CN2427170Y - 局域及远程心电监测仪 - Google Patents

Abstract

一种局域及远程心电监测仪,由电极,放大滤波电路,数据处理器,存储器,液晶显示器,调制解调器,电话线路耦合电路,调频发射接收电路等组成。本实用新型包括微型心电信号采集传输器和便携式终端两部分。微型心电信号采集传输器可随身携带,采集、存储心电信号,并通过电话或无线方式进行传送,便携式终端既可多路接收、显示心电信号,还具有心电监护、心电图、心脏起搏器检测等功能,适合于医院及地区组建各类心电监测网络。

Description

局域及远程心电监测仪

本实用新型涉及一种局域及远程心电监测仪，适用于局部范围内及公用电话交换网覆盖区域内的心电信号采集和传输。特别是作为接收处理心电信号的便携式终端，不仅可以多路接收无线传送和由公用电话交换网传送的心电信号，而且可以通过导联线和电极直接从人体采集心电信号，对心电信号进行实时显示、存储、管理和多种分析并自动测量有关参数，通过热敏打印机、计算机串行接口还可以把心电信号输出到心电图描记纸上和计算机中。

现有的心电监护和心电图机设备，如普通心电图机、普通心电监护仪、24小时动态心电图机(Holter)、电话心电图机等，大都功能单一、体积大、重量重，只能安装在医院的专业科室和特殊病房使用。如现有的普通心电图机，仪器简单，只适合于检出持续不变的异常心电图，而且只能在卧位静息状态下进行数分钟的检测记录；现有的普通心电监护仪，能实时连续临床监测心电信号，但体积大、重量重，主要用于危重卧床、手术和活动范围极小的患者使用；现有的24小时动态心电图机(Holter)，记录器和分析仪是分开的，在日常生活环境中，能持续记录24小时的心电信号，易于检出短暂、易变的异常心电图。缺点是仪器复杂，检查费用高，不能在病症突发时及时显示心电图，记录的信号需经24小时后在计算机上进行回放才能得出报告；现有的电话心电图机，虽然可以通过电话将心电图传到分析中心，扩大了使用的距离和范围，但对病人所做的还仅是心电图检查。随着心电监护技术的发展，人们认识到实现实时连续临床监护，对冠心病急症患者的及时救护是极其重要的。但由于目前尚无便携易用、性能可靠的产品，使得这种监护仅限于医院的特定病房，无法满足心电监护向社区服务和家庭监护方向发展的要求。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种微型局域结合远程的心电监测仪，其体积小，便于携带，可进行连续实时心电监测，并能对患者的高危信号症状特征进行预报，实现危重病人社区监护服务和家庭监护。同时提供全导联心电图机、心脏起搏器检测、电话心电图等多种功能。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：局域及远程心电监测仪由微型心电信号采集传输器及接收处理心电信号的便携式终端组成。微型心电信号采集传输器含有：机壳、发射天线、电话机音频／线路接口、导联线接线端子、心电信号放大滤波电路、动态脉冲抑制电路，数字信号处理器、闪速存储器、调制解调器、多路复用电路、调制发射电路、报警电路、液晶显示器、操作键盘和电源电路。其特征在于：连接于人体的导联线和电极，通过导联线接口端子与机体连接。在电极和心电放大器之间有输入平衡和缓冲电路，在心电放大滤波电路中有导联脱落检测和动态脉冲抑制电路。在专用数字信号处理器之后还有集成化的调制解调器器件。译码器、锁存器、驱动器和逻辑门电路采用在线可编程逻辑器件。

心电电极1检测到的心电信号，通过导联线接线端子2送到缓冲及模拟选择开关电路3，然后经过放大滤波电路4放大后，输入到数字信号处理器6，由数字信号处理器进行数字滤波和实时分析处理。处理后的心电数据通过调制解调器7进行FSK调制，调制后既可由变频电路12、高频功放电路13和天线14进行无线发射，也可以通过音频放大电路10、扬声器11或线路耦合电路8、电话机线路接口9在公用电话交换网上传输。数字信号处理器6在检测到出现高危异常心电信号时，可触发报警电路16，并在报警的同时将异常心电数据自动存储在存储器15中。键盘17的输出直接送到到数字信号处理器6中，工作状态由液晶显示器18显示。并行输入输出接口19既可以将内部数据输出到有标准并行接口的设备上，也可以输入在线更改内部可编程逻辑器件和程序的数据。

