专利名称：心电电极与皮肤接触状态的监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医疗器械的心电监测设备，特别涉及一种心电电极与皮肤接触状态的监测装置。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，健康问题成为普遍关注的问题，尤其是近年来，心血管疾病成为危害人类健康的主要疾病之一，据统计在我国因心血管疾病而死亡的人数更是占总死亡人数的44%，可见心脏病已成为危害人类健康的多发 病常见病，因此心脏疾病的诊断与诊治成为医学界研究的热点，而心电监测仪成为准确诊断心脏疾病的必要工具。近年来随着人们对健康的关注，便携式心电监测仪越来越多的应用到家庭保健医疗中。但在使用心电监测仪的过程中，心电电极与皮肤的接触良好与否直接影响着心电信号的监测结果，不良的接触可能导致失真的心电图像，为医生的诊断带来不利甚至错误结论，因此在使用心电监测仪时，务必使心电电极与皮肤接触良好。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种心电电极与皮肤接触状态的监测装置，可用以提高所获取心电信号的真实性，为心脏疾病的诊治提供可靠性数据。本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现一种心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于，包括心电电极，贴于人体左右手腕及右脚脚踝处，用于感测人体心电信号；输入保护和缓冲模块，与所述心电电极连接，保护和缓冲所述心电信号的输入通道；放大模块，与所述输入保护和缓冲模块连接，用于对微弱的所述心电信号进行放大；滤波模块，将所述放大模块放大后的所述心电信号滤除干扰；电平提升模块，与所述滤波模块的输出端相连，且用于将滤波之后的所述心电信号进行电平提升；阻抗测量模块，实时测量心电电极与皮肤的接触阻抗；控制器，进行数模转换模块，用于将经过放大、滤波、电平提升之后的所述心电信号进行数模转换以获得数字信号；报警模块，对所述心电电极脱落或接触不良的情况进行声光报警；显示器则用于显示阻抗值；其中，所述控制器用于处理拾取的所述心电信号，计算所述心电电极与皮肤的接触阻抗，控制报警模块进行声光报警，以及控制显示器显示所述心电电极与皮肤的接触阻抗。进一步，本实用新型的心电电极与皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征所述输入保护和缓冲模块包括输入保护电路和缓冲电路，其中，所述输入保护电路采用嵌位二极管及电容，用于吸取快速瞬变脉冲及隔断直流干扰，并用二极管箝位电路；以及缓冲电路采用由放大器TL062构成的电压跟随器，用于提高输入阻抗。进一步，本实用新型的心电电极与皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征所述放大模块采用集成电路AD620仪表放大器，从干扰信号中提取到微弱的所述心电信号。[0009]进一步，本实用新型的心电电极与皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征所述滤波模块包括低通滤波器和陷波器，其中，所述低通滤波器采用四阶巴特沃斯滤波器，用来抑制频率高于1000Hz的干扰信号，所述陷波器用来抑制50Hz的工频干扰信号。进一步，本实用新型的心电电极与皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征所述电平提升模块采用加法器，并采用可调电阻以提供可调参考电压。进一步，本实用新型的心电电极与皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征所述阻抗测量模块采用AD5933芯片。进一步，本实用新型的心电电极与 皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征所述控制器采用单片机PIC12F675，所述报警模块80采用蜂鸣器及发光二极管，所述显示器采用液晶显示器，其中，所述单片机PIC12F675用于驱动所述蜂鸣器及所述发光二极管对所述心电电极和皮肤异常接触状态进行报警，并在所述液晶显示器显示所述心电电极和皮肤异常接触状态。进一步，本实用新型的心电电极与皮肤接触状态的监测装置还可以具有这样的特征还包括电源，包括实电源和浮电源两种，用于提供工作需要的正负电源，其中，所述实电源直接采用稳压电源，所述浮电源采用9V的锂电池。本实用新型的有益效果本实用新型即可以实现在心电信号监测过程中，采用阻抗测量模块实时监测心电电极与皮肤的接触状态，监测由于皮肤状态变化(出汗或者干燥)、电极移位或者电极脱落等情况引起的接触状态的变化，并根据监测结果，及时给出异常状态报警信号。本实用新型的实施可以有效地提高获取心电信号的可靠性，对心脏疾病的诊断和治疗具有重要意义。
