RU2631643C2 - Cardioqvark cardiac monitor scheme - Google Patents

Cardioqvark cardiac monitor scheme Download PDF

Info

Publication number
RU2631643C2
RU2631643C2 RU2015155883A RU2015155883A RU2631643C2 RU 2631643 C2 RU2631643 C2 RU 2631643C2 RU 2015155883 A RU2015155883 A RU 2015155883A RU 2015155883 A RU2015155883 A RU 2015155883A RU 2631643 C2 RU2631643 C2 RU 2631643C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adc
usb port
cardiogram
obtaining
electric field
Prior art date
Application number
RU2015155883A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015155883A (en
Inventor
Владислав Хэнрыкович Буткевич
Владимир Александрович Усанов
Original Assignee
Ежков Александр Викторович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ежков Александр Викторович filed Critical Ежков Александр Викторович
Priority to RU2015155883A priority Critical patent/RU2631643C2/en
Priority to PCT/RU2016/000282 priority patent/WO2017111655A1/en
Publication of RU2015155883A publication Critical patent/RU2015155883A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631643C2 publication Critical patent/RU2631643C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: device for obtaining a cardiogram contains capacitive sensors of the electric field installed on the housing. A potentiometre and the first stage of a differential amplifier with a common-mode filter are connected to the capacitive sensors, receiving a signal from the capacitive sensors of the electric field and the bias voltage from the potentiometre. The first stage is connected to the second stage of the differential amplifier with the common-mode filter, which is connected to an analog-to-digital converter (ADC) driver, which transmits signals to the first and second inputs of a two-channel ADC with the common-mode filter in parallel. The device contains a trigger for data reception control from the ADC to a controller which receives signals from the power monitor connected to the logical switching unit of the USB port and is connected to the ADC, to the potentiometer and to the DC power supply with interference-suppression filters, a crypto processor, a USB port switching logic unit and a USB port hub connected to the DC power supply, the logical switching unit of the USB port and an overvoltage protection unit of the USB port, and receiving signals from the power monitor connected to the logical switching unit of the USB port.
EFFECT: increased accuracy and reliability of measurements, reliability of received information on cardiac activity and simplified design.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к устройству для получения кардиограммы по стандартному кардиологическому отведению I, и предназначено для снятия кардиограммы с помощью устройств, имеющих интерфейс USB.The invention relates to medicine, in particular to a device for obtaining a cardiogram according to standard cardiological lead I, and is intended for taking a cardiogram using devices having a USB interface.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) заявленного изобретения можно принять наручные кардиомонитор-часы для усиления электрокардиосигнала, в которых применяется недифференциальный усилитель, а для съема электрокардиосигнала и подачи его на вход усилителя используются только два электрода: один, ближний, установлен на корпусе часов, а другой, удаленный электрод, предназначен для установления на поверхности грудной клетки, которые соединены с входами усилителя электрокардиосигнала кабелем, выполненным как витая пара проводов в изоляции, при этом один из проводов витой пары соединен одним концом с первым входом усилителя и вторым концом с удаленным электродом; второй провод витой пары одним концом подключен к ближнему электроду, а второй конец оставлен свободным. Для визуализации результатов анализа электрокардиосигнала используется матричный жидкокристаллический индикатор, позволяющий выводить на экран не только цифровые данные, но и текстовые сообщения. Для передачи электрокардиограммы для анализа в медицинское учреждение через компьютерные носители или через сеть Интернет в кардиомониторе содержится инфракрасный порт, работающий по стандартному протоколу IrDA (RU 2308883, 27.10.2007).As the closest analogue (prototype) of the claimed invention, you can take a wrist cardiomonitor-watch to amplify the electrocardiogram, in which a non-differential amplifier is used, and only two electrodes are used to pick up the electrocardiogram and supply it to the amplifier input: one, the nearest one, is installed on the watch case, and another, a remote electrode, is designed to be installed on the surface of the chest, which are connected to the inputs of the electrocardiogram amplifier with a cable made as a twisted pair wire in isolated, wherein one of the twisted pair wires is connected at one end to the first input of the amplifier and a second end remote from the electrode; the second wire of the twisted pair is connected at one end to the near electrode, and the second end is left free. To visualize the results of the analysis of the electrocardiogram, a matrix liquid crystal indicator is used, which allows displaying not only digital data, but also text messages. For transmission of an electrocardiogram for analysis to a medical institution via computer media or via the Internet, the cardiomonitor contains an infrared port operating according to the standard IrDA protocol (RU 2308883, 10.27.2007).

