CN207490873U - 一种高精度心电监测仪 - Google Patents

Abstract

现在市场上常见的心电监测设备一般都采用了数字信号处理器作为心电数据分析的核心器件，而数据通信、液晶显示、实时时钟、程序存储器等模块都需要外扩专门的功能器件，因此结构比较复杂，体积比较大，同时功耗也比较大，价格比较昂贵，一般患者难以承受。而且常见心电监测设备提供的心电处理功能和记录的心电信息有限，医生从中难以得到全面的电信息，降低了医生对疾病诊断的正确率。基于以上现状,本实用新型的目的在于提供一种低成本简易心电监测仪，旨在解决上述情况提到问题，所以该新型低成本简易心电监测仪具有设备结构简单、成本较低、功耗低、能较直观的显示心电图的特点。

Description

一种高精度心电监测仪

技术领域

本实用新型属于电子医疗卫生领域，尤其涉及一种高精度心电监测仪。

背景技术

现在市场上常见的心电监测设备一般都采用了数字信号处理器作为心电数据分析的核心器件，而数据通信、液晶显示、实时时钟、程序存储器等模块都需要外扩专门的功能器件，因此结构比较复杂，体积比较大，同时功耗也比较大，价格比较昂贵，一般患者难以承受。而且常见心电监测设备提供的心电处理功能和记录的心电信息有限，医生从中难以得到全面的电信息，降低了医生对疾病诊断的正确率。基于以上现状，市场对新型产品的经济性、设备复杂度、功耗以及记录分析心电信号的能力提出更高要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度心电监测仪，旨在解决上述情况提到问题，所以该新型低成本简易心电监测仪具有设备结构简单、成本较低、功耗低、能较直观的显示心电图的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种高精度心电监测仪，包括：信号采集模块、前置放大模块、补偿电路模块、滤波模块、主放大模块、数据处理模块和显示模块；所述信号采集模块连接于所述前置放大模块，所述前置放大模块分别连接于所述补偿电路模块和所述滤波模块，所述补偿电路模块连接于所述信号采集模块，所述滤波模块连接于所述主放大模块，所述主放大模块连接于所述数据处理模块，所述数据处理模块连接于所述显示模块。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述数据处理模块由同相加法器和模数转化器组成，所述主放大模块连接于所述同相加法器，所述同相加法器连接于所述模数转化器，所述模数转化器连接于所述显示模块。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述显示模块由单片机和显示电路组成，由所述数据处理模块连接于所述单片机，所述单片机连接于所述显示电路。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述补偿电路模块的电路，人体体表电信号通过电极由IO1输入到运放AD705JN的6管脚，运放AD705JN的3管脚接地，运放AD705JN的2管脚连接于电阻R2的一端与R3的一端，并输出信号至所述信号采集模块，R2另一端连接于运放AD705JN的6管脚，R3的另一端连接于电容C2的一端，电容C2另一端连接于运放AD705JN的6管脚，其余管脚置空。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述前置放大模块的电路，人体体表电信号通过信号采集模块由IO2、IO3分别连接于运放AD620AN的3、2管脚，所述补偿电路模块的反馈信号通过信号采集模块后由IO4输入到前置放大模块，IO4一端连接于电阻R4的一端与R5的一端，电阻R4的另一端连接于运放AD620AN的1管脚，电阻R5的另一端连接于运放AD620AN的8管脚，运放AD620AN的7管脚连接于5V电源，4管脚连接于-5V电源，1管脚接一个电阻R1的一端，8管脚接R1的另一端，运放AD620AN的6管脚连接于电容C1的一端，电容C1另一端作为输出信号，输出至滤波模块。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述滤波模块的电路，来自前置放大模块的输入信号通过接电阻R7的一端，电阻R7另一端连接于电阻R8的一端，电阻R8另一端连接于运放OP07AH的2管脚，运放OP07AH的3管脚与电阻R9的一端相连，R9另一端接地，运放OP07AH的6管脚输出至主放大模块，并连接于电容C4的一端和电阻R6的一端，电容C4另一端连接于2管脚，电阻R6另一端连接于电阻R7、R8之间，R7、R8的连接点连接于电容C3的一端，电容C3另一端接地，运放OP07AH的7管脚连接于5V电源，4管脚连接于-5V电源，其余管脚置空。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述主放大模块，来自滤波模块的输入信号连接于运放OP07AH的2管脚，运放OP07AH的3管脚连接于电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接于可变电阻R15的一端，R15的另一端通过电阻R13连接于电源Vcc，另一端通过电阻R14接地，运放OP07AH的6管脚分两路，一路作为输出信号输出至同向加法器，另一路连接于可变电阻R11的固定端一端与滑片端，可变电阻R11的固定端另一端通过电阻R10连接于运放OP07AH的2管脚，运放OP07AH的4管脚接地，运放OP07AH的7管脚连接于电源Vcc，其余管脚置空。