局域及远程心电监测仪的便携式终端含有：机壳、接收天线、电话机音频／线路接口、背电极、多种导联线连接端口、心电信号放大滤波电路、动态脉冲抑制电路，微处理器、数字信号处理器、闪速存储器、点矩阵液晶显示器、操作键盘、扬声器和电源电路。其特征在于：还有FSK／PASK／QAM调制解调器、电话线路耦合电路、高／低频放大器、混频电路、鉴频电路、音频放大和MIC放大电路。心电电极24、25检测到的心电信号经输入缓冲电路27、Wilson电阻网络28、导联转换开关29进入放大滤波电路30进行放大，并经A／D转换后由微处理器34和数字信号处理器35进行数字滤波、参数测量、频谱分析和其他处理。处理后的数据可以在点矩阵液晶显示器44上实时显示，也可根据需要存入闪速存储器46或通过调制解调器35、电话线路耦合电路41、电话线路接口42及音频放大电路37、扬声器38在公用电话交换网上进行传输。还可以通过RS232通讯电路47、打印机驱动电路48向计算机和热敏打印机输出。

通过接收天线53输入的调制信号经高频放大电路52放大后加至混频电路51中，在微处理器控制下定时切换本振频率，取得4个不同的载频信号，并完成频率变换。混频电路51的输出经过中频放大电路50放大和鉴频电路49变换后，由调制解调器36解调，解调出的心电数据由微处理器34和数字信号处理器35进行处理。

通过电话机线路接口42输入的电话信号和通过MIC 40输入的电话音频信号，分别经过电话线路耦合电路41及MIC信号放大电路39放大后，由调制解调器36解调出心电数据并送微处理器34处理。

局域及远程心电监测仪的工作过程是：接好微型心电信号采集传输器的电极和导联线接线端子；如果使用电话线路传输，接好电话机线路接口；如果使用电话音频传输，将电话机听筒对准微型心电信号采集传输器的扬声器。打开电源，液晶屏显示功能选择名称，通过键盘选择，可进入无线传输、电话线路传输、电话音频传输和实时存储等不同功能，继续按照液晶屏显示的提示操作，即可开始心电信号采集传输和监护工作。打开接收处理心电信号的便携式终端电源开关，液晶屏显示功能选择项目名称，通过键盘选择，可进入心电信号遥测、实时心电监护、全导联心电图、起播信号检测、电话心电传输、心电频谱分析、动态心电记录、存储资料回放、心电信号输出等不同功能。如果选择电话心电传输和心电信号遥测中的电话遥测功能，则要先接好电话线路接口或将电话机话筒对准MIC，电话听筒对准扬声器。如果选择其他心电检测功能，则要先接好相应的导联线和电极。在仪器工作时，还可通过按下HELP键进入热线帮助，此时液晶屏显示各项功能的全中文操作说明，根据该操作说明可完成各功能的操作。

本实用新型采用最新微电子集成技术和先进的数字处理技术，相比现有技术具有明显的优点：

1．实现了多种心电检测技术的统一。在一个仪器上完成了实时心电监护、全导联心电图、心脏起搏器信号检测、电话心电图传输、心电无线遥测等多项功能，使用更加方便、快捷；

2．实现了局域及远程的心电监护。对不同区域内的心电活动情况都可以监测，使危重病人的社区服务和家庭监护成为可能；

3．提供了心电信号的自动检测。不仅能自动检测各种心电参数，还可以针对多种危重异常心电信号进行声、光报警；

4．实时显示心电波形，可对心电波形进行频谱和统计分析，并可以进行存储、回放、打印、删除等处理，以及通过RS232接口与计算机共享数据；

5．体积小、重量轻、便于操作和患者携带。

下面将结合附图和实施例对本实用新型局域及远程心电监测仪作进一步详述：

图1为本实用新型局域及远程心电监测仪的系统框图，其中微型心电信号采集传输器部分如下：1-导联线和电极，4-心电信号滤波放大电路，6-数字信号处理器，7-调制解调器，8-电话线路耦合电路，9-电话机线路接口，10-音频放大电路，11-扬声器，12-变频电路，13-高频功放电路，14-发射天线，15-闪速存储器，16-报警电路。接收处理心电信号的便携式终端部分如下：24-背电极，25-外接电极，30-心电信号放大滤波电路，34--微处理器，36-调制解调器，39-MIC信号放大电路，40-MIC，41-电话线路耦合电路，42-电话机线路接口，44-点矩阵液晶显示器，46-闪速存储器，49-鉴频电路，51-混频电路，52--高频放大器，53-接收天线。

