一种数据采集卡智能心电图的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种数据采集卡智能心电图机，涉及医疗器械领域。其包括，采集电路、降噪电路、信号处理电路和处理器，其关键在于，所述采集电路信号输出端连接降噪电路信号输入端，所述降噪电路信号输出端连接信号处理电路信号输入端，所述信号处理电路信号输出端连接处理器，由处理器对输入的信号进行处理。
【专利说明】—种数据采集卡智能心电图机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能心电图机领域，尤其涉及一种数据采集卡智能心电图机。
【背景技术】
[0002]心脏病是一种常见的严重危害人们健康和生命的疾病，具有突发性和偶发性。检测心脏的仪器需要稳定性和专业性，而医院使用的心电图机，在心电图机周围有很多的干扰源，造成检测数据不稳定和不准确的问题。正是因为心电图机具有数字存储功能和多种信号输出方式，这需要相应的采集卡采集心脏数据，但是采集数据的稳定性和准确性属于本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种数据采集卡智能心电图机。
[0004]为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了 一种数据采集卡智能心电图机，包括，采集电路、降噪电路、信号处理电路和处理器，其关键在于，所述采集电路信号输出端连接降噪电路信号输入端，所述降噪电路信号输出端连接信号处理电路信号输入端，所述信号处理电路信号输出端连接处理器，由处理器对输入的信号进行处理。
[0005]上述技术方案的有益效果为:通过采集电路和降噪电路的协同配合，更好的采集人体心脏数据，准确得出心电数据结果，所述降噪电路更好的抵抗干扰信号。
[0006]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述信号处理电路包括，输入缓冲和导联网络、差分放大器和第一光电耦合器，所述降噪电路信号输出端连接输入缓冲和导联网络信号输入端，所述输入缓冲和导联网络信号输出端连接差分放大器信号输入端，所述差分放大器信号输出端连接第一光电I禹合器信号输入端，所述第一光电I禹合器信号输出端连接处理器。
[0007]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述信号处理电路还包括:封闭电路低通抗混叠电路，所述封闭电路低通抗混叠电路连接于差分放大器和光电耦合器之间。
[0008]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述采集电路包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和第二采集电路共同连接降噪电路，将第一采集电路和第二采集电路接收到的信号进行降噪处理。
[0009]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述采集电路分别包括采集电极和接地电极，所述采集电极连接被测人体接收身体采样数据，接地电极接地。
[0010]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:还包括采样电阻和精密检波器，所述采集电阻连接精密检波器，所述采样电极的连线端分成两路，一路经采样电阻连接交流激励源的信号输出端，另一路与信号处理电路的信号输入端连接；所述精密检波器连接降噪电路。
[0011]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:还包括，导联脱落检测电路和第二光电耦合器，所述导联脱落检测电路分别连接差分放大器和光电耦合器，所述光电耦合器连接处理器。
[0012]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:还包括，DC/DC隔离电路、所述DC/DC隔离电路连接处理器。
[0013]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述处理器为DSP处理器或FPGA。
[0014]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述降噪电路包括，第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管，所述第二电容一端连接电压端，所述第二电容另一端分别连接第一电阻、第一电容和第四电容一端，所述第一电阻另一端接地，所述第一电容另一端接第二电阻一端，所述第二电阻另一端分别连接第一晶体管负极和第四电容另一端，所述第一晶体管正极接地，所述第三电容一端连接电压端正极，所述第三电容另一端接地，所述第五电容一端连接电压端负极，所述第无电容另一端接地，所述第一晶体管输出端接第三电阻一端，所述第三电阻另一端分别连接第四电阻、第五电阻和第六电容一端，所述第五电阻另一端连接第七电容一端，所述第四电阻另一端连接第二晶体管负极，所述第六电容另一端接地，所述第二晶体管正极接地，所述第二晶体管输出端连接第六电阻，所述第六电阻另一端分别连接第七电阻、第八电阻和第八电容一端，所述第七电阻另一端连接第九电容一端，所述第八电阻另一端连接第三晶体管负极，所述第八电容另一端接地，所述第三晶体管正极接地，所述第三晶体管输出端连接电压输出端。