进一步根据本实用新型所述的高精度心电监测仪，所述同相加法器的电路，来自主放大模块的输入信号通过电阻R17连接于运放OP07AH的3管脚，运放OP07AH的3管脚连接于电阻R19的一端与R16的一端，电阻R19另一端接地，电阻R16另一端连接于可变电阻R18的滑片；可变电阻R18一端接地，另一端通过电阻R15连接于电源正极；电阻R15的一端连接于稳压管U2的负极，U2正极接地，运放OP07AH的2管脚连接于电阻R20的一端，电阻R20另一端接地，运放OP07AH的6管脚分两路，一路作为输出信号输出至模数转化器，另一路连接于电阻R21的一端，电阻R21另一端连接于2管脚，运放OP07AH的7管脚连接于+9V电源，4管脚连接于－9V电源，其余管脚置空。

本实用新型与现在技术相比，其有益效果在于：

1.心电信号是一种微弱的电信号，要先利用前置放大模块将信号放大。由于人体信号源中存在各种噪声干扰，所以该新型低成本简易心电监测仪采用了补偿电路模块来消除这些噪声干扰。

2.虽然通过补偿电路模块的反馈，可以消除部分噪声，但采集信号的精度仍有待提高。该新型低成本简易心电监测仪将通过前置放大模块的信号传给滤波模块进行二次去噪可以较好的提高有用信号的比例，提高输出信号信噪比。

3.由于心电信号很微弱，所以经过前置放大滤波后的信号需要进行二次放大。主放大模块有较高的放大增益，且稳定性好，不易受外界因素干扰。

4.由于该新型低成本简易心电监测仪一直是对模拟信号进行处理，只有在最后进行数据处理和显示的时候，用到了单片机，所以结构较为简单，成本较低，易于普及。且单片机相对于市场上常见心电监测仪的数字信号处理器，更简单、功耗小，有较好的性价比。

附图说明

图1是系统总体框架图；

图2是补偿电路模块的电路图；

图3是前置放大模块的电路图；

图4是滤波模块的电路图；

图5是主放大模块的电路图；

图6是同相加法器的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由图1所示，本系统由信号采集模块、前置放大模块、补偿电路模块、滤波模块、主放大模块、数据处理模块和显示模块组成。所述信号采集模块连接于所述前置放大模块，所述前置放大模块分别连接于所述补偿电路模块和所述滤波模块，所述补偿电路模块连接于所述信号采集模块，所述滤波模块连接于所述主放大模块，所述主放大模块连接于所述数据处理模块，所述数据处理模块连接于所述显示模块。

