专利名称：家用实时分析心电心音监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种家用实时分析心电心音监测仪的制备方法。
背景技术：
动态心电监测仪是一种能够24小时监测人体心电信号的仪器，它是利用心电电极采集人体的心电信号，并且利用微型记录仪记录下来，利用回放设备显示数据图形和分析结果。它主要应用于心率失常及心肌缺血的定性与定量分析诊断，还可以应用于心悸、胸痛、呼吸困难、头晕、昏厥等模糊症状的鉴别诊断，心血管药物的疗效评价。心音图是将人体心脏搏动的机械信号利用心音传感器采集，传送记录仪记录，在终端设备上显示和打印。它能够将医生的听诊数据记录下来，将医生不容易分辨的信号显示出来，能有效地弥补听诊的不足。心电图结合心音图，能够大大提高心血管疾病的鉴别和诊断水平，对于了解心血管功能，选择治疗，判断病理以及研究某些疾病的机理都提供很有价值的资料。
目前已有的动态心电监测仪主要分为三部分，一是数据采集部分，主要是一次性心电电极或者可重复使用的心电信号采集器，二是心电信号记录仪，它主要用来不失真地记录心电电极和心电信号采集器所采集的人体心电信号，三是图谱分析和终端回放设备，它主要包括个人电脑、图谱分析软件和打印机。如西安蓝港HOLTER24小时动态心电图系统，它主要由以上三部分组成。国内生产的心音图机，如上海星宇电子仪器厂生产的TJY-6胎心音监护仪，大多利用多谱勒效应制成探头，后续电路复杂，功耗大，体积大。上述心电图机和心音图机所设计的面向对象是大型的医院，他们一般体积和功耗较大，价格昂贵，不能为一般家庭所接受，并且其操作的人性化和配置也不适合家庭。
发明内容
本发明的目的是提供一种家用实时分析心电心音综合监测仪。
本发明是利用心电电极和心音传感器采集人体的心音信号和心电信号，经过滤波后进入同相放大器放大到适合A/D转换的值域范围，然后信号输入单片机分析处理，分析处理后的数据进入闪存卡保存，同时在液晶显示屏幕上显示分析结果和图形。
本发明具体是利用PVDF薄膜研制传感器作为心音信号的采集器件，普通一次性心电电极作为心电信号采集器；心音信号和心电信号各占一个通道；一片工业级的单片机完全实现数据的采集和控制；心电信号通过阻抗变换电路后，通过低通滤波电路滤掉高频；心音信号则通过隔直电容耦合；然后心电和心音信号进入同相放大电路放大到适合单片机运用的幅度范围；经放大后的信号送入单片机处理；然后数据存入闪存卡；并且根据病人操作在液晶屏幕上显示分析结果和图形。
图1是便携式家用动态心电心音监测仪原理图。
图2是便携式家用动态心电心音监测仪的模拟电路图的心电导联和心音导联。
图3是便携式家用动态心电心音监测仪的电路图的数字处理部分。
具体实施例方式
本发明的实施方案结合附图描述如下图1是家用实时分析心电心音监测仪原理图。心电信号和心音信号通过低通滤波后送入差分放大电路放大，差分放大分为一级放大和二级放电，经过差分放大电路放大后的信号再通过同相放大电路放大到适合单片机A/D转换的幅度，经过单片机处理过的数据送入闪存卡和液晶屏幕，在液晶上实时显示图形和分析结果。单片机、闪存卡和液晶的电源由电池通过DC/DC变换器转换后提供。本发明的特点是仪器具有实时分析和显示功能。
图2为家用实时分析心电心音监测仪的心电和心音部分的模拟电路图部分。整个模拟部分分为两个部分，一部分为心电导联，一部分为心音导联。
心电部分采用双端信号输入。输入的心电信号通过C1和C2隔直电容耦合后低通滤波器。两个输入端通过R1和R2接地，提供对地电压。R1、R2和C3构成低通滤波器。放大器U1和U2对双端输入信号进行差模放大。U1、U2、R3、R4、R5、R6和R7构成差模放大器，放大倍数由R4、R5和R6控制。这里U1、U2、R3、R4、R5、R6和R7高度对称，减少放大器失真。经过差模放大的信号送入下级放大器，U3、R8和R9构成二级差模放大器，放大倍数由R8控制。经过同相放大器后的数据通过C4隔直电容耦合，数据送入同相放大器放大到适合A/D转换的幅度。U4、R11/R12和C5构成同相放大器。U1、U2、U3和U4为集成运算放大器，工作电压为低压3.3V。
心音部分采用单端输入模式。由心音传感器采集的人体心音信号通过隔直电容耦合C7耦合后，送入差模放大器U5和U6放大，放大倍数由R16、R17、R18和R19控制。U7和R21、R22构成二级差模放大器，C10为隔直电容，经隔直电容耦合后的信号送入同相放大器放大到适合A/D转换的幅度。U8、R24和C11构成同相放大器。VDD为对地电压，经过放大的信号进入单片机的PF0端口进行A/D转换。U5、U6、U7和U8为集成运算放大器，工作电压为3.3V。