Недостатками указанного выше устройства являются недифференциальная схема усиления электрокардиосигнала, которая не позволяет эффективно подавлять синфазную помеху; наличие жгута проводов - кабеля пациента с выносным электродом, нивелирующего преимущества компактного основного устройства; отсутствие возможности оперативно установить электроды и начать регистрацию электрокардиосигнала при потребности в экспресс-анализе; необходимость обеспечения надежного электрического контакта электрода с кожей пациента, что, с одной стороны, требует обеспечения гальванической развязки на стороне основного устройства, а с другой - предполагает принятие специальных мер для обеспечения постоянства сопротивления перехода «кожа-электрод» на всем периоде измерений, например, контактных гелей и применения гипоаллергенных материалов или покрытий электрода.The disadvantages of the aforementioned device are the non-differential electrocardio signal amplification circuit, which does not allow to effectively suppress common mode interference; the presence of a wiring harness - a patient cable with a remote electrode, leveling the advantages of a compact main unit; the inability to quickly install the electrodes and start recording the electrocardiogram when the need for express analysis; the need to ensure reliable electrical contact of the electrode with the patient’s skin, which, on the one hand, requires galvanic isolation on the side of the main device, and on the other, requires special measures to ensure the stability of the skin-electrode transition resistance over the entire measurement period, for example, contact gels and the use of hypoallergenic materials or electrode coatings.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании устройства для получения кардиограммы, которое устраняло бы указанные выше недостатки.The problem to which the invention is directed is to create a device for obtaining a cardiogram, which would eliminate the above disadvantages.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении точности и надежности измерений, достоверности полученной информации о сердечной деятельности и упрощении конструкции за счет применения установленных непосредственно на корпусе изделия емкостных датчиков со встроенными электродами, которые включены по дифференциальной схеме, не требуют наличия электрического контакта с кожей пациента и обеспечивают гальваническую развязку на стороне основного устройства без дополнительных схемотехнических элементов.The technical result achieved by the implementation of this invention is to increase the accuracy and reliability of measurements, the reliability of the received information about cardiac activity and simplification of the design through the use of capacitive sensors installed directly on the product’s body with integrated electrodes, which are connected by a differential circuit, do not require an electric contact with the patient’s skin and provide galvanic isolation on the side of the main device without additional circuitry elements.

Указанный технический результат достигается в устройстве для получения кардиограммы, содержащем установленные на корпусе емкостные датчики электрического поля, связанный с ними потенциометр, первый каскад дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех, получающий сигнал от емкостных датчиков электрического поля и связанный со вторым каскадом дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех и драйвером аналого-цифрового преобразователя, передающим параллельно сигналы на первый и второй входы двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с фильтром синфазных помех, триггер управления приемом данных с АЦП на контроллер, связанный с источником питания постоянного тока с помехоподавляющими фильтрами, криптопроцессором, логическим блоком коммутации порта USB и разветвителем порта USB, соединенным с источником питания постоянного тока и блоком защиты от перенапряжений порта USB, и получающий сигналы с монитора питания, связанного с логическим блоком коммутации порта USB.The specified technical result is achieved in a device for obtaining a cardiogram containing capacitive electric field sensors mounted on the housing, a potentiometer connected to them, a first stage of a differential amplifier with a common mode filter, receiving a signal from capacitive electric field sensors and connected with a second stage of a differential amplifier with a common mode filter interference driver analog-to-digital Converter, transmitting in parallel signals to the first and second inputs of a two-channel analog a digital converter (ADC) with an in-phase noise filter, a trigger for controlling the reception of data from the ADC to a controller connected to a DC power source with noise suppression filters, a crypto processor, a USB port switching logic unit and a USB port splitter connected to a DC power source and a protection unit from overvoltage of the USB port, and receiving signals from the power monitor connected to the USB port switching logic block.

Потенциометр выполнен цифровым двухканальным.The potentiometer is made by digital two-channel.

В качестве АЦП применен стереофонический аудио кодер-декодер, содержащий микрофонный вход и цифровые интерфейсные шины.As an ADC, a stereo audio codec-decoder is used, containing a microphone input and digital interface buses.

