专利名称：动态智能心电监护仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态智能心电监护仪，特别适用于医院和家庭对心律失常病人进行实时诊断和报警监护。
目前国内外用于心电图分析的仪器，大都线路比较复杂，并配以专用微机、打印机等，因此成本较高，体积较大，不便推广普及。而且国内大部分心电分析仪对心电的诊断也都不是实时的，如中国专利“心电电脑分析仪”(CN86200317U)。
本实用新型的目的是提供一种能够对心电信号进行实时分析和报警、并且体积小、成本低、功能齐全的动态智能心电监护仪。
本实用新型是通过以下方式实现的它的硬件电路由心电信号放大电路，滤波电路、A／D转换电路、单片机、声音报警电路、显示电路组成。心电信号放大电路是由集成电路U和U组成的具有高输入阻抗和高共模仰制比的数据放大器。滤波电路是由集成电路U和阻容元件组成的无过冲响应的复合滤波器。
软件由采样程序、限频 波程序、诊断报警程序、信号发送程序组成。都已固化在单片机的EPROM中。
其工作原理如下心电路信号经过导联送到心电路信号放大器进行放大，本放大器的输入级是由场效应管组成的，故输入阻抗高。同时本放大器的共模仰制比大于80db(20周时测试)，因此具有很强的抗干扰能力。由于心电信号是双极性的，而A／D转换是单极性的，本放大器可以通过零点电位调整，来保证心电信号不失真。并且具有抗基线漂移的性能。被放大的心电信号送至滤波电路，主要滤去50周和高频干扰。然后，信号经A／D转换器转换为数字信号，数字信号经采样进入内存。单片机对心电信号进行数字滤波后，由诊断报警程序执行实时分析处理。如心律正常，显示电路显示心律数，如为非正常心律，则显示心律失常的分类号，同时蜂鸣器响。
本实用新型也可通过调频发射电路，用无线方式把报警信号发给佩带接收机是护理人员。
本实用新型也可以置为记录心电信号状态，通过有线或无线方式发送自适应DPCM码心电信号，由收录机接收，经重放仪回放。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步祥述
图1为实用新型的原理框图图2为心电信号放大电路原理图图3为滤波电路原理图图4为调频发射电路原理图图5为重放仪的单片机解调电路和D／A转换电路原理图图6为重放仪整形电路原理图图7为重放仪的输出放大电路原理图在图2中，数据放大器是由U1、U2、R1－12、C1－4、W1组成的。图中U是两个对称的放大器。为了适应A／D转换器的单极性，可通过放大器U进行零点电位调整，具体通过调整W来实现。由电极引来的心电信号接放大器的输入端A、B、C。放大器的输出端D接滤波电路的输入端E。图中，R 、R 为10K、R 、R 、R为4.7M、R 为100K、R 为33K、W 为47K、C 为240PF、C 为1uf、U为LM353、U为LM351。
在图3中，复合滤波器是由U3、R13－17、C5－8组成的，它滤除了50周和高频干扰，并且无过充响应，使心电信号不至被高噪声淹没，为单片机进行数字信号处理提供了保证。图3中，U为LM324，R13、R15、R17为5.6KΩ，R14为56KΩ，R16为820KΩ，C5、C8为0.1uF，C6－7为0.047uF。
滤波器的输出端F接A／D转换器，A／D转换器的输出由单片机采样进入内存。单片机可采用8749。心电信号采样速率为200次／秒，由于8749仅有2K程序储器和128个RAM，资源是有限的，为解决此问题，程序中仅存的心电信号的QRS波群点，实时采样实时判断R顶点，仅存放有用点的信号供分析之用。
8749也可用8039外部扩展数据存储器至64K，可以将出现异常情况时的心电波形记录在计算机RAM中，经过回放供医生分析。
为了准确的判病，对数字心电信号进行系列予处理，首先由限频 波程序对信号进行数字滤波，滤去50周及较小的肌电干扰，而后去漂移，漂移太大归“零”处理。
QRS波群的检出是诊断的基础，本实用新型是采用隔点斜率为判据，并以上一次斜率作为自适应的标准，以减少干扰。为了确定QRS波群的宽度，本实用新型采用了积分求和的方法，这种方法的好处是抗干扰能力强。用这种方法计算，转析点处不再分段处理，是检出QRS波宽度的一种又快又可靠的方法。
