一种面向有源电极的多功能心电检测肢体夹的制作方法

本技术：
涉及一种面向有源电极的多功能心电检测肢体夹。

心电检测时，不管是在医院、家庭还是在实验室，肢体夹广受欢迎，因为它易于装夹、可重复使用、不需要检测对象宽衣解带，不论在信号质量、方便性、经济性还是耐久性方面，都具有优势。所谓多功能心电检测肢体夹指：可支持多款心电肢体导联线的接头，如凹扣式接头、夹型接头、不同规格的香蕉型或者说柱型接头等，适用面广。

背景技术：

典型的多功能心电检测肢体夹，由塑料基体、卡紧或拉紧弹簧、电极组件三部分组成。电极组件又包括电极片、主螺柱、螺母、带凸扣小螺柱。使用时，螺母旋紧在电极主螺柱上，实现它们在塑料基体上的固定。带凸扣小螺柱，用于与凹扣式或夹型导联线接头的连接，或者用于香蕉型或者柱型导联线接头插入后的拧紧。一种典型的多功能心电检测肢体夹及其零部件，如附图2所示；图中依次是，肢体夹组装图、塑料基体组图、卡紧弹簧图、电极片与主螺柱组图、螺母图、带凸扣小螺柱图。现有的多功能心电检测肢体夹，1个肢体夹都只涉及1套电极组件。

有一种有源电极方案，见专利申请“一种用于生理电信号检测的有源电极”(201810180948.8)，它包括电压跟随基本电路、“虚拟地”反馈电路和独立直流电源三个部分，如附图3所示。附图3中，v+和v-为独立直流电源的正负两端；体表测点a处的电位vin输入运算放大器a1，其输出vout连接至后端电路，构成有源电极的电压跟随基本电路；直流电源正负两端v+和v-的旁路，串接两等值电阻r，则两电阻r中间连接点g的电位为(v++v-)/2，不妨叫电源两端中点电位点，形成“虚拟地”，再将“虚拟地”电位输入基于运算放大器的电压跟随器a2，其输出通过限流电阻r反馈至体表另一点f，构成“虚拟地”反馈电路。该种有源电极的有益效果是：不仅可实现阻抗变换、减小生理电信号检测中噪声和干扰的引入，同时不增加有源电极输出端导线的数量，便于与现有生理电检测设备兼容。

以上有源电极方案中，与皮肤的接触有两处，而对现有的心电检测肢体夹而言，一个肢体夹只能提供一处皮肤接触，不能支持这种有源电极方案。现在需要一种支持以上有源电极方案的多功能心电检测肢体夹，让它可以与有源电极的基本电路模块搭配形成完整的肢体夹有源电极。有源电极的基本电路模块可具有通用性，既可以配多功能心电检测肢体夹、也可以配一次性电极贴。

技术实现要素：

发明目的。

提出一种面向有源电极的多功能心电检测肢体夹方案，使它可以与有源电极的基本电路模块搭配形成完整的肢体夹有源电极。

技术方案。

本发明涉及一种面向有源电极的多功能心电检测肢体夹，它由塑料基体、卡紧或拉紧弹簧、电极组件三部分组成，电极组件又包括电极片、主螺柱、螺母、带凸扣小螺柱，其特征在于，一个肢体夹上包括两套电极组件，两套电极组件之间不导通，每套电极组件包括1个电极片、1个主螺柱、1个螺母和1个带凸扣小螺柱，每套电极组件的螺母旋紧在其主螺柱上，实现它们在塑料基体上的固定，而每套电极组件的带凸扣小螺柱拧紧在其主螺柱上，见附图1所示。这种多功能心电检测肢体夹上的两凸扣，用于与有源电极基本电路模块的连接。

根据以上提出的一种面向有源电极的多功能心电检测肢体夹，每个肢体夹上涉及两套电极组件，每套电极组件包括电极片、主螺柱、螺母和带凸扣小螺柱各1个，其特征在于，两套电极的电极片为异型、交错分布，以保证在不增加或过多增加肢体夹宽度的情况下，两电极片都能与肢体皮肤良好接触。附图4是这种肢体夹两电极片的形状及布置特点的示意图，其中，上部两图均为对比方案图，最下部图为本申请提出的电极片及布置方案示意图。