所述数据处理模块由同相加法器和模数转化器组成，所述主放大模块连接于所述同相加法器，所述同相加法器连接于所述模数转化器，所述模数转化器连接于所述显示模块。

所述显示模块由单片机和显示电路组成，由所述数据处理模块连接于所述单片机，所述单片机连接于所述显示电路。

工作原理：将所述信号采集模块的电极放在相隔体表一定距离的两点，两电极的电位差即所要求的心电信号。将两电极另一端连接于所述前置放大模块，根据小信号放大器的设计原则，一级放大器应首先保证噪声系数较小，其次才考虑放大增益，这样能在保证级联放大器达到额定放大增益时使噪声干扰最小，所以所述前置放大模块放大增益在10倍左右。所述补偿电路模块一端置于人体体表，另一端输出作为负反馈输出到所述前置放大模块，将反馈信号放大后作为输入的参考信号，这样可以最大限度抵消人体其他电信号干扰。所述滤波模块为低通滤波器，用于滤除带外高频噪声。然后将滤波后的信号传给所述主放大模块。所述主放大模块与所述前置放大模块构成两级放大器，级联放大增益大约在1000倍左右，使心电信号由毫伏级放大到伏特级。所述数据处理模块对放大后心电信号进行处理，使其能直观的显示出来。由于心电信号存在负信号，不方便单片机的处理，所以由所述同相加法器进行初步处理，使信号全为正信号。所述数模转换器对处理后的心电信号进行数模转换，使其成为单片机可处理的信号电平。所述单片机将输入的信号电平于所述显示电路输出。

所述补偿电路模块的电路图如图2所示。人体体表电信号通过电极由IO1输入到运放AD705JN的6管脚。运放AD705JN的3管脚接地，运放AD705JN的2管脚连接于电阻R2的一端与R3的一端，并输出信号至所述信号采集模块，R2另一端连接于运放AD705JN的6管脚。R3的另一端连接于电容C2的一端，电容C2另一端连接于运放AD705JN的6管脚，其余管脚置空。

所述前置放大模块的电路图如图3所示。人体体表电信号通过信号采集模块由IO2、IO3分别连接于运放AD620AN的3、2管脚。所述补偿电路模块的反馈信号通过信号采集模块后由IO4输入到前置放大模块。IO4一端连接于电阻R4的一端与R5的一端。电阻R4的另一端连接于运放AD620AN的1管脚，电阻R5的另一端连接于运放AD620AN的8管脚。运放AD620AN的7管脚连接于5V电源，4管脚连接于-5V电源，1管脚接一个电阻R1的一端，8管脚接R1的另一端，运放AD620AN的6管脚连接于电容C1的一端，电容C1另一端作为输出信号，输出至滤波模块。

所述滤波模块的电路图如图4所示。来自前置放大模块的输入信号通过接电阻R7的一端，电阻R7另一端连接于电阻R8的一端，电阻R8另一端连接于运放OP07AH的2管脚。运放OP07AH的3管脚与电阻R9的一端相连，R9另一端接地。运放OP07AH的6管脚输出至主放大模块，并连接于电容C4的一端和电阻R6的一端，电容C4另一端连接于2管脚，电阻R6另一端连接于电阻R7、R8之间，R7、R8的连接点连接于电容C3的一端，电容C3另一端接地。运放OP07AH的7管脚连接于5V电源，4管脚连接于-5V电源。其余管脚置空。

所述主放大模块如图5所示。来自滤波模块的输入信号连接于运放OP07AH的2管脚。运放OP07AH的3管脚连接于电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接于可变电阻R15的一端，R15的另一端通过电阻R13连接于电源Vcc，另一端通过电阻R14接地。运放OP07AH的6管脚分两路，一路作为输出信号输出至同向加法器，另一路连接于可变电阻R11的固定端一端与滑片端，可变电阻R11的固定端另一端通过电阻R10连接于运放OP07AH的2管脚。运放OP07AH的4管脚接地，运放OP07AH的7管脚连接于电源Vcc。其余管脚置空。

所述同相加法器的电路图如图6所示。来自主放大模块的输入信号通过电阻R17连接于运放OP07AH的3管脚。运放OP07AH的3管脚连接于电阻R19的一端与R16的一端，电阻R19另一端接地，电阻R16另一端连接于可变电阻R18的滑片；可变电阻R18一端接地，另一端通过电阻R15连接于电源正极；电阻R15的一端连接于稳压管U2的负极，U2正极接地。运放OP07AH的2管脚连接于电阻R20的一端，电阻R20另一端接地。运放OP07AH的6管脚分两路，一路作为输出信号输出至模数转化器，另一路连接于电阻R21的一端，电阻R21另一端连接于2管脚。运放OP07AH的7管脚连接于+9V电源，4管脚连接于－9V电源。其余管脚置空。

所述单片机电路为最小单片机系统。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (8)