[0015]上述技术方案的有益效果为:通过滤波电路进行降噪处理之后的信号更加稳定清晰。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0017]本实用新型通过多个采集电路和降噪电路对患者的心脏数据进行稳定的、全方位的检测，其采样数据保证客观真实，尤其经过降噪处理之后的信号，所述心电图机不会受到周围设备或者其他电信号的影响；
[0018]通过滤波电路进行降噪处理之后的信号更加稳定清晰。
[0019]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1是本实用新型的数据采集卡智能心电图机示意图；
[0022]图2是本实用新型的数据采集卡智能心电图机采集电路示意图；
[0023]图3是本实用新型的数据采集卡智能心电图机降噪电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0025]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0027]如图1所示，本实用新型提供了一种数据采集卡智能心电图机，包括，采集电路、降噪电路、信号处理电路和处理器，其关键在于，所述采集电路信号输出端连接降噪电路信号输入端，所述降噪电路信号输出端连接信号处理电路信号输入端，所述信号处理电路信号输出端连接处理器，由处理器对输入的信号进行处理。
[0028]上述技术方案的有益效果为:通过采集电路和降噪电路的协同配合，更好的采集人体心脏数据，准确得出心电数据结果，所述降噪电路更好的抵抗干扰信号。
[0029]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述信号处理电路包括，输入缓冲和导联网络、差分放大器和第一光电耦合器，所述降噪电路信号输出端连接输入缓冲和导联网络信号输入端，所述输入缓冲和导联网络信号输出端连接差分放大器信号输入端，所述差分放大器信号输出端连接第一光电I禹合器信号输入端，所述第一光电I禹合器信号输出端连接处理器。
[0030]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述信号处理电路还包括:封闭电路低通抗混叠电路，所述封闭电路低通抗混叠电路连接于差分放大器和光电耦合器之间。
[0031]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述采集电路包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和第二采集电路共同连接降噪电路，将第一采集电路和第二采集电路接收到的信号进行降噪处理。
[0032]如图2所示，第一采集电路和第二采集电路用于输出的单位时间内被测人体心脏搏动所引起的人体阻抗变化的脉动次数；第一采集电路和第二采集电路都分别包括采集电极和接地电极，其中第一采集电路的采集电极和接地电极分别与被测人体胸口部位相连，接地电极的连线端接地，采集电极的连线端分成两路，一路经采样电阻连接交流激励源的信号输出端，另一路与信号处理电路的信号输入端连接；所述信号处理电路的信号输出端连接降噪电路。
[0033]所述信号处理电路包括顺序单向连接的输入缓冲和导联网络、差分放大器、封闭电路低通抗混叠电路和光电耦合器，所述光电耦合器的信号输出端连接单片机处理器。
[0034]其中单片机处理器包括数字信号处理器DSP或现场可编程门阵列FPGA等。具体来说，DSP从第一采集电路和第二采集电路接收电信号，用于调节并对该电信号进行采样以产生条件信号，DSP被配置为以不同的采样率对原始模拟心脏信号进行采样。
[0035]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述采集电路分别包括采集电极和接地电极，所述采集电极连接被测人体接收身体采样数据，接地电极接地。
[0036]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:还包括采样电阻和精密检波器，所述采集电阻连接精密检波器，所述采样电极的连线端分成两路，一路经采样电阻连接交流激励源的信号输出端，另一路与信号处理电路的信号输入端连接；所述精密检波器连接降噪电路。
[0037]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:还包括，导联脱落检测电路和第二光电耦合器，所述导联脱落检测电路分别连接差分放大器和光电耦合器，所述光电耦合器连接处理器。
[0038]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:还包括，DC/DC隔离电路、所述DC/DC隔离电路连接处理器。
[0039]所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述处理器为DSP处理器或FPGA。
[0040]如图3所示，所述的数据采集卡智能心电图机，优选的:所述降噪电路包括，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管，所述第二电容一端连接电压端，所述第二电容另一端分别连接第一电阻、第一电容和第四电容一端，所述第一电阻另一端接地，所述第一电容另一端接第二电阻一端，所述第二电阻另一端分别连接第一晶体管负极和第四电容另一端，所述第一晶体管正极接地，所述第三电容一端连接电压端正极，所述第三电容另一端接地，所述第五电容一端连接电压端负极，所述第无电容另一端接地，所述第一晶体管输出端接第三电阻一端，所述第三电阻另一端分别连接第四电阻、第五电阻和第六电容一端，所述第五电阻另一端连接第七电容一端，所述第四电阻另一端连接第二晶体管负极，所述第六电容另一端接地，所述第二晶体管正极接地，所述第二晶体管输出端连接第六电阻，所述第六电阻另一端分别连接第七电阻、第八电阻和第八电容一端，所述第七电阻另一端连接第九电容一端，所述第八电阻另一端连接第三晶体管负极，所述第八电容另一端接地，所述第三晶体管正极接地，所述第三晶体管输出端连接电压输出端。