Получают кардиограмму по стандартному кардиологическому отведению I.A cardiogram is obtained according to standard cardiological lead I.

Емкостные датчики электрического поля представляют собой емкостные приемники переменного электрического поля со встроенными компактными электродами, исключающими гальваническую связь пользователя с устройством.Capacitive sensors of the electric field are capacitive receivers of an alternating electric field with built-in compact electrodes that exclude galvanic communication between the user and the device.

Источник питания постоянного тока выполнен программно-управляемым, с функцией стабилизации и преобразования однополярного питающего напряжения в двухполярное, с возможностью частичного отключения потребителей в режиме пониженного энергопотребления.The DC power supply is made program-controlled, with the function of stabilization and conversion of a unipolar supply voltage to a bipolar one, with the possibility of partial disconnection of consumers in a low-power mode.

Таким образом, повышение точности и надежности измерений, достоверности полученной информации о сердечной деятельности и упрощение конструкции достигается в устройстве для получения кардиограммы по стандартному кардиологическому отведению I, содержащем емкостные датчики со встроенными электродами, дифференциальный усилитель, цифровой потенциометр, контроллер, криптопроцессор, управляемый источник питания, АЦП, интерфейс USB с блоком защиты от перенапряжений.Thus, improving the accuracy and reliability of measurements, the reliability of the received information about cardiac activity and simplifying the design is achieved in a device for receiving a cardiogram according to a standard cardiological lead I, which contains capacitive sensors with integrated electrodes, a differential amplifier, a digital potentiometer, a controller, a cryptoprocessor, a controlled power source , ADC, USB interface with surge protection unit.

Датчики представляют собой емкостные приемники переменного электрического поля со встроенными компактными электродами, исключающими гальваническую связь пользователя с устройством и повышающими безопасность пользования устройством.The sensors are capacitive receivers of an alternating electric field with built-in compact electrodes, which exclude galvanic communication between the user and the device and increase the safety of using the device.

Потенциометр для управления смещениями в дифференциальном усилителе выбран двухканальный, программируемый, с цифровой стандартной шиной.The potentiometer for controlling the displacements in the differential amplifier is selected as a two-channel, programmable, with a digital standard bus.

Дифференциальный усилитель выполнен по многокаскадной схеме, содержит фильтры синфазных помех и драйвер АЦП для согласования уровня сигнала.The differential amplifier is made according to a multistage circuit, contains common-mode noise filters and an ADC driver for matching the signal level.

В качестве АЦП выбран стереофонический аудио кодер-декодер, содержащий микрофонный вход и цифровые интерфейсные шины.As an ADC, a stereo audio encoder-decoder containing a microphone input and digital interface buses was selected.

Криптопроцессор обеспечивает корректную работу устройства с изделиями Apple.The crypto processor ensures the correct operation of the device with Apple products.

Источник питания постоянного тока выполнен программно-управляемым, с функцией стабилизации и преобразования однополярного питающего напряжения в двухполярное, с возможностью частичного отключения потребителей в режиме пониженного энергопотребления.The DC power supply is made program-controlled, with the function of stabilization and conversion of a unipolar supply voltage to a bipolar one, with the possibility of partial disconnection of consumers in a low-power mode.

Порт USB имеет разветвитель с автоматическим коммутатором на одно из двух внешних устройств. Порт USB также служит для подачи внешнего напряжения питания на устройство для получения кардиограммы.The USB port has a splitter with an automatic switch to one of two external devices. The USB port also serves to supply external voltage to the cardiogram device.

Контроллер выполняет заложенный программный алгоритм, выдает управляющие сигналы функциональным узлам устройства, координирует их работу, задает режимы работы, управляет питанием, принимает с АЦП данные от датчиков и обрабатывает их, производит обмен данными с внешними устройствами через порт USB, производит самодиагностику.The controller executes the embedded program algorithm, issues control signals to the functional units of the device, coordinates their work, sets the operating modes, manages the power, receives data from the sensors from the ADC and processes them, exchanges data with external devices via the USB port, and performs self-diagnostics.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства для получения кардиограммы (кардиомонитора).The invention is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a device for obtaining a cardiogram (cardiomonitor).