图I为本实用新型的结构框图。图2为输入保护和缓冲模块的电路图。图3为放大模块的电路图。图4A为滤波模块的双T陷波器的电路图。图4B为滤波模块的四阶低通滤波器的电路图。图5为电平提升模块的电路图。图6为阻抗测量模块的电路图。图7为控制器的电路图。图8为报警模块的电路图。图9为电源的电路图。附图标记心电电极10、输入保护和缓冲模块20、放大模块30、滤波模块40、电平提升模块50、阻抗测量模块60、控制器70、报警模块80、显示器90。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。[0029]实施例图I为本实用新型的结构框图，如图I所示，一种心电电极与皮肤接触状态的监测
>J-U ρ α装直。本实用新型的装置主要包括心电信号的拾取部分和心电电极与皮肤接触阻抗的测量及接触状态的显示与报警部分。具体包括心电电极10、输入保护和缓冲模块20、放大模块30、滤波模块40、电平提升模块50、阻抗测量模块60、控制器70、报警模块80、显示器90和电源。心电电极10有3个，贴于人体左右手腕及右脚脚踝处，用于感测人体心电信号。图2为输入保护和缓冲模块的电路图。如图2所示，输入保护和缓冲模块20与心电电极10连接，保护和缓冲心电信号的输入通道。输入保护和缓冲模块20包括输入保护电路和缓冲电路，其中，输入保护电路采用嵌位二极管及电容，用于吸取快速瞬变脉冲及隔断直流干扰，并用二极管箝位电路，形成中低压防护电路，以保证输入运放的安全和电源的稳定。缓冲电路采用由放大器TL062构成的电压跟随器，用于提高输入阻抗，确保输出阻抗足够小，以有效驱动后面的电路。图3为放大模块的电路图，如图3所示，放大模块30与输入保护和缓冲模块20连接，用于对微弱的心电信号进行放大。放大模块30采用集成电路AD620仪表放大器，从干扰信号中提取到微弱的心电信号，具有高输入阻抗、抗噪声好，模抑制比、适于高噪声小信号的提取，且放大倍数可根据需要调节。滤波模块40将放大模块30放大后的心电信号滤除干扰。图4Α为滤波模块的双T陷波器的电路图。图4Β为滤波模块的四阶低通滤波器的电路图。如图4Α和图4Β所示，滤波模块40包括低通滤波器和陷波器。低通滤波器采用四阶巴特沃斯滤波器，用来抑制频率高于1000Hz的干扰信号。陷波器用来抑制50Hz的工频干扰信号。图5为电平提升模块的电路图，如图5所示，电平提升模块50与滤波模块40的输出端相连，且用于将滤波之后的心电信号进行电平提升。电平提升模块50采用加法器，并采用可调电阻以提供可调参考电压，以达到数模转换的电平幅度要求。图6为阻抗测量模块的电路图，如图6所示，阻抗测量模块60实时测量心电电极与皮肤的接触阻抗。阻抗测量模块60采用AD5933芯片，提供激励源和一个频率点多次测量的平均值。图7为控制器的电路图。如图7所示，控制器70进行数模转换模块，用于将经过放大、滤波、电平提升之后的心电信号进行数模转换以获得数字信号。控制器70采用单片机PIC12F675，该单片机体积小仅有8个引脚，自带4路10位的AD转换器，功耗低，抗干扰能力强。图8为报警模块的电路图，如图8所示，报警模块80采用蜂鸣器及发光二极管，报警模块80对心电电极脱落或接触不良的情况进行声光报警。[0051]显示器90采用液晶显示器，用于显示阻抗值。如图I所示，控制器70用于处理拾取的心电信号，计算心电电极与皮肤的接触阻抗，控制报警模块80进行声光报警，以及控制显示器90显示心电电极与皮肤的接触阻抗。单片机PIC12F675用于驱动蜂鸣器及发光二极管对心电电极和皮肤异常接触状态进行报警，并在液晶显示器显示心电电极和皮肤异常接触状态。图9为电源的电路图。如图9所示，电源，包括实电源和浮电源两种，用于提供工作需要的正负电源。 实电源直接采用稳压电源，浮电源采用9V的锂电池，现将锂电池通过三端稳压块LM7805进行转换，得到5V电源，再经过ICL7660将5V电压转换为_5V，这样就获得了本模块中需要的正负浮电源。本实用新型使用方法如图I所示，将3片心电电极10分别贴在使用者左右手腕及右脚脚踝，心电电极10输出的心电信号接入输入保护和缓冲模块20 (参见图2)中。经过初步处理之后，再以差分的形式接入放大模块30 (参见图3)，进而用滤波模块40 (低通滤波器和50Hz陷波器，参见图4A和图4B)进行去噪处理。再用电平提升模块50 (参见图5)对测量值进行提升处理。用阻抗测量模块60 (参见图6)来测量阻抗，最后送到控制器70 (控制器70，参见图7)中进行AD转换、处理，以及报警模块80的声光报警，显示器90的状态显示。以上对本实用新型的具体实施方式
