一种多导联的ecg信号采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明及一种信号采集装置及方法，特别是一种多导联的ECG信号采集装置。
【背景技术】
[0002]心电是人体重要生物电信息之一。心电信号属于一种周期性的电生理信号，经人体组织传到体表，并在体表产生电位差。心电图(ECG，Electrocard1graph)信号是由心脏肌肉收缩所产生的电生物信号，是一种微弱的模拟信号，电压幅值在ImV到4mV之间。心电信号采集实际是一个连续获取电位差的过程，即计算贴合在生物体心脏附近两个电极之间的微弱电位差，最后将这种随时间连续变化的电位差描绘到图纸上就形成了心电图。测量电极一旦离开生物体表面基本就测不到了，且心电信号内往往耦合有大量的噪声及干扰信号，比如最直接的由设备自身产生的直流噪声，来自于生物体表面的肌电干扰，呼吸干扰，来自于环境的50Hz/60Hz工频干扰，以及由于测电极或导联线阻抗发生变化而引起的基线漂移等等。这都增加了心电信号提取的困难程度。因此衡量一个心电监测设备的性能，最主要的指标之一就是设备提取心电信号的能力及输出心电信号的图形质量。
[0003]传统的心电图采集装置通常采用集成电路形成，但存在信号灵敏度不高或信号精度不可调的问题。对于采用电阻及电容等分立元件形成的心电图采集装置，又存在采集装置体积过大、功耗高和灵活性差等缺点。由于心电信号本身很微弱，外界干扰很直接影响采集信号的真实性，特别是采集装置内部的噪声会严重影响采集效果。
[0004]传统心电信号采集过程中存在以下一些问题:
[0005]1、心电信号具有近场监测特点，若电极贴与生物体表产生微小距离或受到体表汗液影响时，便基本检测不到心电信号了 ；
[0006]2、心电信号属微弱信号，幅度通常在ImV到4mV之间，现有采集设备很难对这个范围的信号进行采集；
[0007]3、心电信号属低频信号，能量集中在150Hz以下，常用心电信号采集装置难以满足心电监测设备设计带宽在0.05Hz到150Hz之间的要求；
[0008]4、心电信号易受外界环境噪声的干扰，特别是50Hz的工频干扰。
[0009]因此，需要一种抗干扰能力强，具有通用性且成本低的心电图采集装置。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供以解决信号采集过程中存在噪声干扰和共模信号干扰的问题，同时解决单电源时无法采集到完整信号的问题。
[0011]为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:一种多导联的ECG信号采集装置，该装置包括
[0012]第一参考信号采集单元，具有用于输入第一电位信号的参考输入端；
[0013]与N个输入端耦合的N个信号采集单元，N为大于等于I的自然数；
[0014]负反馈放大电路，具有用于输出反馈信号的信号输出端，
[0015]第一参考信号采集单元，包括第一运算放大器，其同相输入端与参考输入端耦合，其反相输入端与其输出端耦合，
[0016]每一信号采集单元包括一个输入端、一个第二运算放大器以及带通滤波和二级放大电路，其输出与该信号采集装置的N个输出端中相应的一个输出端耦合，
[0017]所述N个输入端之一与相应的信号采集单元中第二运算放大器的同相输入端耦合，该第二运算放大器的反相输入端与其输出端耦合，并与所述第一运算放大器的输出耦合至同一节点，
[0018]负反馈放大电路包括第三运算放大器，来自所述节点的信号耦合至其反相输入端，其输出端耦合至该信号采集装置的反馈输出端。
[0019]优选的，该信号采集装置进一步包括:
[0020]分别与信号采集装置的每一输入端耦合的N+1个低通滤波电路；和
[0021]与反馈输出端耦合的低通滤波电路，
[0022]每一低通滤波电路依次包括气体放电管或瞬态电压抑制管、RC低通滤波单元和限压电路。
[0023]优选的，所述第一参考信号采集单元进一步包括:
[0024]親合在第一运算放大器的反相输入和地电位之间的第一电阻器；
[0025]親合在第一运算放大器的反相输入和输出之间的第二电阻器；且
[0026]每一信号采集单元进一步包括:
[0027]耦合在第二运算放大器的反相输入和所述同一节点之间的第三电阻器，以及
[0028]耦合在第二运算放大器的反相输入和输出之间的第四电阻器。
[0029]优选的，所述第一运算放大器和每一信号采集单元中的第二运算放大器的频率响应相同，
[0030]所述第一电阻器和各第四电阻器的阻值相同，并且
[0031]所述第二电阻器和各第三电阻器的阻值相同。
[0032]优选的，每一带通滤波和二级放大电路分别包括串联连接的RC高通滤波器和包括第四运算放大器的低通滤波器，所述RC高通滤波器的输出与所述第四运算放大器的同相输入连接。
[0033]优选的，每一信号采集单元进一步包括分别耦合在所述带通和二级放大电路的输出和相应的一个输出端之间的直流偏置及反相放大电路。
[0034]优选的，所述直流偏置及反相放大电路包括单电源供电的第五运算放大器，第五运算放大器的反相输入端接收来自带通和二级放大电路的输出，其同相输入端通过退耦电容器接地。
[0035]优选的，每一信号采集单元进一步包括与第二运算放大器的输出耦合的RC低通滤波器。
[0036]优选的，所述直流偏置及反相放大电路进一步包括耦合在其输出的RC低通滤波器。
[0037]优选的，所述第一至第四运算放大器为双电源供电运算放大器.
[0038]本发明的有益效果如下:
[0039]本发明所述技术方案可有效抑制心电信号采集过程中噪声干扰和共模信号干扰的，提供采集心电信号的准确度和稳定度，利用本发明所述装置可在单电源供电时，采集到完整的心电信号。本发明采集装置的输出是一个模拟量，通过在该采集装置的后端使用A/D转换器或集成有A/D转换器的微处理器，可对采集装置输出的心电信号进行进一步数字化处理，最终在显示器或LCD屏幕等显示设备或打印设备中得到常规的心电图。根据本发明的ECG信号采集装置是一种基于电子线路的硬件装置，它可精确采集生物体内的微弱的心电信号，通过调理放大，输出稳定的心电信号，因而可适用于任何商用ECG心电监测设备或产品，可直接集成在医用或家用心电监护仪，心电图机，便携式心电监测盒，HolteH动态心电图)等设备或产品的内部，作为一个独立的心电采集模块使用。
【附图说明】
[0040]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明；
[0041]图1示为一种多导联的ECG信号采集装置的电路图；
[0042]图2示为扩展模块的电路图。
【具体实施方式】
[0043]下面将参照附图并结合优选实施例对本发明作进一步详细说明。
[0044]如图1所示，本发明公开了一种多导联的ECG信号采集装置，该装置包括第一参考信号采集单元、第一信号采集单元、第二信号采集单元和负反馈放大电路。
[0045]第一参考信号米集单元包括第一电位信号参考输入端LL、第一运算放大器U201 ；第一运算