本监护仪对心动过缓、过速的上下限值可根据临床由使用者自行设定，各种报警可根据需要而加以仰制，各种报警信号由显示电路显示，可由液晶显示，也可由数码管显示。同时由声音报警进行音响报警，声音报警电路由放大器和蜂鸣器组成。
在图4中，调频发射电路由BG1、R18－22、L0、L1－2、C9－12组成，由单片机的P27来的数字信号加到BG1的基报进行频率调制。发射信号可以是报警信号，也可是采用自适应DPCM码的心电信号，这种编码形式直接用录音机录制时，心电信号的幅度和时间不受带速的影响。DPCM码为增量脉冲码调制，把原来的8位码压缩为5位码。
图4中，R18为20KΩ，R19为1MΩ，R 为51KΩ，R21为10KΩ，R22为1KΩ，C9－10为1000PF，C11为10PF，C12为2.4PF，L1－2为12uH，BG1为3DG11D。
图5－7为重放仪电路原理图，由收录机来的自适应DPCM码调频信号，由整形电路(图6)整形，整形输出至单片机解调电路和D／A转换电路(图5)的下端，由软件实现解调，解调后的信号经D／A转换器至输出放大级(图6)，输出放大级输出至示波器，达到重放的目的。
图6整形电路由LM339、R25－36、R35、D1－3、74LS00组成。LM339为比较器，由收录机来的信号只要大于D1、D2的阀值，则都能很好的整形，变为规则的方波。74LS00的作用是由单片机控制决定输入信号的相位。
图5为单片机解调电路及D／A转换电路，它由U4(CPU8039)、U7(EPROM2716)、U5(CTC／PIO8155)、总线码动U8(74LS273)、D／A转换器U6(DACO832)组成。8039和2716组成单片机电路，扩展8155是为了使用8155的定时器，以提高精度。
图5中，晶体SJZ、C13－15组成时钟电路。BG2为反相器。
图7的输出放大电路是由LM324、R31－34、C16组成。D／A转换器的输出接放大器的输入，放大器的输出接示波器。
重放仪与收录机和示波器配合使用可重放心电信号。
本实用新型的优点是对心律失常病人进行实时诊断和实时报警。能准确地自动识别九种异常心律，即能对停博、传导阻滞、室性早博、室上性早博、心律过缓、室上性心动过速、室性心动过速、室性逸博、室上性逸博进行实时报警，同时它可用普通录音机记录心电信号，也可用带调频的收录机用无线方式记录心电信号，回放后供医生分析用。也可用无线报警，因此功能比较齐全。它还具有体积小，成本低等优点。
权利要求1.一种动态智能心电监护仪，它包括有模数转换电路、显示电路，其特征在于它还包括有a、单片机和声音报警电路；b、心电信号放大电路，它是由集成电路U1和U2组成的具有高输入阻抗和高共模仰制比的数据放大器；c、滤波电路，它是由集成电路U3和阻容元件组成的无过冲响应的复合滤波器。
2.根据权利要求1所述的监护仪，其特征在于它还可以具有一个用于发射报警信号和采用DPCM码的心电信号的调频电路，调频发射电路的输入端接单片机，它是由BG1、R18－22、C9－12、L0L1－2组成的。
3.根据权利要求2所述的监护仪，其特征在于它具有一个由整形电路、解调器、D／A转换器、输出放大器组成的重放仪，解调器是由8039和2716组成的单片机解调电路，实现软件解调，重放仪与收录机和示波器配合使用可重放心电信号。
4.根据权利要求1或2所述的监护仪，其特征在于采样程序、限频 波程序、诊断和报警程序、信号发送程序固化在单片机的EPROM中。
专利摘要本实用新型涉及一种动态智能心电监护仪。它是由心电信号放大电路、滤波电路、A/D转换电路、单片机、声音报警电路、显示电路、调频发射电路及重放仪组成。本监护仪能及时准确地自动识别九种异常心律，发出报警信号。并能以无线方式向护理人员报警，对不需监视的异常心律可抑制报警。也可用普通录音机记录心电信号、或用带调频的收录机用无线方式记录心电信号，回放后供医生分析用。该仪器具有实时诊断，实时报警、体积小、功能全、成本低的优点。
文档编号A61B5/02GK2036404SQ88206779
公开日1989年4月26日 申请日期1988年6月4日 优先权日1988年6月4日
发明者耿肇英, 谷明, 谭功泉, 尹振敏 申请人:河北省电子技术研究所