Устройство для получения кардиограммы содержит емкостные датчики 1 и 3 электрического поля, потенциометр 2 цифровой двухканальный, первый каскад 4 дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех, второй каскад 6 дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех и драйвером АЦП, двухканальный АЦП 5 с фильтром синфазных помех, триггер 7 управления приемом данных с АЦП на контроллер, программно-управляемый источник питания 8 с помехоподавляющими фильтрами, контроллер 9 с шинами управления и данных, криптопроцессор 10, логический блок 11 коммутации порта USB, монитор 12 питания, блок 13 защиты от перенапряжений порта USB, разветвитель 14 порта USB.The device for receiving a cardiogram contains capacitive sensors 1 and 3 of the electric field, a two-channel digital potentiometer 2, the first stage 4 of the differential amplifier with an in-phase noise filter, the second stage 6 of the differential amplifier with an in-phase noise filter and an ADC driver, a two-channel ADC 5 with an in-phase noise filter, a trigger 7 control the reception of data from the ADC to the controller, software-controlled power supply 8 with noise suppressing filters, controller 9 with control and data buses, cryptoprocessor 10, logical b approx 11 USB port switching, the monitor 12 power protection unit 13 against overvoltage USB port splitter 14 USB ports.

Конструктивно устройство для получения кардиограммы представляет собой пластиковый чехол, надеваемый на тыльную сторону внешнего устройства - мобильного телефона. Внутри корпуса пластикового чехла находится печатная плата с электронными компонентами и емкостными датчиками. Доступ к датчикам для пальцев двух рук обеспечивается вырезами на внешней стороне корпуса. На внутренней и внешней сторонах чехла расположены разъемы питания и передачи данных.Structurally, the device for receiving a cardiogram is a plastic case worn on the back of an external device - a mobile phone. Inside the plastic case is a printed circuit board with electronic components and capacitive sensors. Access to the sensors for the fingers of two hands is provided by cutouts on the outside of the case. There are power and data connectors on the inside and outside of the case.

Внешнее устройство представляет собой мобильный телефон с предварительно установленным программным обеспечением, который служит для передачи команд на контроллер 9 устройства для получения кардиограмм, отображения диагностической информации, результатов измерений в текстовом и графическом виде и обмена с удаленными базами данных по беспроводным каналам связи. В качестве внешнего устройства также может выступать планшетный, персональный компьютер, подключаемый кабелем через порт USB.The external device is a mobile phone with pre-installed software that serves to transmit commands to the device controller 9 for receiving cardiograms, displaying diagnostic information, measurement results in text and graphic form and exchanging data with remote databases via wireless communication channels. An external device can also be a tablet, personal computer connected via a cable via a USB port.

Устройство для получения кардиограммы работает следующим образом.A device for receiving a cardiogram works as follows.

Начальная активация устройства происходит последовательно в несколько этапов.Initial activation of the device occurs sequentially in several stages.

При подключении внешнего устройства к первому (USB1) либо второму (USB2) выходу разветвителя 14 порта USB напряжение внешнего устройства +5 В с третьего выхода разветвителя 14 подается на логический блок 11 и активирует встроенный триггер, который, в свою очередь, дает команду входящему в его состав двухканальному аналоговому коммутатору USB порта на подключение к внутренней шине устройства шины данных внешнего устройства. Одновременно с третьего выхода разветвителя 14 напряжение питания +5 В с внешнего устройства подается на второй вход программно-управляемого источника питания 8, который на соответствующей выходной шине питания формирует стабилизированное напряжение +3,3 В, питающее цифровую часть устройства.When connecting an external device to the first (USB1) or second (USB2) output of the splitter 14 of the USB port, the voltage of the external device +5 V from the third output of the splitter 14 is supplied to the logic unit 11 and activates the built-in trigger, which, in turn, gives a command to the input its composition is a two-channel analog USB port switch for connecting an external device to the data bus of the device. At the same time, from the third output of the splitter 14, a +5 V supply voltage from an external device is supplied to the second input of a program-controlled power supply 8, which forms a stabilized voltage of +3.3 V on the corresponding power output bus, supplying the digital part of the device.