[0041]上述技术方案的有益效果为:通过滤波电路进行降噪处理之后的信号更加稳定清晰。
[0042]所述处理器中各个电路之间的链接关系为:所述高速晶振的一端与I/O转换电路进行单向链接连接，所述滤波电路的一端与I/o转换电路进行单向链接连接，所述I/O转换电路分别与控制电路和采集电路进行双向连接，所述控制电路和所述采集电路之间为双向连接微小信号采集卡，其特殊之处在于:包括功能切换电路、电流源电路、信号调理电路、电流采样电路、信号采集处理电路以及通讯接口电路，所述功能切换电路的一端连接有端子H1、接地端子L、端子HS、端子LS、端子1、电流源电路以及电流采样电路，所述功能切换电路的另一端依次与信号调理电路、信号采集处理电路和通讯接口电路连接，所述端子H1、接地端子L形成电压采集端，所述端子HS和端子LS形成电阻采集端，所述接地端子L和端子I形成电流采集端和电流源输出端，所述电流源电路经过功能切换电路向电阻采集端处的被测电阻提供恒流源激励；所述电流采样电路经过功能切换电路采集流经电流采集端的被测电流，所述信号调理电路经过功能切换电路将被测电阻、电流转化为电压信号，并传输给信号调理电路进行信号放大或衰减处理。
[0043]上述功能切换电路包括开关K1、开关K2、开关K3以及四选一模拟开关K4，所述开关K2的一端与端子HI连接，所述开关K2的另一端分两路，一路经过开关Kl与电流源电路连接，另一路与四选一模拟开关K4的触点A连接，端子I经过开关K3、电流采样电路后与四选一模拟开关K4的触点B连接，端子HS与四选一模拟开关K4的触点C连接，端子LS与四选一模拟开关K4的触点D连接，四选一模拟开关K4的触头与信号调理电路连接。上述电流源电路包括钳位电路、限流电路，档位选择开关J1-J14，反馈输出电路，所述限流电路包括限流电阻R4-R10，所述限流电阻R4-R10 —端并联。
[0044]所述钳位电路包括第一运算放大器U1B、场效应管Q1、稳压二极管D2、电阻R1、电阻R2，所述反馈输出电路包括第二运算放大器U1A、稳压二极管Dl以及电阻R3，所述第一运算放大器UlB的正极接5V电源，所述第一运算放大器UlB的负极通过电阻R2接地，所述第一运算放大器UlB的输出端接场效应管Ql的栅极，所述场效应管Ql的源极接电阻R2，所述场效应管Ql的漏极分两路，一路与电阻Rl的一端连接，另一路与第二运算放大器UlA的正极连接，所述电阻Rl的另一端分两路，一路通过稳压二极管D2与电源连接，另一端与限流电路的一端连接，所述限流电路的电阻R4的另一端分两路，一路通过档位选择开关Jl与第二运算放大器UlA的负极连接，另一路通过档位选择开关J8与场效应管Q2的漏极连接，所述限流电路的电阻R5-R10的另一端的连接方式与电阻R4相同，所述第二运算放大器UlA的输出端通过稳压二极管Dl与电阻R3的一端连接，所述场效应管Q2的栅极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与电源连接。
[0045]上述信号调理电路包括第三运算放大器U1C、第四运算放大器U1D、第五运算放大器U1E、第六运算放大器U1F、电阻R11-R19以及电阻Rref，所述第三运算放大器的负极接地，所述第三运算放大器的正极、电阻Rref的一端以及电阻R12的一端连接，所述第三运算放大器的输出端、电阻R12的另一端以及电阻R14的一端连接，所述第四运算放大器UlD的负极、电阻Rll以及电阻Rref的另一端连接，所述第四运算放大器UlD的输出端、电阻Rll的另一端以及电阻R13的一端连接，第四运算放大器UlD的正极接VIN，所述电阻R14的另一端、第五运算放大器UlE的负极、电阻R15的一端连接，所述电阻R13的另一端、第五运算放大器UlE的正极以及电阻R16的一端以及电阻R19的一端连接，所述第五运算放大器UlE的输出端、电阻R15的另一端、电阻R17的一端以及电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端作为输出电源的负极，所述电阻R17的另一端、电阻R16的另一端、第六运算放大器UlF的负极连接，所述电阻R19的另一端和第六运算放大器UlF的输出端作为输出电源的正极，第六运算放大器UlF的正极接差分输出公模电压VREF。
[0046]上述电流采样电路包括稳压二极管D3-D6、第七运算放大器UlG以及采样电阻R0，所述采样电阻RO的一端、稳压二极管D6的阳极以及稳压二极管D4的阴极均接地，所述采样电阻RO的另一端、稳压二极管D5的阴极和稳压二极管D3的阳极均与第七运算放大器UlG的正极连接，所述稳压二极管D3的阴极、稳压二极管D4的阳极、稳压二极管D5的阳极和稳压二极管D6的阴极均与第七运算放大器UlG的负极连接，所述第七运算放大器UlG的输出端与第七运算放大器UlG的负极连接；所述第七运算放大器UlG的正极作为电流采样电路的采样端，所述第七运算放大器UlG的输出端作为电流采样电路的输出端，所述第七运算放大器UlG的正极与功能切换电路连接。[0047]上述通讯接口电路为RS232、RS485、USB或以太网数字接口。
[0048]本实用新型所具有的优点:
[0049]1、本实用新型通过多个采集电路和降噪电路对患者的心脏数据进行稳定的、全方位的检测，其采样数据保证客观真实，尤其经过降噪处理之后的信号，所述心电图机不会受到周围设备或者其他电信号的影响。
