一种电极片可连接的无线心电图机的制作方法

本实用新型涉及心电图机技术领域，具体为一种电极片可连接的无线心电图机。

背景技术：

心电图机能将心脏活动时心肌激动产生的生物电信号自动记录下来，为临床诊断和科研常用的医疗电子仪器。但现有的肢体导联和胸导联均采用有线方式和心电图机连接，导致在使用时，有一定的局限性，同时，不便于对无线心电图机进行携带。鉴于此，我们提出一种电极片可连接的无线心电图机。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电极片可连接的无线心电图机，以解决上述背景技术中提出的肢体导联和胸导联均采用有线方式和心电图机连接，导致在使用时，有一定的局限性，同时，不便于对无线心电图机进行携带的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电极片可连接的无线心电图机，包括主机、中转包和肢体导联，所述主机的底端开设有抽屉槽，所述抽屉槽的内部滑动连接有抽屉，所述抽屉的顶部开设有内槽，所述内槽内部开设有多个用于固定肢体导联的固定槽。

作为优选，所述肢体导联和固定槽卡接配合。

作为优选，所述抽屉的外壁安装有拉手，所述主机的顶部安装有提手。

作为优选，所述中转包的一端设置有多条导线，所述导线的另一端安装有胸导联，所述中转包的侧壁开设有充电槽。

作为优选，所述主机的外表面分别安装有显示屏和操控面板，所述主机的背面分别设置有散热槽、充电口和电池盒。

作为优选，所述主机的内部设置有无线充电系统和无线接收模块。

作为优选，所述中转包的内部设置有无线传输系统、电池供电系统和信号处理系统。

作为优选，所述肢体导联的外壁分别安装有无线芯片和电量指示灯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、该电极片可连接的无线心电图机中，通过在中转包内设置无线传输系统，能够将胸导联检测的数据，经过信号处理系统处理后，传输至主机上，并通过肢体导联的无线芯片，将肢体导联检测的数据传输至主机上，最终数据通过显示屏进行显示，避免带线操作的局限性，同时能够将胸导联数据接入主机，实现数据显示。

2、该电极片可连接的无线心电图机中，通过在主机内设置无线充电系统，便于对肢体导联进行无线充电，提高使用效果。

3、该电极片可连接的无线心电图机中，通过在抽屉槽内设置用于固定肢体导联的固定槽，并在主机上安装提手，便于对主机和肢体导联进行携带。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的主机结构示意图；

图3为本实用新型的主机结构拆分图；

图4为本实用新型的中转包结构示意图；

图5为本实用新型的肢体导联和胸导联使用状态图；

图6为本实用新型的主机正面结构示意图；

图7为本实用新型的主机背面结构示意图；

图8为本实用新型的主机内部模块图；

图9为本实用新型的中转包内部模块图；

图10为本实用新型的肢体导联结构示意图；

图11为本实用新型的显示屏工作原理图；

图12为本实用新型的操控面板工作原理图操控面板；

图13为本实用新型的无线充电的发射电路工作原理图；

图14为本实用新型的振荡信号发生器电路工作原理图；

图15为本实用新型的谐振功率放大器电路工作原理图；

图16为本实用新型的无线传输系统和无线接收模块工作原理图；

图17本实用新型的电池供电系统工作原理图；

图18本实用新型的前置放大模块工作原理图；

图19为本实用新型的带通滤波模块工作原理图；

图20为本实用新型的工频陷波模块工作原理图；

图21为本实用新型的主放大电路工作原理图；

图22为本实用新型的无线充电接收模块工作原理示意图。

图中：1、主机；11、抽屉；12、抽屉槽；13、内槽；14、固定槽；15、肢体导联；151、无线芯片；152、电量指示灯；16、拉手；17、提手；18、显示屏；19、操控面板；110、散热槽；111、充电口；112、电池盒；2、中转包；21、导线；22、胸导联；23、充电槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

本实用新型提供一种电极片可连接的无线心电图机，如图1-图4所示，包括主机1、中转包2和肢体导联15，主机1的底端开设有抽屉槽12，抽屉槽12的内部滑动连接有抽屉11，抽屉11的顶部开设有内槽13，内槽13内部开设有多个用于固定肢体导联15的固定槽14。

本实施例中，肢体导联15和固定槽14卡接配合，且固定槽14的尺寸和肢体导联15的尺寸相适配，便于将肢体导联15卡入固定槽14内，以完成对肢体导联15的固定，便于对肢体导联15进行携带。

具体的，抽屉11的外壁安装有拉手16，主机1的顶部安装有提手17，通过设置的拉手16，便于将抽屉11从抽屉槽12内抽出，同时，通过设置的提手17，便于对主机1进行携带。

进一步的，中转包2的一端设置有多条导线21，导线21的另一端安装有胸导联22，中转包2的侧壁开设有充电槽23，导线21用于传输胸导联22检测的信号，值得说明的是，胸导联22可选用深圳市瑞迪迈科技有限公司生产的型号为mt-101的胸导联，其配套电路和导线也可有该厂家提供。