После этого на выходе монитора питания 12 формируется сигнал инициализации, который подается на третий сигнальный вход контроллера 9 и устанавливает его программное обеспечение и порты в начальную конфигурацию, этот же сигнал подается на вход логического блока 11 и фиксирует выбранную конфигурацию порта USB.After that, an initialization signal is generated at the output of the power monitor 12, which is fed to the third signal input of the controller 9 and sets its software and ports to the initial configuration, the same signal is fed to the input of the logic unit 11 and fixes the selected configuration of the USB port.

Вслед за подачей питания +3,3 В также активируется криптопроцессор 10, с выхода которого по шине передается на первый вход контроллера 9 состав данных, необходимых для информационного обмена по шине USB с устройством Apple.Following the power supply of +3.3 V, the cryptoprocessor 10 is also activated, from the output of which the data necessary for data exchange via the USB bus with the Apple device is transmitted to the first input of the controller 9 via the bus.

По окончании процедуры начальной активации контроллер 9, следуя заложенному в его энергонезависимую память алгоритму и пользуясь данными криптопроцессора 10, устанавливает информационный обмен с внешним устройством и находится в ожидании внешних команд.At the end of the initial activation procedure, the controller 9, following the algorithm embedded in its non-volatile memory and using the data of the cryptoprocessor 10, establishes information exchange with an external device and is waiting for external commands.

При отсутствии внешних команд контроллер 9 через заданный промежуток времени переходит в режим пониженного энергопотребления и пребывает в нем до поступления сигнала активации от внешнего устройства, либо до отключения питания через порт USB со стороны внешнего устройства, либо до физического отсоединения внешнего устройства от разъема порта USB кардиомонитора.In the absence of external commands, the controller 9 after a specified period of time switches to low power mode and remains there until the activation signal arrives from an external device, or until the power is turned off via the USB port from the external device, or until the external device is physically disconnected from the USB port connector of the cardiac monitor .

При наличии запроса внешнего устройства на регистрацию кардиограммы контроллер 9 активирует соответствующий блок встроенного программного обеспечения и запускает последовательность команд, позволяющих регистрировать кардиологический сигнал, обрабатывать, преобразовывать, декодировать его и передавать через порт USB на внешнее устройство для хранения, отображения, анализа и дальнейших манипуляций.If there is a request from an external device for registering a cardiogram, controller 9 activates the corresponding firmware block and starts a sequence of commands that allow you to register a cardiological signal, process, convert, decode it and transfer it via an USB port to an external device for storage, display, analysis and further manipulations.

Перед началом регистрации кардиограммы контроллер 9 подает команду включения аналоговой части устройства, которое спроектировано так, что требует двухполярного питания +3,3 В / -3,3 В. Блок программно-управляемого источника питания 8, формирующий напряжение отрицательной полярности в дополнение к включенному в ходе начальной активации блоку формирования напряжения +3,3 В, запускается по сигналу, поступающему на первый вход источника питания 8 с четвертого сигнального выхода контроллера 9. В результате на соответствующей выходной шине источника питания 8 появляется стабилизированное напряжение 3,3 В и происходит включение аналоговой части устройства, а именно: датчиков, дифференциального усилителя и АЦП.Before the registration of the cardiogram, the controller 9 gives the command to turn on the analog part of the device, which is designed so that it requires bipolar power +3.3 V / -3.3 V. The block of program-controlled power supply 8, which generates a voltage of negative polarity in addition to during the initial activation, the voltage generation block +3.3 V is started by the signal supplied to the first input of the power source 8 from the fourth signal output of the controller 9. As a result, on the corresponding output bus Single supply 8 appears stabilized voltage 3.3 V is turned on and the analog portion of the device, namely: the sensors of the differential amplifier and the ADC.

При включенной аналоговой части биологические потенциалы выбранного кардиологического отведения регистрируются емкостными датчиками 1 и 3, после чего усиленные сигналы поступают соответственно на первый и второй входы первого каскада 4 малошумящего прецизионного дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех, на эти же входы раздельно подаются напряжения смещения с потенциометра 2 цифрового двухканального, запрограммированные при заводской калибровке. Целью калибровки является уравнивание коэффициентов усиления датчиков для повышения достоверности получаемых результатов, управление потенциометром осуществляет контроллер 9 по цифровой шине, для чего третий выход контроллера (шина) соединен с входом потенциометра.When the analog part is turned on, the biological potentials of the selected cardiac lead are recorded by capacitive sensors 1 and 3, after which the amplified signals are transmitted respectively to the first and second inputs of the first stage 4 of a low-noise precision differential amplifier with an in-phase noise filter, and bias voltages from potentiometer 2 are separately fed to these inputs digital dual channel programmed at factory calibration. The purpose of the calibration is to equalize the gain of the sensors to increase the reliability of the results obtained; the potentiometer is controlled by the controller 9 via a digital bus, for which the third controller output (bus) is connected to the potentiometer input.

