应式心电测量仪，其特征在于，所述Psoc芯片的型号为CY8C3866AXI。
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| CN201520240904.1U CN204581270U (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种感应式心电测量仪 |
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| CN201520240904.1U CN204581270U (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种感应式心电测量仪 |
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| CN201520240904.1U Active CN204581270U (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种感应式心电测量仪 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106618557A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-05-10 | 深圳市杰纳瑞医疗仪器股份有限公司 | 感应式心电探头及装置 |
| CN106691432A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-05-24 | 深圳市杰纳瑞医疗仪器股份有限公司 | 感应式心电测量方法与装置 |
| CN109984737A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-09 | 江西科技学院 | 心率检测装置 |
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