专利名称：液晶屏心电r-r间期左对齐逐波显示法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗仪器心电图显示方法，尤其是涉及一种液晶屏心电R-R间 期左对齐逐波显示方法及装置。
背景技术：
心电图的应用已有二三十年历史，特别是近十年来的电脑技术飞速发展， 用单片机(又叫微控制器)、高容量FLASH非易失内存、LCD液晶显示屏、充 电锂离子电池及高性能集成仪表放大器IC构成心电记录显示的系统已很成熟、 典型。但它们所显示的心电图还是类似心电图记录纸上的一长串连续心电波曲 线，如经常在医院病房或电视上看到的。这种简单显示方式在家用类的袖珍心 电监测仪上就很不实用，LCD屏太小或分辨率不够，导致心电波曲线很小、关 键心电波形特征因分辨率不够而缺失，特别是常用的心律不齐问题很难直观看 出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液品屏动态逐波显示心电图方法及其装置，使 显示的一帧帧心电波形曲线正好是一个个左对齐的心电R-R间期。将有限的液 晶显示屏点阵充分用来只显示一个放大的R-R间期心电波群；用单片机或微控 制器控制的心电记录显示装置可方便地发现异常心电情况，并保持显示暂停让 人看清、记住。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
l.一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示方法-
用单片机或微控制器控制的心电记录显示装置来采样心电数据，智能地识
别心电波群中的R波或异常情况；该方法的步骤如下
1) 将液晶显示屏以一帧一帧地显示心电波形曲线，每帧只详细显示1.2秒的 心电波形曲线，在识别R波的基础上，通过控制每帧显示从R波的统一位置开 始，正常范围正好出现2个R波，即一个R-R间期波群，下一帧的左边R波就 是上一帧的右边R波，实用上为看清完整的左边R波，将左边的R波固定在显 示屏边的5mm处，右边R波的位置随心博快慢前后变动心博快时，右边R 波偏左；心博慢时，右边R波偏右，同时即时心率数值也在左上方显示；
2) 对心博在60 100次/分范围内的正常心电波形，较快一帧一帧地显示并跳过，当出现任何非正常心电波形或心博心率超出正常范围时，屏上显示保持 暂停，让人看清非正常心电波形态，若仪器能识别出是何种心电图问题的，则 直接在下方用文字显示，然后由按键决定是继续看后面的还是往前搜索一点看 看附近一个范围内的心电波形情况，对非正常心电波釆用简单的逐帧连续显示 方式。
由于整屏只显示1.2秒一个R-R间期波群的心电波形曲线，对心电信号基线 上下波动偏离极敏感，人体活动幅度大一点或夏天身上有汗时电极松紧变化就 会造成波形向上或向下偏出显示屏外，必须有基线稳定电路或等效软件控制算 法，这里公开了 一种高效而简单的实用电路，原理是将心电放大器的输出经电 阻、电容滤波后反馈到心电放大器的反向输入端，并且电阻是受单片机或微控
制器控制的基线偏移严重时数值小；基线逐渐趋稳后电阻加大以减小基线稳
定电路引起的心电采样数据失真。
以上1)、 2)步骤所述的显示方式常用在心电记录的回放过程，若实时心电监 测也要用以上l)、 2)步骤所述的显示方式，则遇到问题时的停顿不能太长，并用 声音报警，停顿时的实时心电数据仍自动记录在内存中，以备后续回放。
2.—种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示装置
包括仪表放大器IC、有源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电路、A/D转换、单 片机或微控制器、大容量存贮器和液晶显示屏；仪表放大器IC输出与有源低通 滤波及50Hz陷波抗干扰电路输入端相连，有源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电 路输出与A/D转换输入端相连，A/D转换输出与单片机或微控制器连接，单片 机或微控制器通过总线分别与大容量存贮器和液晶显示屏连接。仪表放大器IC 增加了基线稳定负反馈电路，具体接法是仪表放大器IC的输出端分出一路经 第一电阻R1、第二电阻.112及电容(:1构成的低通滤波电路，并将其输出经第三 电阻R3连接到仪表放大器IC的反相输入端，第一电阻Rl是受单片机或微控制 器控制的数字电位器或CMOS模拟开关。
本发明具有的有益效果是
1) 液晶屏每帧尽可能大地显示一个R-R间期心电波群图形，使形态细节能 看清楚；
2) 恰到好处地利用液晶显示屏是动态显示器件来动态一帧帧地显示一个接 一个的R-R间期心电波群曲线，并且各帧有统一左对齐的显示起点，使逐帧显 示的心电波有了直观上的可比性。若右边R波前后晃动大则明显说明心律不 齐严重；在几乎重叠的正常波中偶发一两个非正常波会使人很快发现问题。3)遇到异常情况会停顿或报警，让人看清是电极松脱还是非正常心电波形 态，很快使用者就知道了有问题的心电波形。
因此，这种心电显示法很直观地让非心电医生的普通人也能看出个大概情 况，特别适用于家用类袖珍心电监测仪上的小液晶显示屏。