Сигнал с первого выхода первого каскада 4 дифференциального усилителя поступает на первый вход, а сигнал второго выхода первого каскада 4 дифференциального усилителя синхронно поступает на второй вход второго каскада 6 двухканального прецизионного дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех и драйвером АЦП, где сигналы нормируются по уровню, а затем параллельно подаются соответственно на первый и второй входы двухканального АЦП 5 с фильтром синфазных помех. Вследствие сходности параметров речевых и кардиологических сигналов в качестве АЦП применен стереоаудиокодек, имеющий стандартные цифровые шины для обмена данными с контроллером 9, при этом в качестве первого и второго входов задействованы выводы одного из имеющихся микрофонных входов. Оцифрованные и предварительно обработанные данные передаются с АЦП по шине команд и данных, соединяющей первый выход АЦП 5 и второй вход контроллера 9, при этом сигнал разрешения на передачу данных формируется триггером 7 управления приемом данных, включенным между первым сигнальным выходом контроллера 9 и третьим входом АЦП 5. Логика работы триггера 7 предполагает запрет передачи данных с АЦП при отсутствии команды включения аналоговой части устройства.The signal from the first output of the first stage 4 of the differential amplifier is fed to the first input, and the signal of the second output of the first stage 4 of the differential amplifier is synchronously fed to the second input of the second stage 6 of a two-channel precision differential amplifier with an in-phase noise filter and an ADC driver, where the signals are normalized by level, and then, in parallel, respectively, are fed to the first and second inputs of the two-channel ADC 5 with an in-phase interference filter. Due to the similarity of the parameters of speech and cardiac signals, a stereo audio codec with standard digital buses for data exchange with controller 9 is used as an ADC, while the outputs of one of the available microphone inputs are used as the first and second inputs. Digitized and pre-processed data are transmitted from the ADC via the command and data bus connecting the first output of the ADC 5 and the second input of the controller 9, while the data transfer permission signal is generated by the data reception control trigger 7 connected between the first signal output of the controller 9 and the third ADC input 5. The logic of the trigger 7 involves the prohibition of data transmission from the ADC in the absence of a command to turn on the analog part of the device.

Полученные контроллером 9 от АЦП 5 данные обрабатываются в соответствии с заложенным алгоритмом и передаются со второго выхода контроллера по шине USB на первый вход разветвителя 14, а с первого или второго выхода разветвителя перенаправляются на вход USB подключенного внешнего устройства. По этому же каналу передаются управляющие сигналы.The data received by the controller 9 from the ADC 5 is processed in accordance with the embedded algorithm and transmitted from the second controller output via the USB bus to the first input of the splitter 14, and from the first or second output of the splitter are redirected to the USB input of the connected external device. Control signals are transmitted on the same channel.

В зависимости от программных настроек контроллер может передавать как обработанные данные, так и необработанные, сопровождаемые метками времени.Depending on the program settings, the controller can transmit both processed data and raw data, accompanied by time stamps.

Длительность промежутка времени для регистрации кардиограммы задается программно и управляется контроллером 9. По получении достаточного для анализа объема данных или по истечении выделенного промежутка времени контроллер 9 прекращает прием данных от АЦП 5, снимает сигналы синхронизации с соответствующей шины, а при наличии команды от внешнего устройства об окончании сеанса работы контроллер 9 программно отключает аналоговую часть, снимая соответствующий сигнал разрешения с источника питания 8, после чего переходит в режим ожидания внешних команд как после начальной инициализации.The length of time for recording a cardiogram is set programmatically and controlled by controller 9. Upon receipt of sufficient data for analysis or after a specified period of time, controller 9 stops receiving data from the ADC 5, removes synchronization signals from the corresponding bus, and if there is a command from an external device, at the end of the session, the controller 9 programmatically disables the analog part, removing the corresponding enable signal from the power source 8, and then goes into standby mode previous commands as after the initial initialization.

