专利名称：一种心电起搏信号的检测与抑制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗诊断用的测量或监护设备，尤其涉及心电测量及监护设备中心电起搏信号的检测与抑制电路。
背景技术：
起搏器是用来产生周期性电脉冲的电刺激器。这些脉冲信号被加到置于心脏表面、心肌内或心腔里的电极上，从而将刺激传递到心脏，引起心脏的收缩，最终使心脏恢复自行按正常心率工作的功能。因此，所述起搏器在治疗心脏传导阻滞问题上有很大作用。装有心脏起搏器的病人在使用心电监护仪时，由于有起搏信号参杂在正常心电信号中，且起搏信号的信号强度远大于正常心电信号强度，原有心电检测电路中的滤波电路远不能达到抑制起搏信号，使得起搏信号严重影响心电监护仪显示的心电波形，医护人员无法有效得知被监护病人目前的状态。中国专利授权公告号CN 1923312B，授权公告日为2010年9月29日的发明专利公开了滤除起搏信号的心电处理电路及其方法，其电路包括缓冲电路、放大电路、高通滤波电路、起搏脉冲检测电路和选通开关，该发明虽然能够较好的将心电信号中的起搏信号检测出并滤除掉，但无法在一个电路中实现起搏信号滤除的同时将起搏信号显示出来，同时由于其电路部件太过简单，其滤波效果也有待提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有心电起搏信号的检测与抑制电路功能单一、滤波效果差的缺点和不足，提供一种滤波效果好、功能多的心电起搏信号的检测与抑制电路。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是:一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源、起搏信号检测电路和心电信号处理器，所述心电信号与起搏信号源的输出端分别与起搏信号检测电路和滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端连接隔直电容的信号输入端，隔直电容的信号输入端连接心电信号输出端，所述起搏信号检测电路的输出端与心电信号处理器的输入端相连接，所述心电信号处理器的输出端与起搏信号抑制开关电路的输入端相连接，起搏信号抑制开关电路的输出端与隔直电容的信号输入端相连接，所述起搏信号检测电路包括高阻抗信号隔离电路、起搏信号微分电路、绝对值电路、起搏信号整形电路和起搏信号放大整形电路，所述高阻抗信号隔离电路的输入端与心电信号与起搏信号源的输出端相连，高阻抗信号隔离电路的输出端与起搏信号微分电路的输入端相连接，所述起搏信号微分电路的输出端与绝对值电路的输入端相连接，所述绝对值电路的输出端分别与起搏信号整形电路和起搏信号放大整形电路的输入端相连接，所述起搏信号整形电路和起搏信号放大整形电路的输出端与心电信号处理器的输入端相连接。所述高阻抗信号隔离电路为同相放大器电路。所述起搏信号微分电路为两级微分电路。
所述起搏信号整形电路包括一个电压比较器电路和一个信号整形电路，所述电压比较器电路的输出端与信号整形电路的输入端相连接。所述起搏信号放大整形电路包括一个具有增益放大功能的带通滤波器电路、一个电压比较器电路和一个信号整形电路，所述具有增益放大功能的带通滤波器电路的输出端与电压比较器的输入端相连接，所述电压比较器的输出端与信号整形电路的输入端相连接。所述起搏信号抑制开关电路包括一个组合开关集成电路，所述组合开关集成电路的输出端与隔直电容偏向滤波电路的一端相连接。与现有技术相比，本发明的有益效果为:1、本发明一种心电起搏信号的检测与抑制电路增加了起搏信号的检测显示功能，使的能够只用一个电路模块就能够实现多种功能，从而精简了整个设备的电路规模，节省了成本。2、本发明一种心电起搏信号的检测与抑制电路采用了多个子电路对起搏信号进行拾取、处理及抑制，使得起搏信号检测的准确率更高，抑制效果也更好。3、本发明一种心电起搏信号的检测与抑制电路用组合开关集成电路中的电子开关将隔直电容信号输入端对地短路从而将起搏信号能量释放掉，将隔直电容的两端都接地，使得隔直电容两端的电压为0，减少了电路杂波对心电信号的影响，使得检测到的心电信号更加准确
图1是本发明的整体方框图。图2是本发明中的高阻抗信号隔离电路的电路原理图。图3是本发明中的起搏信号微分电路的电路原理图。图4是本发明中的绝对值电路的电路原理图。图5是本发明中的起搏信号整形电路的电路原理图。图6是本发明中的起搏信号放大整形电路的电路原理图。图7是本发明中的心电信号处理器的电路原理图。图8是本发明中的起搏信号抑制开关电路的电路原理图。图中:心电信号与起搏信号源1，滤波电路2，隔直电容3，心电信号滤波、放大电路4，起搏信号检测电路5，高阻抗信号隔离电路6，起搏信号微分电路7，绝对值电路8，起搏信号整形电路9，起搏信号放大整形电路10，心电信号处理器11，起搏信号抑制开关电路12。
具体实施例方式以下结合