以上面向有源电极的多功能心电检测肢体夹方案的提出，对图3所示的有源电极而言有一定必然性。附图5所示是这种多功能肢体夹与有源电极基本电路模块组装而成的完整肢体夹有源电极的示意图。

有益效果。

本申请提出的面向有源电极的多功能心电检测肢体夹的有益效果，首先表现在：当它与有源电极基本电路模块组装成完整肢体夹有源电极时，能检测到高质量的心电信号。

发明人按提出的技术方案制作了有源电极，详见实施例，并进行了对比性测试实验。测试装置的核心模块是ni公司的pci4461板卡，把它插入工控机并编写相应软件，构建了一套高精度的带信号处理功能的2路电压同步采集系统。用此系统同步采集两路电压信号，如图6所示，一路信号为基于传统多功能肢体夹检测的左臂一点对右臂一点的电压信号——见图6中靠近手腕的两肢体夹，另一路信号为基于本发明肢体夹搭成有源电极检测的左臂一点对右臂一点的电压信号——见图6中远离手腕的两肢体夹。

具体测试实验及结果。同步采样率设置为128khz，对同步采集的两路信号均进行通带为0.5-80hz的一实时fir带通滤波，滤波器的单位样值响应h(n)长度取为10秒。受试者保持安静、电缆不动。如此采集处理的两路信号结果如附图7所示；附图7中，上两图分别为基于传统肢体夹无源电极检测的信号波形图和频谱图，下两图分别为基于本发明肢体夹搭成的有源电极检测的信号波形图和频谱图。显然，传统肢体夹无源电极的检测结果中有很大的50hz交流电源干扰，而本发明肢体夹有源电极的检测结果中几乎看不到此项干扰。

另外，本发明技术方案，虽然在一个肢体夹上有两套电极组件，但实际中也可以象传统的具有单套电极组件的多功能心电检测肢体夹那样用，不限于搭配成有源电极用。

附图说明

图1，本发明面向有源电极的多功能心电检测肢体夹示意图

图2，传统典型多功能心电检测肢体夹及其零部件示意图

图3，本发明所面向的一种有源电极原理示意图

图4，本发明心电检测肢体夹电极片形状及排布方案与对比方案示意图

图5，本发明肢体夹与有源电极基本电路模块搭成完整肢体夹有源电极示意图

图6，对比性肢体夹检测实验场景示意图

图7，对比性检测实验心电检测结果示意图

图8，本发明肢体夹制作过程示意图

实施例

为了方便，发明人找了现成的多功能心电检测肢体夹若干，将它们拆解。备两套电极组件，将两电极片剪成适于交错布置的形状，再在原有一孔的塑料基体上适当位置另钻一孔，注意两孔的中心距要与有源电极基本电路模块对应；然后，将它们组装。这样，一个面向有源电极的多功能心电检测肢体夹就完成了，整个过程如图8所示。

以上只是一个实施的例子，以进一步展示本发明肢体夹的结构。实际批量生产中，应当开模具进行加工才好提高效率。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种面向有源电极的多功能心电检测肢体夹，它由塑料基体、卡紧或拉紧弹簧、电极组件三部分组成，电极组件又包括电极片、主螺柱、螺母、带凸扣小螺柱，其特征在于，一个肢体夹上包括两套电极组件，两套电极组件之间不导通，每套电极组件包括1个电极片、1个主螺柱、1个螺母和1个带凸扣小螺柱，每套电极组件的螺母旋紧在其主螺柱上，实现它们在塑料基体上的固定，而每套电极组件的带凸扣小螺柱拧紧在其主螺柱上。这种多功能心电检测肢体夹上的两凸扣，用于与有源电极基本电路模块的连接。

技术研发人员：刘红星;刘乐;屈永东
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：2018.04.24
技术公布日：2018.11.16