一种集成的便携式心电与皮电监测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于医疗技术领域与电子通讯技术领域，特别涉及一种集成的便携式心电与皮电监测仪。
【背景技术】
[0002]心电和皮电信号是人体重要的生理参数，人情绪的波动或者心理压力的变化都会引起心电传导组织的生理特征发生变化，而这些变化都会使其电生理活动规则发生变化，这些变化能够传导到人体皮肤表面，因此通过放置在人体皮肤表面适当位置的心电传感器就可以记录心脏活动的电位变化;同时人情绪的波动或者心理压力的变化也会引起人体皮肤电阻值发生变化。对心电和皮电值的跟踪测量对预测人体情绪与心理压力的变化有重要意义。而目前市场上存在的关于对心电与皮电的测量仪器都是分开的，而且大部分体积都比较大，不方便携带。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种集成的便携式心电与皮电监测仪，具有小巧、便携且超低压供电，超低功耗的特点，可以实时的看到用户的心电图与皮肤电阻值，帮助用户了解自身的情况。而且这种便携式心电与皮电监测仪价格低廉，可以更好的普及并能在社会中广泛使用。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0005 ] 一种集成的便携式心电与皮电监测仪，包括智能设备以及心电与皮电信号采集模块，其特征在于，
[0006]所述心电与皮电信号采集模块包括:
[0007]心电放大电路，输入与人体相接，获取心电信号并进行放大；
[0008]皮电放大电路，输入与人体相接，获取皮电信号并进行放大；
[0009 ]滤波电路，输入与心电放大电路的输出相接，对心电信号进行滤波处理；
[0010 ]隔呙模块，输入与滤波电路的输出相连；
[0011 ] A/D转换模块，输入与隔离模块的输出以及皮电放大电路模块的输出相连，
[0012]微控制器，通过数据总线与A/D转换模块输出相连，微处理器的输出通过UART转USB模块与智能设备相连。
[0013]所述心电放大电路和滤波电路使用集成信号调理模块AD8232与AD8603芯片对心电信号进行放大与滤波，并使用干电池供电。
[0014]AD8232集成信号调理芯片内置一个专用仪表放大器，一个运算放大器，一个右腿驱动放大器，一个中间基准电压缓冲器。其中内置的仪表放大器可放大ECG(心电)信号，其增益固定设置为100;右腿驱动放大器使仪表放大器输入的共模电压反向，并向人体注入，从而改善了系统的共模抑制性能;运算放大器和基准电压缓冲器，加上一定的电容、电阻元件构成有源滤波器，对内置仪表放大器输出的ECG信号进行滤波。AD8603芯片是运算放大器，由其构成的低通有源滤波器，对AD8232芯片输出的ECG信号进行了进一步的放大和滤波，并驱动心跳指示电路。
[0015]所述集成信号调理模块AD8232配置为使用双极点0.5Hz高通滤波器，后接双极点40Hz低通滤波器。
[0016]所述隔离模块采用P521光电隔离器件，以隔离心电采集模块和接收处理模块的电源，达到减少干扰，提高人体接触安全性的目的。
[0017]所述皮电放大电路采用LM324N芯片。
[0018]所述微控制器为单片机。
[0019]所述UART转USB模块使用FT232R芯片。
[0020]所述智能设备为支持OTG功能的智能手机或电脑ο
[0021]所述智能设备还包括用于显示心电与皮电信息的显示器。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:这种便携式心电与皮电监测仪具有小巧、便携且超低压供电，超低功耗的特点，通过手机可以实时的看到用户的心电图与皮肤电阻值，帮助用户了解自身的情况。而且这种集成便携式心电与皮电监测仪价格低廉，可以更好的普及并能在社会中广泛使用。
【附图说明】
[0023]图1为集成便携式心电与皮电监测仪结构示意图。
[0024]图2为本实用新型的心电放大与滤波电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
[0026]如图1所示，本实用新型的心电信号采集模块由心电放大电路、滤波电路、隔离模块、A/D转换模块、微控制器和UART转USB模块组成，A/D转换模块、UART转USB模块分别连接到微控制器上。人体的心电信号由心电导联线采集，再经过心电放大电路，滤波电路，隔离模块，与A/D转换模块相连，微控制器控制心电信号的采集，并将采集到的心电图参数通过UART转USB模块传送到手机等智能设备上，可实现对心电图数据的分析处理和显示。本实用新型的皮电信号采集模块由皮电放大电路模块、A/D转换模块、微控制器和UART转USB模块组成，A/D转换模块、UART转USB模块分别连接到微控制器上。人体的皮电信号由皮电传感器采集，再经过由LM324N运算放大器构成的皮电放大电路，与A/D转换模块相连，微控制器控制皮电信号的采集，并将采集到的皮电图参数通过UART转USB模块传送到手机等智能设备上，可实现对皮电数据的分析处理和显示。