和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参见图1 图8，一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源1、起搏信号检测电路5和心电信号处理器11，所述心电信号与起搏信号源I的输出端分别与起搏信号检 测电路5和滤波电路2的输入端相连接，所述滤波电路2的输出端连接隔直电容3的信号输入端，隔直电容3的信号输出端连接心电信号滤波、放大电路4，所述起搏信号检测电路5的输出端与心电信号处理器11的输入端相连接，所述心电信号处理器11的输出端与起搏信号抑制开关电路12的输入端相连接，起搏信号抑制开关电路12的输出端与隔直电容3的信号输入端相连接，所述起搏信号检测电路5包括高阻抗信号隔离电路
6、起搏信号微分电路7、绝对值电路8、起搏信号整形电路9和起搏信号放大整形电路10，所述高阻抗信号隔离电路6的输入端与心电信号与起搏信号源I的输出端相连，高阻抗信号隔离电路6的输出端与起搏信号微分电路7的输入端相连接，所述起搏信号微分电路7的输出端与绝对值电路8的输入端相连接，所述绝对值电路8的输出端分别与起搏信号整形电路9和起搏信号放大整形电路10的输入端相连接，所述起搏信号整形电路9和起搏信号放大整形电路10的输出端与心电信号处理器11的输入端相连接。本发明的原理为:起搏信号检测电路5中的高阻抗信号隔离电路6起到信号隔离的作用，使得起搏信号检测电路5不会影响正常的心电信号。起搏信号与心电信号的区别为信号的单位时间电压变化量△ V/ △ t不同，通过设置微分电路的相关参数，使得起搏信号能够通过微分电路，而心电信号无法通过微分电路。由于起搏信号有正负两种电平，为了便于后续电路的设计，经过绝对值电路8，将提取出的起搏信号全部转变为正电平。由于当起搏信号幅度较低时，并不会对心电波形产生影响，只有当幅度大于某一阈值时，才会影响正常心电波的数据采集。所以将绝对值电路8输出的起搏信号分为两路。一路为起搏信号整形电路9，一路为起搏信号放大整形电路10。心电信号处理器11通过中断响应来自起搏信号整形电路9和起搏信号放大整形电路10的信号指示，当收到起搏检测信号时，程序会将起搏信号在心电波上的位置信息进行记录，并将数据发送到上位机进行标识；当收到的是起搏抑制中断时，程序则会控制起搏信号抑制开关电路12，对起搏信号进行抑制。实施例1:参见图2，高阻抗信号隔离电路6主要由运算放大器U54A、电容⑶211、电容C212组成，运算放大器U54A、电容⑶211、电容C212组成放大倍数为一倍的同相放大器，利用它的高输入阻抗，起到信号隔离的作用。经过隔离后的信号进入起搏信号微分电路7。参见图3，起搏信号微分电路7主要由运算放大器U54B、运算放大器U34B、电容C188、电阻R204、电阻R1 18、电容C174、电容C169、电阻R119、电容C101、电阻R120组成。运算放大器U54B、运算放大器U34B、电容C188、电阻R204、电阻Rl 18、电容C174、电容C169、电阻Rl 19、电容ClOl、电阻R120组成两级微分电路，使用两级微分电路能够有效地提取起搏信号，滤除心电信号。经过滤除后的信号进入绝对值电路8参见图4，绝对值电路8主要由电阻R122、电阻R180、电阻R110、二极管D14、二极管D13、运算放大器U35A、运算放大器U35B组成，因为起搏信号的范围为±2mV ±700mV，绝对值电路将±2mV ±700mV的信号变化为+2mV +700mV信号。经过绝对值电路处理过的起搏信号进入起搏信号整形电路9和起搏信号放大整形电路10。参见图5，起搏信号整形电路9主要由U2A、电阻R153、电阻R154、电阻R182、电阻R185、门电路UF20组成，经过绝对值电路处理过的起搏信号由运算放大器U2A的2号引脚输入，运算放大器U2A、电阻R153、电阻R154、电阻R182、电阻R185组成了一个电压比较器电路，其电压阀值由电阻R153与电阻R154的分压值决定。将起搏信号与电阻R153和电阻R154的分压值进行比较，当起搏信号大于电阻R153与电阻R154的分压值时，比较起电路输+5V出高电平到门电路UF20，经过门电路UF20对电压比较器电路输出信号整形后送到心电信号处理器11进行处理。