图2为本实用新型局域及远程心电监测仪的原理框图，其中1-导联线和电极，2-导联线接线端子，3-缓冲及模拟选择开关电路，4-心电信号滤波放大电路，5-脉冲抑制电路，6-带A／D转换的数字信号处理器，7-调制解调器，8-电话线路耦合电路，9-电话机线路接口，10-音频放大电路，11-扬声器，12-变频电路，13-高频功放电路，14-发射天线，15-闪速存储器，16-报警电路，17-键盘，18-液晶显示器，19-并行输入输出接口，20-电源电路，24-背电极，25-外接电极，26-导联线连接端口，27-缓冲放大电路，28-Wilson电阻网络，29-多路模拟转换开关，30-心电信号放大滤波器，31-闭锁开关，32-脉冲抑制电路，33-起搏器检测电路，34-带A／D转换的微处理器，35-数字信号处理器，36-调制解调器，37-音频放大器电路，38-扬声器，39-MIC信号放大电路，40-MIC，41-电话线路耦合电路，42-电话机线路接口，43-报警电路，44-点矩阵液晶显示器，45-键盘，46-闪速存储器，47-RS232通讯电路及接口，48-打印机驱动电路及接口，49-鉴频电路，50-中频放大器，51-混频电路，52-高频放大器，53-接收天线，54-电源电路。

21、22、23-其他微型心电信号采集传输器的天线。

图3为本实用新型微型心电信号采集传输器的外观三视图，其中2-导联线接线端子，9-电话机线路接口，11-扬声器，14-发射天线，17-键盘，18-液晶显示器，19-并行输入输出接口。

图4为本实用新型便携式终端的外观六面图，其中24-检测心电信号背电极(24-1是弹簧电极，24-2是直线滑动电极)，25-导联线连接端口，38-扬声器，40-MIC，42-电话机线路接口，44-点矩阵液晶显示器、45-键盘，47-RS232通讯电路及接口，48--打印机驱动电路及接口，53-接收天线。

图5为本实用新型心电信号采集传输器电路原理图。

图6为本实用新型便携式终端电路原理图。

现参照图2-图4，本实用新型的微型心电信号采集传输器中的导联线接线端子2、电话机线路接口9、扬声器11、发射天线14、键盘17、液晶显示器18、并行输入输出接口19按图3中的相应位置安装，微型心电信号采集传输器可制作成微型传呼机式。便携式终端的背电极24(弹簧电极24-1、直线滑动电极24-2)、导联线连接端口25、扬声器38、MIC40、电话机线路接口42、点矩阵液晶显示器44、键盘45、RS232通讯电路及接口47、打印机驱动电路及接口48、接收天线53按图4中的相应位置安装。便携式终端可制作成掌上型。

参照图5本实用新型微型心电信号采集传输器射频滤波电路由L1-L4、C1-C4组成，缓冲放大电路3由A1-A4、D1-D8组成，心电信号放大滤波电路4由A7-A14、R13-R46、C8-C15组成，电话线路耦合电路8由F1、O1、RELAY1、D15、T1、R59-R61、C22、C23及压敏电阻VR组成，音频放大电路10由TPA302、E2-E5、C18-C20、R49-R53组成，变频及高频功放12／13由N5、CRY、D16、L7、R64-R66、C26-C27组成，发射天线14(L8)由镀银铜线绕制而成，调制解调器7选用单片调制解调器SSI73K322BL，译码器、锁存器、驱动器和逻辑门电路选用在线可编程逻辑器件iSP3000。