进行了说明，但本实用新型并不以此为限，只要不脱离本实用新型的宗旨，本实用新型还可以有各种变化。
权利要求1.一种心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于，包括 心电电极，贴于人体左右手腕及右脚脚踝处，用于感测人体心电信号； 输入保护和缓冲模块，与所述心电电极连接，保护和缓冲所述心电信号的输入通道； 放大模块，与所述输入保护和缓冲模块连接，用于对微弱的所述心电信号进行放大； 滤波模块，将所述放大模块放大后的所述心电信号滤除干扰； 电平提升模块，与所述滤波模块的输出端相连，且用于将滤波之后的所述心电信号进行电平提升； 阻抗测量模块，实时测量心电电极与皮肤的接触阻抗； 控制器，进行数模转换模块，用于将经过放大、滤波、电平提升之后的所述心电信号进行数模转换以获得数字信号； 报警模块，对所述心电电极脱落或接触不良的情况进行声光报警； 显示器则用于显示阻抗值； 其中，所述控制器用于处理拾取的所述心电信号，计算所述心电电极与皮肤的接触阻抗，控制报警模块进行声光报警，以及控制显示器显示所述心电电极与皮肤的接触阻抗。
2.根据权利要求I所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于所述输入保护和缓冲模块包括输入保护电路和缓冲电路， 其中，所述输入保护电路采用嵌位二极管及电容，用于吸取快速瞬变脉冲及隔断直流干扰，并用二极管箝位电路；以及 缓冲电路采用由放大器TL062构成的电压跟随器，用于提高输入阻抗。
3.根据权利要求I所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于所述放大模块采用集成电路AD620仪表放大器，从干扰信号中提取到微弱的所述心电信号。
4.根据权利要求I所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于所述滤波模块包括低通滤波器和陷波器， 其中，所述低通滤波器采用四阶巴特沃斯滤波器，用来抑制频率高于IOOOHz的干扰信号， 所述陷波器用来抑制50Hz的工频干扰信号。
5.根据权利要求I所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于所述电平提升模块采用加法器，并采用可调电阻以提供可调参考电压。
6.根据权利要求I所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于所述阻抗测量模块采用AD5933芯片。
7.根据权利要求I所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于所述控制器采用单片机PIC12F675，所述报警模块采用蜂鸣器及发光二极管，所述显示器采用液晶显示器， 其中，所述单片机PIC12F675用于驱动所述蜂鸣器及所述发光二极管对所述心电电极和皮肤异常接触状态进行报警，并在所述液晶显示器显示所述心电电极和皮肤异常接触状态。
8.根据权利要求7所述的心电电极与皮肤接触状态的监测装置，其特征在于，还包括 电源，包括实电源和浮电源两种，用于提供工作需要的正负电源， 其中，所述实电源直接采用稳压电源，所述 浮电源采用9V的锂电池。
专利摘要本实用新型公开了一种心电电极与皮肤接触状态的监测装置，包括心电电极、输入保护和缓冲模块、放大模块、滤波模块、电平提升模块、阻抗测量模块、控制器、报警模块、和显示器，控制器用于处理拾取的所述心电信号，计算所述心电电极与皮肤的接触阻抗，控制报警模块进行声光报警，以及控制显示器显示所述心电电极与皮肤的接触阻抗。该实用新型是在提取心电信号的基础上，阻抗测量模块采用AD5933芯片实时测量心电电极与皮肤的接触阻抗，并能够根据所测得阻抗值的不同给使用者以提示或报警，从而确保所获取心电信号的真实性和有效性。
文档编号A61B5/0402GK202568245SQ20122020565
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者王秀芳, 李晓燕, 周晓宇, 任杰 申请人:上海理工大学