参见图6，起搏信号放大整形电路10主要由无源高通滤波电路(电容C98、电阻R121组成)、同相电压放大电路(电阻R68、电容C92、电阻R181、运算放大器U3A组成)、无源低通滤波电路(电阻R175、电容C73组成)、同相电压放大电路(电阻R179、电阻R178、电容C72、运算放大器U3B组成)、无源低通滤波电路(电容C74、电阻R176组成)，电压比较器电路(电阻R184、电阻R183、电压比较器U2B、电阻R83、电阻RlOl组成，其电压阀值由电阻R184与电阻R183的分压值决定)，门电路(UF10组成)。其中，无源高通滤波电路、同相电压放大电路、无源低通滤波电路、同相电压放大电路、无源低通滤波电路组成了具有增益放大功能的带通滤波器电路，该电路的频率带宽仅覆盖起搏信号的频率带宽，能够对较小的起搏信号提取放大。经过具有增益放大功能的带通滤波器电路滤波后的起搏信号进入电压比较器电路与设定的分压值进行比较。当起搏信号大于电阻R184和电阻R183的分压值时，比较器电路输出高电平到门电路UF10，经UFlO整形送到心电信号处理器11进行处理。参见图7，由起搏信号整形电路9和起搏信号放大整形电路10送来的信号分别进入心电信号处理器11。触发心电信号处理器11相应的中断处理程序。其工作流程为:当心电信号处理器11收到起搏信号放大整形电路10送来的信号时，心电信号处理器11向起搏信号抑制开关电路12送达PACED抑制信号；当心电信号处理器11收到起搏信号整形电路9送来的信号时,心电信号处理器11送达屏幕PACED显不标记信号。参见图8，起搏信号抑制开关电路12主要由组合开关集成电路U11、电阻R166、电阻R106、门电路UF26组成。心电信号处理器11将收到的起搏抑制信号处理后，控制起搏信号抑制开关电路12中的组合开关集成电路Ull动作，组合开关集成电路Ull的输出端与隔直电容C20的信号输入端相连接，组合开关集成电路Ull动作后直接将心电信号通路上的隔直电容C20的信号输入端对地短路，使起搏信号能量对地释放，从而起到信号抑制的作用。
权利要求
1.一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源(I)、起搏信号检测电路(5)和心电信号处理器(11)，所述心电信号与起搏信号源⑴的输出端分别与起搏信号检测电路(5)和滤波电路(2)的输入端相连接，所述滤波电路(2)的输出端连接隔直电容⑶的信号输入端，隔直电容⑶的信号输出端连接心电信号滤波、放大电路⑷，所述起搏信号检测电路(5)的输出端与心电信号处理器(11)的输入端相连接，所述心电信号处理器(11)的输出端与起搏信号抑制开关电路(12)的输入端相连接，起搏信号抑制开关电路(12)的输出端与隔直电容(3)的信号输入端相连接，其特征在于:所述起搏信号检测电路(5)包括高阻抗信号隔离电路(6)、起搏信号微分电路(7)、绝对值电路(8)、起搏信号整形电路(9)和起搏信号放大整形电路(10)，所述高阻抗信号隔离电路￠)的输入端与心电信号与起搏信号源(I)的输出端相连，高阻抗信号隔离电路(6)的输出端与起搏信号微分电路(7)的输入端相连接，所述起搏信号微分电路(7)的输出端与绝对值电路(8)的输入端相连接，所述绝对值电路(8)的输出端分别与起搏信号整形电路(9)和起搏信号放大整形电路(10)的输入端相连接，所述起搏信号整形电路(9)和起搏信号放大整形电路(10)的输出端与心电信号处理器(11)的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于:所述高阻抗信号隔离电路(6)为同相放大器电路。
3.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于:所述起搏信号微分电路(7)为两级微分电路。
4.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于:所述起搏信号整形电路(9)包括一个电压比较器电路和一个信号整形电路，所述电压比较器电路的输出端与信号整形电路的输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种 心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于:所述起搏信号放大整形电路(10)包括一个具有增益放大功能的带通滤波器电路、一个电压比较器电路和一个信号整形电路，所述具有增益放大功能的带通滤波器电路的输出端与电压比较器的输入端相连接，所述电压比较器的输出端与信号整形电路的输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的一种心电起搏信号的检测与抑制电路，其特征在于:所述起搏信号抑制开关电路(12)包括一个组合开关集成电路，所述组合开关集成电路的输出端与隔直电容(3)的信号输入端相连接。
全文摘要
一种心电起搏信号的检测与抑制电路，包括心电信号与起搏信号源、滤波电路、隔直电容、心电信号输出端、起搏信号检测电路、电信号处理器和起搏信号抑制开关电路。该发明可以用一个电路模块实现心电起搏信号的检测显示及抑制功能，精简了设备的电路规模，减少了成本，同时也使得起搏信号的抑制效果更好。
文档编号A61N1/37GK103156595SQ201110412869
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者张丽 申请人:张丽