此外，肢体导联15优选设置有四个，胸导联22优选设置有六个，便于将肢体导联15夹持在被检测人员的四肢位置，同时将胸导联22贴覆在胸部位置，具体如图5所示。

其中，每个胸导联22的颜色和导线21长度均不同，以便于对不同的胸导联22进行区分。

本实施例中电极片可连接的无线心电图机在携带时，通过拉手16将抽屉11从抽屉槽12拉开，并将肢体导联15卡入固定槽14内，再将抽屉11推入抽屉槽12中，此时通过提手17，便于对主机1和肢体导联15进行携带，使用时，将肢体导联15分别夹在被测试人员的四肢上，同时将胸导联22贴覆在测试人员的胸部位置，快速实现肢体导联15和胸导联22的安装。

实施例2

作为本实用新型的第二种实施例，为了实现胸导联22和肢体导联15的信号传输，并对肢体导联15进行无线充电，本实施例对主机1、中转包2和肢体导联15作出改进，作为一种优选实施例，如图6-图10所示，主机1的外表面分别安装有显示屏18和操控面板19，主机1的背面分别设置有散热槽110、充电口111和电池盒112。

本实施例中，显示屏18用于显示胸导联22和肢体导联15检测的心电数据，显示屏18采用两行16个字的1602液晶模块，其工作原理如图11所示，lcd-1602共有引脚16个，各引脚的功能如下：

第1脚：vss为地电源

第2脚：vdd接5v正电源

第3脚：v0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高。

第4脚：rs为寄存器选择，高电平选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：rw为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当rs和rw共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平rw为高电平时可以读忙信号，当rs为高电平rw为低电平时可以写入数据。

第6脚：e端为使能端，当e端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：d0～d7为8位双向数据线。

第15～16脚：bla(bl1)：led背光正极。需要背光时，bla串接一个限流电阻接vdd，blk接地，实测该模块的背光电流为50ma左右,一般接一个几十欧姆的电阻；blk(bl2)：led背光地端。

其中，操控面板19由五个独立键盘构成，包括一个中断键盘单元，来完成主机1的手动控制，键盘的一脚接在单片机的p1.0至p1.5脚上，另外一脚接在电源地上，当有键盘按下时对应的键盘就会有一低电平送进单片机内部，为消除触点式按键开关的机械抖动，单片机内部有程序进行消抖处理，然后确定那一个键盘被按下后来执行程序完成该系统的指定工作，其工作原理如图12所示。

进一步的，电池盒112内设置有电池，电池用为主机1内部系统供电，保障系统正常运行，同时通过充电口111，能够为电池进行充电。

具体的，主机1的内部设置有无线充电系统和无线接收模块。

其中，无线充电系统采用msp430f2274超低功耗单片机作为无线传能充电器的监测控制核心，通过开关选择充电的速度，实现快速充电和常态充电功能，电能充满后给出充满提示且自动停止充电，无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递，无线充电系统包括发射电路、振荡信号发生器电路以及谐振功率放大器电路。

优选的，发射电路工作原理如图13所示，发射电路由振荡信号发生器和谐振功率放大器两部分组成，振荡信号发生器电路工作原理如图14所示，谐振功率放大器电路工作原理如图15所示，采用ne555构成振荡频率约为510khz信号发生器，为功放电路提供激励信号，谐振功率放大器由lc并联谐振回路和开关管irf840构成，振荡线圈按要求用直径为0.80mm的漆包线密绕20圈，直径约为6.5cm，实测电感值约为142uh，当谐振在510khz时，与其并联的电容c5、c6约为680p，可用470pf的固定，电容并联一个200pf的可调电容，可方便调节谐振频率，大功率管trf840最大电流为8a、完全开启时内阻为0.85欧，管子发热量大，所以需要加装散热片，当功率放大器的选频回路的谐振频率与激励信号频率相同时，功率放大器发生谐振，此时线圈中的电压和电流达最大值，从而产生最大的交变电磁场，当接收线圈与发射线圈靠近时，在接收线圈中产生感生电压，当接收线圈回路的谐振频率与发射频率相同时产生谐振，电压达最大值，实际上，发射线圈回路与接收线圈回路均处于谐振状态时，具有最好的能量传输效果。

