一种多导联心电采集盒的制作方法

本实用新型涉及多导联心电信号检测领域，特别涉及一种多导联心电采集盒。

背景技术：

冠心病即心脏病，是由于人体心脏中冠状动脉阻塞而引发的一种疾病。根据世界卫生组织统计，全世界每年超过1200万人死于冠心病。研究表明，心肌梗塞、心肌缺血等是冠心病发作前常出现的情况。在临床应用中，心电 (Electrocardiography，ECG)可以表征心脏的一种电活动，在医疗信号检测上大多是体积庞大、价格高昂的医疗设备来采集心电信号，进而评估心脏的状况。

目前有提出的采集装置采用单一导联来采集ECG信号，无法获取丰富的心脏活动状况；也有心电采集装置使用十二导联电极获取标准导联心电图，但无法满足切换不同导联方式的需求，给检测ECG信号带来了不便；并且现有技术还存在导联装置体积较大、采集ECG信号导联操作复杂等问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种多导联心电采集盒，其特征在于，包括导联心电采集外壳100以及设置在导联心电外壳中的第一电板160 和第二电板150，所述第一电板包括标准导联电极接口130、上位机USB接口 140、多通道模拟前端调理模块121、微型处理器123、电源管理芯片124和通信模块，所述电源管理芯片124为多通道模拟前端调理模块121、微型处理器 123和通信模块提供稳定工作电压，所述多通道模拟前端调理模块121和通信模块均与微型处理器123连接；所述第二电板150包括多路切换开关122和电源指示灯，所述多路切换开关122与多通道模拟前端调理模块121连接。

优选的，所述微型处理器123包括内核处理器和双向串口通信口1231，所述内核处理器用于对采集的心电数据进行数字滤波以及处理双向串口收发器接受到的命令，所述双向串口通信口1231用于与上位机通信。

优选的，所述标准导联电极接口130设置在导联心电采集外壳的前侧101，所述上位机USB接口140、多路切换开关122和电源指示灯127设置在导联心电采集外壳的后侧102。

优选的，所述导联心电采集外壳100的宽度为3cm～8cm，长度为6cm～ 13cm，高度为1.5cm～5cm。

优选的，所述多通道模拟前端调理模块121采用了TI公司的两片OPA4170 芯片和一片ADS1258芯片，分别实现对原始心电信号的滤波、放大以及模数转换。

作为一种可选的实施方式，所述通信模块包括USB隔离芯片125和电平转移芯片126，所述USB隔离芯片125分别与电平转移芯片126、微型处理器的双向串口通信口1231、上位机USB接口140和电源管理芯片124连接，所述电平转移芯片126与上位机USB接口140连接。

优选的，所述USB隔离芯片125采用TI公司的ISOW7821芯片，所述电平转移芯片126采用沁恒公司的CH340B芯片。

作为另一种可选的实施方式，所述通信模块包括无线收发芯片，所述无线收发芯片与微型处理器的双向串口通信口1231连接，微型处理器通过无线收发芯片与上位机进行无线通信。

优选的，所述微型处理器123采用意法半导体公司的STM32L151CBT6芯片。

优选的，所述电源管理芯片124采用TI公司的LP3985芯片。

本实用新型提供的一种多导联心电采集盒不仅采集盒体积小、设计美观，还可以采集多种导联的ECG信号、输出干扰小的ECG信号，为检测ECG信号提供了便利。

附图说明

图1为本实用新型多导联心电采集盒的整体设计图；

图2为本实用新型心电信号采用的标准导联电极接口结构示意图；

图3为本实用新型多路切换开关示意图；

图4为本实用新型采用的微控制处理器结构示意图；

图5为本实用新型USB隔离芯片结构示意图；

图6为本实用新型一种多导联心电采集盒通信模块的优选实施例；

图7为本实用新型一种多导联心电采集盒采用与上位机USB接口有线连接的优选实施例；

图8为本实用新型连接上位机显示的十二导联心电波形图肢体导联波形图；

图9为本实用新型连接上位机显示的十二导联心电波形图胸导联波形图；

图10为本实用新型连接上位机显示的CM5导联心电波形图；

图11为本实用新型连接上位机显示的Nehb-D导联心电波形图；

其中，100-导联心电采集外壳，101-导联心电采集外壳的前侧，102-导联心电采集外壳的后侧，110-多导联电极，121-多通道模拟前端调理模块，122- 多路切换开关，123-微型处理器，1231-双向串口通信口，124-电源管理芯片， 125-USB隔离芯片，126-电平转移芯片，127-电源指示灯，130-标准导联电极接口，140-上位机USB接口，150-第二电板，160-第一电板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种多导联心电采集盒，包括导联心电采集外壳100以及设置在导联心电外壳中的第一电板160和第二电板150，所述第一电板包括标准导联电极接口130、上位机USB接口140、多通道模拟前端调理模块121、微型处理器123、电源管理芯片124和通信模块，所述电源管理芯片124为多通道模拟前端调理模块121、微型处理器123和通信模块提供稳定工作电压，所述多通道模拟前端调理模块121和通信模块均与微型处理器123连接；所述第二电板 150包括多路切换开关122和电源指示灯，所述多路切换开关122与多通道模拟前端调理模块121连接。