Для предохранения элементов схемы кардиомонитора от разрядов статического электричества и других видов импульсных помех различной мощности и длительности на входных цепях разветвителя 14 установлены распределенные компоненты блока защиты 13, представляющие собой комбинации полупроводниковых ограничителей перенапряжений.To protect the elements of the cardiomonitor circuit from static electricity discharges and other types of impulse noise of various power and duration, distributed components of the protection unit 13, which are combinations of semiconductor surge arresters, are installed on the input circuits of the splitter 14.

Claims (6)

1. Устройство для получения кардиограммы, характеризующееся тем, что содержит установленные на корпусе емкостные датчики электрического поля, связанный с ними потенциометр, первый каскад дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех, получающий сигнал от емкостных датчиков электрического поля, напряжения смещения с потенциометра и связанный со вторым каскадом дифференциального усилителя с фильтром синфазных помех и драйвером аналого-цифрового преобразователя, передающим параллельно сигналы на первый и второй входы двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с фильтром синфазных помех, триггер управления приемом данных с АЦП на контроллер, связанный с АЦП, с потенциометром и с источником питания постоянного тока с помехоподавляющими фильтрами, криптопроцессором, логическим блоком коммутации порта USB и разветвителем порта USB, соединенным с источником питания постоянного тока, логическим блоком коммутации порта USB и блоком защиты от перенапряжений порта USB, и получающий сигналы с монитора питания, связанного с логическим блоком коммутации порта USB.1. A device for obtaining a cardiogram, characterized in that it contains capacitive electric field sensors mounted on the housing, a potentiometer connected to them, a first stage of a differential amplifier with a common mode filter, receiving a signal from capacitive electric field sensors, bias voltage from the potentiometer and connected to the second a differential amplifier cascade with a common-mode interference filter and an analog-to-digital converter driver that transmits in parallel signals to the first and second inputs of a two-channel an analog-to-digital converter (ADC) with an in-phase noise filter, a trigger for controlling the reception of data from the ADC to the controller connected to the ADC, with a potentiometer and with a DC power supply with noise suppression filters, a crypto processor, a USB logic switch unit and a USB port splitter, connected to a DC power supply, a USB port switching logic unit and a USB port surge protector, and receiving signals from a power monitor connected to a US port logic block B. 2. Устройство для получения кардиограммы по п. 1, характеризующееся тем, что потенциометр выполнен цифровым двухканальным.2. A device for obtaining a cardiogram according to claim 1, characterized in that the potentiometer is made digital two-channel. 3. Устройство для получения кардиограммы по п. 1, характеризующееся тем, что в качестве АЦП применен стереофонический аудио кодер-декодер, содержащий микрофонный вход и цифровые интерфейсные шины.3. A device for obtaining a cardiogram according to claim 1, characterized in that a stereo audio encoder-decoder containing a microphone input and digital interface buses is used as an ADC. 4. Устройство для получения кардиограммы по п. 1, характеризующееся тем, что получают кардиограмму по стандартному кардиологическому отведению I.4. A device for obtaining a cardiogram according to claim 1, characterized in that a cardiogram is obtained according to a standard cardiological lead I. 5. Устройство для получения кардиограммы по п. 1, характеризующееся тем, что емкостные датчики электрического поля представляют собой емкостные приемники переменного электрического поля со встроенными компактными электродами, исключающими гальваническую связь пользователя с устройством.5. A device for obtaining a cardiogram according to claim 1, characterized in that the capacitive sensors of the electric field are capacitive receivers of an alternating electric field with built-in compact electrodes that exclude galvanic communication between the user and the device. 6. Устройство для получения кардиограммы по п. 1, характеризующееся тем, что источник питания постоянного тока выполнен программно-управляемым, с функцией стабилизации и преобразования однополярного питающего напряжения в двухполярное с возможностью частичного отключения потребителей в режиме пониженного энергопотребления.6. The device for obtaining a cardiogram according to claim 1, characterized in that the DC power supply is made programmatically controlled, with the function of stabilizing and converting a unipolar supply voltage to a bipolar one with the possibility of partial disconnection of consumers in low power mode.
RU2015155883A 2015-12-25 2015-12-25 Cardioqvark cardiac monitor scheme RU2631643C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155883A RU2631643C2 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Cardioqvark cardiac monitor scheme
PCT/RU2016/000282 WO2017111655A1 (en) 2015-12-25 2016-05-11 Cardioqvark heart monitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155883A RU2631643C2 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Cardioqvark cardiac monitor scheme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015155883A RU2015155883A (en) 2017-06-28
RU2631643C2 true RU2631643C2 (en) 2017-09-25

