CN209122228U - 一种单导联心电采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单导联心电采集器，包括USB控制器、导联电极和主控制器，导联电极将心电信号传送至导联接口电路，导联接口电路将心电信号传送至信号调理电路，信号调理电路将心电信号传送至Δ‑Σ模数转换电路，Δ‑Σ模数转换电路将信号传送至微控制器，微控制器将处理后的数据传送至USB控制器，电池电源管理电路电连接至微控制器；电池电源管理电路包括第二电感、电路芯片、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第十一电容。微控制器的处理器为MSP430微处理器，Δ‑Σ模数转换电路的芯片为集成生物电传感器的ADC芯片。本实用新型提供的单导联心电采集器便于操作且可连续长时间采集监测。

Description

一种单导联心电采集器

技术领域

本实用新型涉及心电监测领域，尤其涉及一种单导联心电采集器。

背景技术

目前市面上常用的心电监测设备主要应用于用户感到不适但静态心电图未发现异常的场景，通过长时动态佩戴，捕捉一过性、不易发现的发作性心律失常， 并做出定量和定性统计判断严重程度，从而指导治疗和评估预后，让患者更及时得到治疗。常用的心电采集监测设备有以下几种：1）光学心率式：手环、手表，其精准度都不能满足医疗级别的要求，只能作为日常数据的追踪，医学价值低；2）手持式单导接触：常用的是双手导联，满足用户进行快速心电检测的需求，其可以检出较少部分的心律失常症状，由于此类设备需要用户手持方能测量，在用户体验上仅能满足短时测量的场景，无法进行长时采集监测，而短时的单导联的监测从医学角度来说是没有太多临床意义的；3）单导贴片式，多数为可连续24小时至48小时长时间检测，从临床的角度，单导设备当且仅当在连续长时间（>48h）佩戴测试场景下才有真正的临床意义，适宜的长时动态监测性能；4)标准导联式（多导），扩大了心律失常的诊出率，将冠心病及高危人群（高血脂、糖尿病等患者）纳入用户群，增加了产品的适用场景和范围，医院和医生的认可，但由于导联数多，用户在院外自己准确操作困难，不适合用于用户长时间院外采集监测。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种便于操作且可连续长时间采集监测的单导联心电采集器。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的单导联心电采集器包括USB控制器、导联电极和主控制器，导联电极通过采集线电连接于主控制器，主控制器电连接于USB控制器；主控制器集成有微控制器、导联接口电路、信号调理电路、Δ-Σ模数转换电路和电池电源管理电路，导联电极将心电信号传送至导联接口电路，导联接口电路将心电信号传送至信号调理电路，信号调理电路将心电信号传送至Δ-Σ模数转换电路，Δ-Σ模数转换电路将心电信号转化为数字信号后传送至微控制器，微控制器将处理后的数据传送至USB控制器，电池电源管理电路电连接至微控制器；电池电源管理电路包括第二电感、电路芯片、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第十一电容，第四电容的第一端和第五电容的第一端均连接于电路芯片的输入端，第二电感的第一端、第七电容的第一端、第八电容的第一端和第九电容的第一端均连接于电路芯片的输出端，第十电容的第一端和第十一电容的第一端均连接于第二电感的第二端，第六电容连接于电路芯片的NR端，微控制器的处理器为MSP430微处理器，Δ-Σ模数转换电路的芯片为集成生物电传感器的ADC芯片。

由上述方案可见，导联接口电路通过三个导联电极与人体接触将心电信号进行采集，通过信号调理电路对采集到的心电信号消抖、滤波、定标并将处理过的信号传入Δ-Σ模数转换电路，Δ-Σ模数转换电路将模拟信号转化成数字信号后通过SPI通信协议传输给微控制器进行数据处理，同时存储到Flash存储芯片上。数据采集时，由电池电源管理电路管理整个系统的电源，一次性使用，可连续使用长达7天。需要读取数据时，微控制器通过USB数据线将数据传送至USB控制器，上位机与USB控制器连接，USB控制器将数据传输到上位机，由上位机的软件对数据进行整理、分析、回放、初步诊断。单导联心电采集器一方面采用了超低功耗的MSP430微处理器作为系统的中央处理单元，另一方面采用超低功耗的集成生物电传感器的ADC芯片作为Δ-Σ模数转换电路的芯片，ADC芯片具有超低的功耗并具有24位超高分辨率。这样就大大减少了因为分立元器件的使用，从而从根本上减少了功耗达到长时间监测的能力。