在本实用新型的实施例中多导联心电采集盒的形状，如图1，导联心电采集外壳100设计成长6cm、宽5cm、高2cm的矩形盒体，导联心电采集外壳100 内包含第一主板160和第二主板150，标准导联电极接口130设置在导联心电采集外壳的前侧101，所述上位机USB接口140、多路切换开关122和电源指示灯127设置在导联心电采集外壳的后侧102；第一电路板160和第二电路板150 之间通过PFC软排线实现电连接，且第一电路板160和第二电路板150通过铆钉与螺丝固定在多导联心电采集外壳100内部。

优选的，所述微型处理器123包括内核处理器和双向串口通信口1231，所述内核处理器用于对采集的心电数据进行数字滤波以及处理双向串口收发器接受到的命令，所述双向串口通信口1231用于与上位机通信。

优选的，所述多导联电机110为扣式的标准十二导联心电线，包含连接人体的RA、LA、RL、LL肢体导联电极和C1、C2、C3、C4、C5、C6胸导联电极，以及DB15针接口的公口；所述标准导联电极接口130为标准DB15针接口的母口，与多导联电机110上的DB15针接口的公口匹配；所述上位机USB接口140采用micro型USB母口，用于连接USB传输线，实现与上位机的USB 通信；

优选的，第一主板160和第二主板150共同构成ECG信号的采集和处理，第一主板160上的多通道模拟前端调理模块121通过标准导联电机接口130与多导联电极110连接，多通道模拟前端调理模块121包括两片OPA4170芯片和一片ADS1258芯片，两块OPA4170芯片能够将多导联电极110采集的ECG信号分别进行滤波、放大，ADS1258芯片能够将进行滤波、放大之后的心电信号进行数模转换之后传输到微型处理器123中；

优选的，多路切换开关122采用六路拔码开关或者八路模拟开关，用于手动或自动切换多导联ECG信号的采集；

优选的，微型处理器123采用意法半导体公司的STM32L151CBT6芯片，此芯片内部包含内核处理器Cotex-M3和双向串口通信口1231，对来自多通道模拟前端调理模块121的数字信号进行数字信号滤波处理，并通过双向串口通信口1231与上位机建立数据传输；

优选的，电源管理芯片124采用TI公司的LP3985芯片，为USB隔离芯片 125、多通道模拟前端调理模块121和微型处理器123提供稳定的工作电压。

优选的，标准导联电极接口130的DB15接口、多路切换开关122和微型控制器123之间的连接方式如图2-4，肢体导联电极RA、LA、RL、LL分别通过 DB15接口的第九管脚、第十管脚、第十四管脚、第十一管脚传递信号至微型处理器123的第十一管脚、第八管脚、第一管脚和第六管脚，胸导联电极C1、C2、 C3、C4、C5、C6分别通过DB15接口的第十二管脚、第一管脚、第二管脚、第三管教、第四管脚、第五管脚传递信号给多路切换开关122的第一管脚到第六管脚和微型控制器的第四管脚、第十管脚、第九管脚、第七管脚。第五管脚和第三管脚；所述微型处理器123通过第十九管脚上传数据到隔离芯片125的第十三管脚，微型处理器123通过第十八管脚从隔离芯片125的第十四管脚下载数据；多路切换开关122的第七管脚到第十二管脚之间并联，且与DB15接口的第十四管脚连接，即接收肢体导联电极RL的信号。

作为一种通信模块可选的实施方式，如图7所示，本实施例的通信模块选择有线连接，上位机USB接口140为micro型USB连接接口、电平转移芯片 126和USB隔离芯片125的连接关系如图5-6，上位机USB接口140的第二管脚与电平转移芯片126的第六管脚连接，上位机USB接口140的第三管脚与电平转移芯片126的第五管脚连接；所述电平转移芯片126采用CH340B芯片，将上位机USB接口140的USB电平转换为TTL电平；电平转移芯片126的第二管脚上传信号至USB隔离芯片125的第三管脚，电平转移芯片126的第三管脚从USB隔离芯片125的第四管脚下载信号，USB隔离芯片125的电源输入端，即第十五管脚和第十六管脚，与特性阻抗为600欧姆的磁珠连接，实现上位机 USB接口140与USB隔离芯片125之间的电气隔离，减少USB隔离芯片125 输出电源的高频干扰；

优选的，USB隔离芯片125采用TI公司的ISOW7821，所述USB隔离芯片分别与上位机USB接口140和电平转移芯片126连接，此芯片用于USB电源隔离和数据传输通路的隔离；所述USB电平转移芯片采用沁恒公司的CH340B芯片，用于将USB电平转换为TTL电平，实现USB数据传输。

作为另外一种通信模块可选的实施方式，所述通信模块包括无线收发芯片，所述无线收发芯片与微型处理器的双向串口通信口1231连接，微型处理器通过无线收发芯片与上位机进行无线通信。

将多导联电极110连接电极片，按照标准解刨学的位置连接在体表上，将肢体导联电极和胸导联电极在人体上构成willson十二导联心电体系，多导联心电采集盒通过USB有线连接上位机，在上位机中可显示标准十二导联心电波形图，其中肢体导联的波形图如图8所示，胸导联的波形图如图9所示。

多导联心电采集盒的路切换开关122拨至屏蔽单极胸导联模式，按照相关医用连接方法，将肢体导联电极在人体上将RA导联电极与LA导联电极构成 CM5导联，其波形图如图10所示；RA导联电极与LL导联电极Nehb-D导联，其波形图如图11所示，多导联心电采集盒100通过USB有线连接上位机，在上位机中可显示CM5和Nehb-D导联心电波形图。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。