图3，为家用实时分析心电心音监测仪的心电和心音部分的数字电路部分。经过模拟放大电路放大后的心电和心音信号送入单片机的PF0和PF1端口进行A/D转换；单片机PF2、PF3、PF4和PF5分别连接功能键S5、S6、S7和S8，用来人为控制单片机器的工作状态，包括单片机的复位，读写和报警；AGND和GND为接地，电位为0V；端口AVCC和VCC、PEN通过DC/DC变换器对单片机供电；单片机的PA*分别和闪存卡的I/O*端口、液晶端口PIN*相连，为单片机向闪存卡和液晶片写入数据的数据线，PA*为PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7，I/O*为I/O0、I/O1、I/O2、I/O3、I/O4、I/O5、I/O6和I/O7，PIN*为PIN7、PIN8、PIN9、PIN10、PIN11、PIN12、PIN13和PIN14；单片机的PC4端口和闪存卡CE端口相连，控制闪存卡的状态；单片机的RD、WR分别和闪存卡的RE和WE相连，控制闪存卡的读写；PD3端口和DC/DC变换器的PFD相连；PD4端口和闪存卡的R/B端口相连；PD5端口和闪存卡的CLE端口相连；PD6端口和闪存卡的ALE端口相连；PD7端口和闪存卡的WP端口相连；单片机的XTAL2和XTAL3与晶振相连，为单片机提供时钟信号。单片机的工作电压为3.3V，型号为ATMEGA128L。
U9为液晶片，USS、VDD分别连接地和电源，电压为3.3V，PIN18和PIN3通过电阻R26相连，R26取值为0～4.7KΩ，调整液晶片的对比度；液晶片的PIN4端口与单片机的PD1端口相连；PIN5端口与单片机的PE0端口相连；PIN6端口与单片机的PE1端口相连；液晶片的PIN15和PIN16端口分别与PD0和PE6端口连接，作为片选信号；液晶片的PIN17端口和单片机PE5端口相连，控制液晶的复位。液晶片的工作电压为3.3V。液晶片型号为HS12864-16A。
本发明提供一种能够实时分析的家用心电心音监测系统。提供一个导联的心电数据和一组的心音数据。本发明的特点是具备实时分析功能、设计科学和人性化，适合于普通家庭使用。另外，它还具有可靠性好，数据存储容量大，功耗低，体积小，便携式和价格低等特点。
权利要求
1.一种家用实时分析心电心音监测仪，利用心电电极和心音传感器采集人体的心音信号和心电信号，经过滤波后进入同相放大器放大到适合A/D转换的值域范围，然后信号输入单片机分析处理，分析处理后的数据进入闪存卡保存，同时在液晶显示屏幕上显示分析结果和图形。
2.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述心音信号采集器为压电薄膜传感器；所述心电信号采集器为普通一次性心电电极。
3.如权利要求1或2所述的监测仪，其特征在于，所述心电部分采用双端信号输入，心音部分采用单端输入模式。
4.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，心电信号通过阻抗变换电路后，通过低通滤波电路滤掉高频；心音信号则通过隔直电容耦合；然后心电和心音信号进入同相放大电路放大进入单片机。
5.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述单片机端口为PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7；所述闪存卡的端口为I/O0、I/O1、I/O2、I/O3、I/O4、I/O5、I/O6和I/O7；所述液晶显示屏端口为PIN7、PIN8、PIN9、PIN10、PIN11、PIN12、PIN13和PIN14。
6.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述单片机为工业级的单片机。
全文摘要
本发明属于家用实时分析心电心音监测仪的制造。仪器总共包括一个导联的心音信号和一个导联的心电信号。采集的心电信号和心音信号通过具有两个通道的接口进入滤波电路、差模放大电路和同相放大电路。经模拟放大电路放大后的信号送入单片机处理，处理后的数据在闪存卡中保存，并且实时在液晶屏幕上显示图形和分析结果。本发明的特点是仪器具有实时分析和显示功能。可以在监测的同时在液晶屏幕上显示监测的图形和分析的结果。
文档编号A61B5/0402GK1615795SQ20041001130
公开日2005年5月18日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者刘雅言 申请人:中国科学院长春应用化学研究所