图1是心电R-R间期左对齐逐波显示方法示意图。
图2是典型的单片机或微控制器控制的心电记录显示装置构成原理框图。 图3是基线稳定负反馈电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
用单片机或微控制器控制的心电记录显示装置来采样心电数据，智能地识 别心电波群中的R波或异常情况。R波的识别有多种方法，其中根据R波的明 显特征斜率、幅度都为最大，且远大于波群中其它各波，因此判斜率、幅度 最大的就是R波是简单的基本方法，且很容易由单片机或微控制器控制的心电 记录显示装置来实现，当然也包括R-R间隔计算、检测非正常心博都可实现。
如图1所示，该方法的步骤如下
1) 将液晶显示屏以一帧一帧地显示心电波形曲线，每帧只详细显示1.2秒 的心电波形曲线，在识别R波的基础上，通过控制每帧显示从一个R波提前一 点的统一位置(5mm)开始，正常范围正好出现2个R波，即一个R-R间期波 群。下一帧的左边R波就是上一帧的右边R波。实用上为看清完整的左边R波， 将左边的R波固定在显示屏边的5mm处，如图1中的(A)、 (B)、 (C)所示。 右边R波的位置随心博快慢前后变动心博快时，右边R波偏左；心博慢时， 右边R波偏右，这样逐帧显示的心电波形就有了直观上的可比性，若右边R波 前后晃动大则明显说明心律不齐严重；在位置上几乎重叠的正常波中偶发一两 个非正常波也会让人看后印象深刻。同时由单片机或微控制器算出的即时心率 数值也在左上方固定位置显示；
2) 对心博在60 100次/分范围内的正常心电波形，较快一帧一帧地显示并 跳过，如图1中的(A)、 (B)、 (C)所示。当出现任何非正常心电波形或心博 心率超出正常范围时，屏上显示保持暂停，让人看清非正常心电波形态，如图1 中的(D)、 (E)、 (F)、 (G)所示。若装置能识别出是何种心电图问题的，则直 接在下方用文字显示，如图1 (D)、 (E)中下方出现的文字。然后由按键决定 是继续看后面的还是往前搜索一点看看附近一个范围内的心电波形情况，对非正常心电波采用简单的逐帧连续显示方式。
每屏左上方的数值为即时心率(次/分)；每屏右下方的数值分别为累计至当 前的非正常与正常心博数。
由于整屏只显示1.2秒一个R-R间期波群的心电波形曲线，对心电信号基线 上下波动偏离极敏感，人体活动幅度大一点或夏天身上有汗时电极松紧变化就 会造成波形向上或向下偏出显示屏外，必须有特殊基线稳定电路或等效软件控 制算法，这里公开了一种高效而简单的实用电路，原理是将心电放大器(就是 仪表放大器IC)的输出经电阻、电容滤波后又反馈到心电放大器的反向输入端， 并且电阻是受单片机或微控制器控制的基线偏移严重时数值小；基线逐渐趋
稳后电阻加大以减小基线稳定电路引起的心电采样数据失真。
以上1)、 2)步骤所述的显示方式常用在心电记录的回放过程，若实时心电监 测也要用以上1)、 2)歩骤所述的显示方式，则遇到问题时的停顿不能太长，并用 声音报警，停顿时的实时心电数据仍自动记录在内存中，以备后续回放。
每帧只显示1.2秒心电曲线是132X65LCD小液晶屏的常用数值，对横向点 数更高的显示屏适当加长到1.5秒以上也是可以的，此时一帧会出现两个以上的 R-R间期波群(即看见三个以上的R波)。
如图2所示， 一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示装置，也就是本发 明多处称为单片机或微控制器控制的心电记录显示装置，包括仪表放大器IC(在 医学领域中叫心电放大器)、有源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电路、A/D转换、
单片机或微控制器、大容量存贮器和液晶显示屏。仪表放大器IC输出与有源低 通滤波及50Hz陷波抗干扰电路入端相连，有源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电 路输出与A/D转换输入端相连，A/D转换输出与单片机或微控制器连接，单片 机或微控制器通过总线分别与大容量存贮器和液晶显示屏连接。
如图3所示，仪表放大器IC增加了基线稳定负反馈电路(即上面所说的特殊 基线稳定电路)，具体接法是仪表放大器IC的输出端分出一路经电阻R1、 .R2 及电容C1构成的低通滤波电路，并将其输出经电阻R3连接到仪表放大器IC的 反相输入端。并且电阻R1是受单片机或微控制器控制的基线偏移严重时数值 小;基线逐渐趋稳后电阻Rl加大以减小基线稳定电路引起的心电采样数据失真。 实用上Rl是数字电位器或CMOS模拟开关。
这种方案从理论上讲，在频率很低时，仪表放大器的共模抑制比会非常差， 事实上已经破坏了仪表放大器的典型结构，所以别人不去用。但实际上心电信 号的低频部分就是一条基线(没有增益要求)，只要求其尽快地稳定在屏的中下部，即当频率很低时增益接近o，此时共模抑制比差早已不起作用了。在实际工
作时，Rl是动态的当心电极刚接到身上时或接触不良时，输入电平突然变化，