此外，中转包2的内部设置有无线传输系统、电池供电系统和信号处理系统。

其中，无线传输系统和无线接收模块可采用stc12c5a60s2单片机与nrf24l01无线收发芯片构成，stc12c5a60s2单片机与nrf24l01无线收发芯片构成的发送端和接收端组成，发送端通过单片机进行a/d变换和无线传输，接收端通过nrf24l01接收数据，再送至stc12c5a60s2单片机进行显示与分析，无线模块nrf24l01所有配置工作都是通过spi完成，共有30b的配置字，一般采用enhancedshockbursttm收发模式，这种工作模式下，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高，enhancedshockbursttm的配置字使nrf24l01能够处理射频协议，配置完成后，在nrf24l01工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容就可以实现接收模式和发送模式之间的切换，无线单片收发芯片nrf24l01，采用fsk调制，可以实现点对点或1对6的无线通信，无线通信速度可以达到2mb/s，nrf24l01可以由spi接口与微处理器连接，通过这个接口完成设置和收发数据工作，stc12c5a60s2单片机集成了spi控制器，可以非常方便地通过软件设置，只收到本机地址时才会输出数据，编程很方便，其电路如图16所示，便于将中转包2接收到的胸导联22检测数据传输至主机1内。

其中，电池供电系统工作原理如图17所示，220v交流电源由j1接入电路，后经变压器t1将220v降压为8.5v交流电压，该低交流电压经n1进行全波整流，变为脉动直流，最后，该脉动直流经过低压差稳压芯片78l05稳定为纹波系数较小的5v直流电源。

其中，信号处理系统包括前置放大模块、带通滤波模块、工频陷波模块、主放大模块和单片机处理模块；

前置放大模块要求是高输入阻抗、高共模抑制比、高增益、高稳定度、低噪声、低漂，同时考虑到便携性，还要同时考虑功耗及体积的特性，本实施例中的前置放大模块选用美国analogdevices公司的ad620an.ad620an0z的前置放大模器，其工作原理如图18所示，ad620an为三运放集成的仪表放大器结构，为保护增益控制的高精度，其输入端的三极管提供简单的差分双极输入，并采用p工艺获得更低的输入偏置电流，通过输入级内部运放的反馈，保持输入三极管的集电极电流恒定，并使输入电压加到外部增益控制电阻rg上；

带通滤波模块采用二阶有源滤波器，其工作原理如图19所示，增益公式为：

该电路的传递函数推导如下：根据电路，分别列出节点c及b的电流方程∑i＝0，得：

联立上式可得：

赋予y1到y4不同的阻容元件，可以得到不同类型的滤波器，令y1＝y3＝1/r，y2＝y4＝sc,则传递函数：

该传递函数共有两个极点而没有零点，是一个二阶低通滤波器，其中：

式中ω0为特征角频率，k为运放增益，q为滤波电路的等效品质因素，q值太低，滤波器很难有陡峭的过渡带，当k﹥3时，母中系数s项变为负，极点就会移至s平面的右半平面，从而导致系统不稳定，如果将低通电路中的r和c的位置互换，就可以得到rc高通电路，即若y1＝y3＝sc,y2＝y4＝1/r,就可以得到二阶有源高通滤波器，由于二阶高通滤波器与二阶低通滤波器在电路结构上存在对称性，他们的传递函数也存在对偶关系，可得高通滤波器的传递函数为：

当低通和高通滤波电路串联，可以构成带通滤波电路，条件是低通滤波器的截止角频率大于高通滤波电路的截止角频率，两者覆盖的通带就提供了一个带通响应。

尽管在前置放大电路中，本实施例采用了低噪声的集成运放来抑制50hz工频干扰，但往往在不同环境中实际测量时，不能完全消除50hz工频干扰，因此还要设计工频陷波模块来消除工频干扰，一般常用带阻滤波予以抑制，带阻滤波器又叫陷波器，当50hz干扰非常严重时，可采用以50hz为中心频率的陷波器把50hz的频率成分滤掉，该工频陷波模块工作原理如图20所示。

其中，心电信号的幅度誉为10uv-5mv，而选用的a/d转化器的输入电平要求为0-3.3v，因此必须实现心电信号的高效增益放大600-80倍左右，前置放大模块理论上放大了10倍，此时主放大模块再放大80左右即可，主放大电路有r15、r16和运放组成，如图21所示，本实施例采用的是同比例放大电路，介入r16可变电阻，可调节最佳的增益输出。

除此之外，肢体导联15的外壁分别安装有无线芯片151和电量指示灯152。

其中，无线芯片151包括无线充电接收模块，其工作原理如图22所示，电能经过线圈接收后，高频交流电压经快速二极1n4148进行全波整流，3300f的电容滤波，再用5.1v稳压二极管稳压，输出直流电为充电器提供较为稳定的工作电压。

同时，无线芯片151还包括与中转包2内部无线传输系统相同的模块，用于肢体导联15和主机的数据传输。

其中，电量指示灯152用于显示肢体导联15的电量情况，优选的，本实施例的电量指示灯152选用深圳市凌虹科技有限公司生产的型号为凌虹的聚合物电量指示灯板，其配套电路以及电器元件也可由该厂家提供。

值得说明的是，中转包2上的充电槽23同时为连接口，没有充电时可与心电图主机1的充电接口111连接，一边充电一边使用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。