1.一种高精度心电监测仪，其特征在于，包括：信号采集模块、前置放大模块、补偿电路模块、滤波模块、主放大模块、数据处理模块和显示模块；所述信号采集模块连接于所述前置放大模块，所述前置放大模块分别连接于所述补偿电路模块和所述滤波模块，所述补偿电路模块连接于所述信号采集模块，所述滤波模块连接于所述主放大模块，所述主放大模块连接于所述数据处理模块，所述数据处理模块连接于所述显示模块。

2.根据权利要求1所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述数据处理模块由同相加法器和模数转化器组成，所述主放大模块连接于所述同相加法器，所述同相加法器连接于所述模数转化器，所述模数转化器连接于所述显示模块。

3.根据权利要求1所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述显示模块由单片机和显示电路组成，由所述数据处理模块连接于所述单片机，所述单片机连接于所述显示电路。

4.根据权利要求1所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述补偿电路模块的电路，人体体表电信号通过电极由IO1输入到运放AD705JN的6管脚，运放AD705JN的3管脚接地，运放AD705JN的2管脚连接于电阻R2的一端与R3的一端，并输出信号至所述信号采集模块，R2另一端连接于运放AD705JN的6管脚，R3的另一端连接于电容C2的一端，电容C2另一端连接于运放AD705JN的6管脚，其余管脚置空。

5.根据权利要求1所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述前置放大模块的电路，人体体表电信号通过信号采集模块由IO2、IO3分别连接于运放AD620AN的3、2管脚，所述补偿电路模块的反馈信号通过信号采集模块后由IO4输入到前置放大模块，IO4一端连接于电阻R4的一端与R5的一端，电阻R4的另一端连接于运放AD620AN的1管脚，电阻R5的另一端连接于运放AD620AN的8管脚，运放AD620AN的7管脚连接于5V电源，4管脚连接于-5V电源，1管脚接一个电阻R1的一端，8管脚接R1的另一端，运放AD620AN的6管脚连接于电容C1的一端，电容C1另一端作为输出信号，输出至滤波模块。

6.根据权利要求1所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述滤波模块的电路，来自前置放大模块的输入信号通过接电阻R7的一端，电阻R7另一端连接于电阻R8的一端，电阻R8另一端连接于运放OP07AH的2管脚，运放OP07AH的3管脚与电阻R9的一端相连，R9另一端接地，运放OP07AH的6管脚输出至主放大模块，并连接于电容C4的一端和电阻R6的一端，电容C4另一端连接于2管脚，电阻R6另一端连接于电阻R7、R8之间，R7、R8的连接点连接于电容C3的一端，电容C3另一端接地，运放OP07AH的7管脚连接于5V电源，4管脚连接于-5V电源，其余管脚置空。

7.根据权利要求1所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述主放大模块，来自滤波模块的输入信号连接于运放OP07AH的2管脚，运放OP07AH的3管脚连接于电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接于可变电阻R15的一端，R15的另一端通过电阻R13连接于电源Vcc，另一端通过电阻R14接地，运放OP07AH的6管脚分两路，一路作为输出信号输出至同向加法器，另一路连接于可变电阻R11的固定端一端与滑片端，可变电阻R11的固定端另一端通过电阻R10连接于运放OP07AH的2管脚，运放OP07AH的4管脚接地，运放OP07AH的7管脚连接于电源Vcc，其余管脚置空。

8.根据权利要求2所述的高精度心电监测仪，其特征在于，所述同相加法器的电路，来自主放大模块的输入信号通过电阻R17连接于运放OP07AH的3管脚，运放OP07AH的3管脚连接于电阻R19的一端与R16的一端，电阻R19另一端接地，电阻R16另一端连接于可变电阻R18的滑片；可变电阻R18一端接地，另一端通过电阻R15连接于电源正极；电阻R15的一端连接于稳压管U2的负极，U2正极接地，运放OP07AH的2管脚连接于电阻R20的一端，电阻R20另一端接地，运放OP07AH的6管脚分两路，一路作为输出信号输出至模数转化器，另一路连接于电阻R21的一端，电阻R21另一端连接于2管脚，运放OP07AH的7管脚连接于+9V电源，4管脚连接于－9V电源，其余管脚置空。