导致显示曲线偏到顶部饱和或底部饱和，此时R1用较小的阻值，以产生强的负 反馈使心电图尽快稳定到屏的中下部，波形当然有较大的失真暂不管；当心电 图逐渐稳定到屏中下部后(注意这里心电输入是用电容隔离直流的)，自动调大 Rl的阻值，以减小这种负反馈引起的心电图失真。
本发明针对的单片机或微控制器控制的心电记录显示装置一般都是微功耗 系统，用充电锂离子电池供电，与有50Hz工频强干扰的电网完全隔离。若要同 接电网电源的设备联机实时传送数据，比如电脑联机，必须用光隔离数字通讯。 在这样的条件下，心电放大器的抗共模干扰要求已大幅降低，常用的右腿驱动 电路也不要了。
以上所述的诸方法步骤及原理图显然都是最基本的，实用上根据产品的定 位及规格不同可以有多种等效变形。在本发明的精神和权利要求的保护范围内， 对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1、一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示方法，用单片机或微控制器控制的心电记录显示装置来采样心电数据，智能地识别心电波群中的R波或异常情况，其特征在于，该方法的步骤如下1)将液晶显示屏以一帧一帧地显示心电波形曲线，每帧只详细显示1.2秒的心电波形曲线，在识别R波的基础上，通过控制每帧显示从R波的统一位置开始，正常范围正好出现2个R波，即一个R-R间期波群，下一帧的左边R波就是上一帧的右边R波，实用上为看清完整的左边R波，将左边的R波固定在显示屏边的5mm处，右边R波的位置随心博快慢前后变动心博快时，右边R波偏左；心博慢时，右边R波偏右，同时即时心率数值也在左上方显示；2)对心博在60～100次/分范围内的正常心电波形，较快一帧一帧地显示并跳过，当出现任何非正常心电波形或心博心率超出正常范围时，屏上显示保持暂停，让人看清非正常心电波形态，若装置能识别出是何种心电图问题的，则直接在下方用文字显示，然后由按键决定是继续看后面的还是往前搜索一点看看附近一个范围内的心电波形情况，对非正常心电波采用简单的逐帧连续显示方式。
2、 根据权利要求1所述的一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示方法， 其特征在于由于整屏只显示1.2秒一个R-R间期波群的心电波形曲线，对心电 信号基线上下波动偏离极敏感，人体活动幅度大一点或夏天身上有汗时电极松 紧变化就会造成波形向上或向下偏出显示屏外，必须有基线稳定电路或等效软 件控制算法，这里公开了一种高效而简单的实用电路，原理是将心电放大器的 输出经电阻、电容滤波后反馈到心电放大器的反向输入端，并且电阻是受单片 机或微控制器控制的基线偏移严重时数值小；基线逐渐趋稳后电阻加大以减 小基线稳定电路引起的心电采样数据失真。
3、 根据权利要求1所述的一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示方法， 其特征在于以上l)、 2)步骤所述的显示方式常用在心电记录的回放过程，若实 时心电监测也要用以上1)、 2)步骤所述的显示方式，则遇到问题时的停顿不能太 长，并用声音报警，停顿时的实时心电数据仍自动记录在内存中，以备后续回 放。
4、 一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示装置，包括仪表放大器IC、有 源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电路、A/D转换、单片机或微控制器、大容量存贮器和液晶显示屏；仪表放大器IC输出与有源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电 路输入端相连，有源低通滤波及50Hz陷波抗干扰电路输出与A/D转换输入端相 连，A/D转换输出与单片机或微控制器连接，单片机或微控制器通过总线分别 与大容量存贮器和液晶显示屏连接；其特征在于仪表放大器IC增加了基线稳 定负反馈电路，具体接法是仪表放大器IC的输出端分出一路经第一电阻Rl、 第二电阻,R2及电容CI构成的低通滤波电路，并将其输出经第三电阻R3连接 到仪表放大器IC的反相输入端，第一电阻R1是受单片机或微控制器控制的数 字电位器或CMOS模拟开关。
全文摘要
本发明公开了一种液晶屏心电R-R间期左对齐逐波显示方法及装置。用单片机或微控制器控制的心电记录显示系统装置来采样心电数据，智能地识别心电波群中的R波或异常情况。在识别R波的基础上，通过控制每帧显示从一个R波提前一点的统一位置开始，将心电图在小液晶屏上显示为一帧帧左边R波对齐的一个个R-R间期心电波形曲线，使小液晶屏的显示区域充分用来显示一个R-R间期心电波群曲线，波形好坏详细可比、心律不齐问题直观；正常心电波形显示得快，遇到问题时暂停，让人看清非正常心电波形态。由于这种显示法的特殊性，在装置中设有抗心电基线上下波动偏离电路。本方法特别适用于家用类袖珍心电监测仪上的小液晶显示屏。
文档编号A61B5/0452GK101406394SQ20081012211
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者金隐华 申请人:浙江大学