[0027]如图2所示，使用集成信号调理模块AD8232与AD8603芯片对心电信号进行放大与滤波。配置AD8232为使用双极点0.5Hz高通滤波器，后接双极点40Hz低通滤波器。
[0028]AD8232内置的运算放大器和电压源基准缓冲器，和电路外围的电阻与电容构成二阶有源高通滤波器，其截止频率为0.5Hz，AD8603放大器与外围电阻电容构成二阶低通有源滤波器，其截止频率为40Hz。整个心电模拟前端构成了带宽接近40Hz的带通滤波器。
[0029]具体地，AD8232集成信号调理芯片内置一个专用仪表放大器，一个运算放大器，一个右腿驱动放大器，一个中间基准电压缓冲器。其中内置的仪表放大器用于放大ECG(心电)信号，其增益固定设置为100;右腿驱动放大器使仪表放大器输入的共模电压反向，并向人体注入，从而改善了系统的共模抑制性能；运算放大器和基准电压缓冲器，加上必要的电容、电阻元件构成有源滤波器，对内置仪表放大器输出的ECG信号进行滤波。AD8603芯片是运算放大器，由其构成的低通有源滤波器，对AD8232芯片输出的ECG信号进行了进一步的放大和滤波，并驱动心跳指示电路。
[0030]隔离模块采用P521光电隔离器件，避免直接采用USB电压供电对采集敏感的心电信号造成干扰。
[0031]通过单片机自带的ADC12模块将模拟信号转变为数字信号，并封装成一定的格式使用UART接口传输给手机、计算机等其他上位机系统。
[0032 ]通过UART转USB模块将采集到的心电与皮电数据发送到智能设备上。
[0033]智能设备上预设的软件运用新算法将心电与皮电数据进行数字滤波和心电R波的提取，最终显示在设备屏幕上。这样就可以通过支持OTG功能的智能设备随时监测患者的心电与皮电值。
[0034]以上所述的本实用新型的实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种集成的便携式心电与皮电监测仪，包括智能设备以及心电与皮电信号采集模块，其特征在于， 所述心电与皮电信号采集模块包括: 心电放大电路，输入与人体相接，获取心电信号并进行放大； 皮电放大电路，输入与人体相接，获取皮电信号并进行放大； 滤波电路，输入与心电放大电路的输出相接，对心电信号进行滤波处理； 隔尚模块，输入与滤波电路的输出相连； A/D转换模块，输入与隔离模块的输出以及皮电放大电路模块的输出相连， 微控制器，通过数据总线与A/D转换模块输出相连，微处理器的输出通过UART转USB模块与智能设备相连。2.根据权利要求1所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于， 所述心电放大电路和滤波电路使用集成信号调理模块AD8232与AD8603芯片对心电信号进行放大与滤波，并使用干电池供电。3.根据权利要求2所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于，所述集成信号调理模块AD8232配置为使用双极点0.5Hz高通滤波器，后接双极点40Hz低通滤波器。4.根据权利要求1所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于，所述皮电放大电路采用LM324N芯片。5.根据权利要求1所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于，所述微控制器为单片机。6.根据权利要求1所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于，所述UART转USB模块使用FT232R芯片。7.根据权利要求1所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于，所述智能设备为支持OTG功能的智能手机或电脑。8.根据权利要求1或7所述集成的便携式心电与皮电监测仪，其特征在于，所述智能设备还包括用于显示心电与皮电信息的显示器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种集成的便携式心电与皮电监测仪，由智能设备和心电与皮电的信号采集模块组成，心电信号的采集模块由心电放大电路模块、滤波电路、隔离模块、A/D转换模块、微控制器和UART转USB模块组成，皮电信号的采集模块由皮电放大电路模块、A/D转换模块、微控制器和UART转USB模块组成；本实用新型可以将测量结果通过USB接口显示在安装有相应APP的手机上，省去专门的显示模块，体积小，价格低，方便随身携带，且可以实时的记录并显示心电与皮电的数据，帮助用户实时的监测自己的健康状况，也极大的方便了与此相关的科学研究的进行。
【IPC分类】A61B5/0402, A61B5/04
【公开号】CN205386149
【申请号】CN201521127572
【发明人】赵玺, 邹建华, 刘虎, 刘艳艳, 郜万顺, 武志辉
【申请人】西安交通大学, 广东顺德西安交通大学研究院
【公开日】2016年7月20日
【申请日】2015年12月29日