Family

ID=59090804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155883A RU2631643C2 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Cardioqvark cardiac monitor scheme

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2631643C2 (en)
WO (1) WO2017111655A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2005101516A (en) * 2005-01-24 2006-07-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕОмский научно-исследовательский институт приборостроени (RU) METHOD OF ELECTROMAGNETIC RESONANCE IMPEDANESOMETRY OF LIVING TISSUES OF BIOLOGICAL OBJECT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2414171C1 (en) * 2009-11-02 2011-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Phonocardiological attachment to electrocardiograph
US20140336519A1 (en) * 2010-05-18 2014-11-13 Zoll Medical Corporation Wearable ambulatory medical device with multiple sensing electrodes
US20150005608A1 (en) * 2012-02-08 2015-01-01 Easyg Llc Electrode units for sensing physiological electrical activity
US20150087959A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Jürgen Rössler Correction of Capacitively Acquired EKG Signals in Conjunction with Measurements

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2005101516A (en) * 2005-01-24 2006-07-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕОмский научно-исследовательский институт приборостроени (RU) METHOD OF ELECTROMAGNETIC RESONANCE IMPEDANESOMETRY OF LIVING TISSUES OF BIOLOGICAL OBJECT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2414171C1 (en) * 2009-11-02 2011-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Phonocardiological attachment to electrocardiograph
US20140336519A1 (en) * 2010-05-18 2014-11-13 Zoll Medical Corporation Wearable ambulatory medical device with multiple sensing electrodes
US20150005608A1 (en) * 2012-02-08 2015-01-01 Easyg Llc Electrode units for sensing physiological electrical activity
US20150087959A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Jürgen Rössler Correction of Capacitively Acquired EKG Signals in Conjunction with Measurements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕКМАЧЕВ А. Датчики EPIC от Plessey Semiconductors — прорыв в сенсорных технологиях. Компоненты и технологии, No 1, 2013. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017111655A1 (en) 2017-06-29
RU2015155883A (en) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190150777A1 (en) Dual-supply analog circuitry for sensing surface emg signals
US8155732B2 (en) ECG system for use in ECG signal measurement of intra-cardiac ECG using a catheter
KR101651537B1 (en) Apparatus and method for measuring electrocardiogram using wireless communication
US9265478B2 (en) Wireless electronic stethoscope
WO2009021080A3 (en) Methods and apparatus for electrical stimulation of tissues using signals that minimize the effects of tissue impedance
US20170105071A1 (en) Sound Channel Configuration Method and Apparatus and Earphone Device
CN104202691A (en) Earphone for electrocardiograph detection and mobile terminal
US20170142521A1 (en) Sound Channel Configuration Method and Apparatus and Earphone Device
CN204600458U (en) A kind of portable general type three leads electrocardioscanner
CN103169467A (en) Mobile phone with electrocardio data acquisition function and electrocardio data acquisition method
RU2631643C2 (en) Cardioqvark cardiac monitor scheme
CN205126200U (en) Traditional chinese medical science pulse manifestation assists diagnostic device
JP2011156194A (en) Electrocardiographic device
CN108601544A (en) For the electrometric device and method of the heart
WO2016145438A8 (en) Earbud electrocardiogram monitor and associated systems and methods
CN204863259U (en) Multifunctional stethophone
CN203119976U (en) Cell phone for electrocardio acquisition
US20150080696A1 (en) Measurement device with electroencephalography and electrocardiography functionalities
TWM553985U (en) Physiological signal sensing device
US11241181B2 (en) Bio-signal measurement apparatus, docking apparatus and methods of their coupling
TW200711625A (en) Integrated apparatus for sensing human body signals and electrical stimulation
RU2690112C1 (en) Usb-device for recording electrocardiograms
CN104622462A (en) Novel heart and blood vessel monitoring device with electrocardiosignal measuring function
Wang et al. A portable platform development for Android-based healthcare monitoring
TWI779038B (en) Physiological signal measurement device