[0050]2、本实用新型在对微小电阻测量时，电流源具有从500nA?IA共9个档位的输出能力，电阻测量范围从10微欧姆?IOM欧姆，测量的精度高。信号调理电路采用改进的仪表放大电路，大大减小了模拟开关导通电阻对于增益的影响。优化的电流采样电路，减小漏电流对采集精度的影响，电流测量范围从IOnA?3A。
[0051]2、本实用新型实现对于常规信号(电阻、电压、电流)的高精度测量，具有高动态范围，提供对于微欧、纳安及纳伏信号的采集、测量功能。可适用性强，可与任何满足配置要求的电脑相连，实现心电图功能；即插即用，与电脑相连之后自动启动内置于导联线式心电图机的心电软件，无需手动安装，操作非常简便；所采集分析的心电数据存储于导联线式心电图机之上，既能够有效保存所采集的心电数据，又不会对临时使用的电脑造成任何数据垃圾。只要将所述心电图机与任何一个可用的普通电脑(既可以是台式。也可以是手提)相连，就能够实现心电信号的采集、处理、分析、显示、打印等全部功能。
[0052]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0053]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种数据采集卡智能心电图机，包括，采集电路、降噪电路、信号处理电路和处理器，其特征在于，所述采集电路信号输出端连接降噪电路信号输入端，所述降噪电路信号输出端连接信号处理电路信号输入端，所述信号处理电路信号输出端连接处理器，由处理器对输入的信号进行处理。
2.根据权利要求1所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:所述信号处理电路包括，输入缓冲和导联网络、差分放大器和第一光电耦合器，所述降噪电路信号输出端连接输入缓冲和导联网络信号输入端，所述输入缓冲和导联网络信号输出端连接差分放大器信号输入端，所述差分放大器信号输出端连接第一光电稱合器信号输入端，所述第一光电率禹合器信号输出端连接处理器。
3.根据权利要求2所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:所述信号处理电路还包括:封闭电路低通抗混叠电路，所述封闭电路低通抗混叠电路连接于差分放大器和光电率禹合器之间。
4.根据权利要求1所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:所述采集电路包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和第二采集电路共同连接降噪电路，将第一采集电路和第二采集电路接收到的信号进行降噪处理。
5.根据权利要求1或4所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:所述采集电路分别包括采集电极和接地电极，所述采集电极连接被测人体接收身体采样数据，接地电极接地。
6.根据权利要求5所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:还包括采样电阻和精密检波器，所述采集电阻连接精密检波器，所述采样电极的连线端分成两路，一路经采样电阻连接交流激励源的信号输出端，另一路与信号处理电路的信号输入端连接；所述精密检波器连接降噪电路。
7.根据权利要求2所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:还包括，导联脱落检测电路和第二光电耦合器， 所述导联脱落检测电路分别连接差分放大器和光电耦合器，所述光电耦合器连接处理器。
8.根据权利要求1所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:还包括，DC/DC隔离电路、所述DC/DC隔离电路连接处理器。
9.根据权利要求1所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:所述处理器为DSP处理器或FPGA。
10.根据权利要求1所述的数据采集卡智能心电图机，其特征在于:所述降噪电路包括，第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管，所述第二电容一端连接电压端，所述第二电容另一端分别连接第一电阻、第一电容和第四电容一端，所述第一电阻另一端接地，所述第一电容另一端接第二电阻一端，所述第二电阻另一端分别连接第一晶体管负极和第四电容另一端，所述第一晶体管正极接地，所述第三电容一端连接电压端正极，所述第三电容另一端接地，所述第五电容一端连接电压端负极，所述第无电容另一端接地，所述第一晶体管输出端接第三电阻一端，所述第三电阻另一端分别连接第四电阻、第五电阻和第六电容一端，所述第五电阻另一端连接第七电容一端，所述第四电阻另一端连接第二晶体管负极，所述第六电容另一端接地，所述第二晶体管正极接地，所述第二晶体管输出端连接第六电阻，所述第六电阻另一端分别连接第七电阻、第八电阻和第八电容一端，所述第七电阻另一端连接第九电容一端，所述第八电阻另一端连接第三晶体管负极，所述第八电容另一端接地，所述第三晶体管正极接地，所述第三晶体管输出端连接电压输出端。
【文档编号】A61B5/0402GK203634155SQ201320723385
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】潘燕, 童俊平, 金熙伟, 李恒光, 赵运勇 申请人:重庆华龄软汇科技有限公司