一个优选的方案是，主控制器的电池为扣式电池。

一个优选的方案是，导联电极为二个以上，每一导联电极通过一根采集线连接于主控制器。

附图说明

图1是本实用新型单导联心电采集器的结构示意图。

图2是本实用新型单导联心电采集器的Δ-Σ模数转换电路实施例的电路图。

图3是本实用新型单导联心电采集器的电池电源管理电路实施例的电路图。

图4是本实用新型单导联心电采集器的原理示意图

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，单导联心电采集器10包括USB控制器1、多个导联电极2和主控制器3，导联电极2通过采集线5电连接于主控制器3，主控制器3通过USB数据线电连接于USB控制器1，上位机13与USB控制器1连接。导联电极2的数量为三个，每个导联电极2均分别连接有一根采集线5。主控制器3集成有微控制器7、导联接口电路8、信号调理电路9、Δ-Σ模数转换电路11和电池电源管理电路12，主控制器3内部设置有PCB电路板，微控制器7、导联接口电路8、信号调理电路9、Δ-Σ模数转换电路11和电池电源管理电路12均集成于PCB电路板。微控制器7的处理器为MSP430微处理器，Δ-Σ模数转换电路11的芯片为集成生物电传感器的ADC芯片。导联电极2为二个以上，每一导联电极2通过一根采集线5连接于主控制器3。

参见图2至图4，导联电极2将心电信号传送至导联接口电路8，导联接口电路8将心电信号传送至信号调理电路9，信号调理电路9将心电信号传送至Δ-Σ模数转换电路11，Δ-Σ模数转换电路11将心电信号转化为数字信号后传送至微控制器7，微控制器7将处理后的数据传送至USB控制器1，电池电源管理电路12电连接至微控制器7；电池电源管理电路12包括第二电感L2、第七电阻R7、电路芯片6、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10和第十一电容C11，第四电容C4的第一端和第五电容C5的第一端均连接于电路芯片6的输入端，第二电感L2的第一端、第七电容C7的第一端、第八电容C8的第一端和第九电容C9的第一端均连接于电路芯片6的输出端，第十电容C10的第一端和第十一电容C11的第一端均连接于第二电感L2的第二端，第六电容C6连接于电路芯片6的NR端。主控制器的电池为扣式电池。第十电容C10的第二端和第十一电容C11的第二端均连接于第七电阻R7的第一端，第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端和第九电容C9的第二端均连接于第七电阻R7的第二端。第九电容C9与第十一电容C11均为微调电容。

导联接口电路8通过三个导联电极2与人体接触以将心电信号进行采集，通过信号调理电路9对采集到的心电信号消抖、滤波、定标并将处理过的信号传入Δ-Σ模数转换电路11，Δ-Σ模数转换电路11将模拟信号转化成数字信号后通过SPI通信协议传输给微控制器7进行数据处理，同时存储到Flash存储芯片上。微控制器7传送控制信号至Δ-Σ模数转换电路11以控制数据转换和Δ-Σ模数转换电路11传送数据。数据采集时，由电池电源管理电路12管理整个系统的电源，电池一次性使用可连续7天。需要读取数据时，上位机13发送读取信号至USB控制器1，USB控制器1发送读取信号至微控制器7，微控制器7发送数据至USB控制器1，上位机软件与USB控制器1通过USB数据线连接以将数据传输到上位机13，数据由上位机13的软件对数据进行整理、分析、回放、初步诊断。单导联心电采集器一方面采用了超低功耗的MSP430微处理器作为系统的中央处理单元，另一方面采用超低功耗的集成生物电传感器的ADC芯片作为Δ-Σ模数转换电路11的芯片，ADC芯片具有超低的功耗并具有24位超高分辨率。这样就大大减少了因为分立元器件的使用，从而从根本上减少了功耗达到长时间监测的能力。主控制器3与采集线5合为一体，无需进行另外操作，采集后通过USB数据线将数据对接到电脑上位机软件进行数据查阅分析。扣式电池采用超低功耗信号采集技术，监测时间长，对不明原因的晕厥、一过性心律失常、发作性心肌缺血的检出率较普通动态心电图更高，适用于需要多天连续采集监测心电的患者。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种单导联心电采集器，其特征在于：包括USB控制器、导联电极和主控制器，所述导联电极电通过采集线连接于所述主控制器，所述主控制器电连接于所述USB控制器；

所述主控制器集成有微控制器、导联接口电路、信号调理电路、Δ-Σ模数转换电路和电池电源管理电路，所述导联电极将心电信号传送至所述导联接口电路，所述导联接口电路将所述心电信号传送至所述信号调理电路，所述信号调理电路将所述心电信号传送至所述Δ-Σ模数转换电路，所述Δ-Σ模数转换电路将所述心电信号转化为数字信号后传送至所述微控制器，所述微控制器将处理后的数据传送至所述USB控制器，所述电池电源管理电路电连接至所述微控制器；

所述电池电源管理电路包括第二电感、电路芯片、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第十一电容，所述第四电容的第一端和所述第五电容的第一端均连接于所述电路芯片的输入端，所述第二电感的第一端、所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端和所述第九电容的第一端均连接于所述电路芯片的输出端，所述第十电容的第一端和所述第十一电容的第一端均连接于所述第二电感的第二端，所述第六电容连接于所述电路芯片的NR端；

所述微控制器的处理器为MSP430微处理器，所述Δ-Σ模数转换电路的芯片为集成生物电传感器的ADC芯片。

2.根据权利要求1所述的单导联心电采集器，其特征在于：

所述主控制器的电池为扣式电池。

3.根据权利要求1或2所述的单导联心电采集器，其特征在于：

所述导联电极为二个以上，每一所述导联电极通过一根所述采集线连接于所述主控制器。