参照图6本实用新型便携式终端心电信号放大滤波电路30由A4-A8、R24-R40、C15-C21、N1、N2、D7、D8组成，背电极屏蔽驱动电路由A1、D1、D2、R20、R21组成，外接导联电极的屏蔽驱动电路由A3、D3、D4、R19、C12、L1组成，右腿驱动电路由A2、R12-R18、C11、VRZ组成、起搏器信号检测电路33由A9-A11、R42-R57、C22、C23、W1-W3、D9-D11组成，混频电路51的本振由M1-M4、CD4051组成，MIC放大电路39由A12、E1-E3、R58-R62、C25、W4、W5组成，电话线路耦合电路及音频放大电路与图5的组成方式一致，调制解调器36选用单片调制解调器SSI73K322BL，单片微处理器34选用N80C196MC，数字信号处理器35选用TMS320。

Claims (5)

1．一种局域及远程心电监测仪，包括微型心电信号采集传输器和接收处理心电信号的便携式终端两部分，微型心电信号采集传输器和便携式终端均由信号输入部分、信号处理部分、信号输出部分和电源组成，其特征在于：

微型心电信号采集传输器的信号输入部分包括：

心电电极和导联线接线端子，检测心电信号并将心电信号传送到后续电路；

缓冲及模拟选择开关电路、心电信号滤波放大电路和脉冲抑制电路，将接受到的心电信号放大后作为信号处理部分的输入；

微型心电信号采集传输器的信号处理部分包括：

带A／D转换功能的数字信号处理器，将输入的信号转换为数字信号，并进行数字滤波、导联脱落判定和实时分析处理；

微型心电信号采集传输器的信号输出部分包括：

数字信号终端和模拟信号终端，数字信号终端包括：

异常心电信号报警电路和闪速存储器，对异常心电数据报警，同时将其自动储存；

键盘、液晶显示器和并行输入输出接口，作为数字信号处理器的输入和输出接口和输出显示装置；

模拟信号终端包括：

调制解调器，对数字心电数据进行FSK调制；

电话线路耦合电路、电话机线路接口、音频放大电路、扬声器，在公用电话交换网上传输调制后的心电信号；

变频电路2、高频功放电路、发射天线，对调制后的心电信号进行无线发射；

便携式终端的信号输入部分包括：

心电信号检测器，由背电极和／或外接导联电极、输入缓冲电路、Wilson电阻网络、多路模拟转换开关、及放大滤波电路组成，检测和输入心电信号，并将信号处理放大；

心电信号接收器，包括：

无线接收端口，由接收天线、高频放大器、混频电路、中频放大器50和鉴频电路组成，接收电磁波信号，经处理后送入调制解调器；

电话接收端口，由电话线路耦合电路、电话机线路接口、MIC及MIC信号放大电路组成，接收公用电话交换网上进行传输的信号；以及

调制解调器，将信号进行解调，并送入微处理器和数字信号处理器；

便携式终端的信号处理部分包括：

带A／D转换功能的微处理器和数字信号处理器，将调制解调器和放大滤波电路送来的信号进行数字滤波、导联脱落判定、参数测量、频谱分析和其他处理。

便携式终端的信号输出部分包括：

闪速存储器、点矩阵液晶显示器、键盘、报警电路、音频放大电路、扬声器、RS232通讯电路及接口，打印机驱动电路及接口，向信号处理部分输入操作信息，将处理后的数据根据需要进行报警，储存或实时显示，还可以向计算机和打印机输出。

2．根据权利要求1所述的局域及远程心电监测仪，其特征在于：电源电路的输出的直流电压为+5V、±12V、+24V。

3．根据权利要求1所述的局域及远程心电监测仪，其特征在于：便携式终端的混频电路中的本振频率由微处理器34控制定时切换，可采集微型心电信号传输器送出的多至4个不同的频道的射频遥测信号。

4．根据权利要求1、2所述的局域及远程心电监测仪，其特征在于：便携式终端的背电极是由二个电极组成；其中一个电极是弹簧电极，可以通过旋转开关使其弹高5毫米，另一个电极是直线滑动电极，滑动电极可以在5厘米的直线范围内滑动，以适应不同人的身体位置情况。

5．根据权利要求1所述的局域及远程心电监测仪，其特征在于：微型心电信号采集传输器内采用了可编程逻辑器件，通过并行输入输出接口可对其进行在线编程，改变内部的逻辑控制状态；还可以通过并行输入输出接口对数字信号处理器中的程序存储器的程序进行更新。

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