专利名称：便携式智能型心电监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及医用监测仪器，更为具体地涉及心电监测仪器。
心血管疾病是严重危害人类健康的疾病之一，早期诊断和正确诊断对于预防和治疗心血管疾病有重要意义。虽然常规心电图检查法已成为心血管疾病有效的诊断手段，但对某些早期或隐性的心脏病，用常规心电图检查法很难发现，因为这些患者只有在一定的条件下，如惰绪激动，工作紧张，精神或体力超负荷时，其心电图才会呈现异常，如果缺少检测手段，隐性心脏病患者得不到及时治疗，往往引起心脏性猝死。对这类患者需要长时间监测其动态心电信号，以便捕捉发病时的心电信号的变化，从而作出诊断。
适于作上述使用的便携式心电监测装置基本上有两类一类是美国在六十年代研制的Holter系统，这是一种小型磁带记录装置，这种装置带在病人身上，连续记录24小时被监测者的心电信号，记录完毕，磁带由专门的快速分析装置或计算机进行处理，这类监测装置的局限性在于它是“回顾性”的，不能对心电信号作实时分析，无法对危险失常及时报警，因而可能贻误治疗时机。
另一类便携式监测装置是带微机的实时分析装置，这类装置对心电信号进行实时分析，一旦发现异常立即报警，有的装置还能将异常心电波形记录下来，供进一步分析。
“医疗器械”1987年第11卷第二期介绍了浙江大学研制的“微处理机控制的便携式心律监护仪”，该仪器依据心电波形的相邻二R波的时间间隔即R-R间期，QRS波宽度和QRS波主波方向对14种异常心电波报警，报警方式有液晶数字显示和压电喇叭音响报警，但该仪器只记录一次异常心电波形，不能为临床诊断提供足够的心电波形。
所有已有的能实时分析的心电监测仪，都只选择R-R间期，QRS波宽度和主波方向及ST段变化作为识别心电波异常的特征参数，由于所选特征参数较少，有可能造成心电波异常的漏测。例如我国著名心脏病学专家黄宛编著的“临床心电谱”第60例是一位心内膜下心肌梗塞患者的心电图，该心电图仅仅表现为T波异常，第105例是一位间歇性预激综合症患者(A型)的心电图，该心电图除了R波振幅变化外，其余均正常，上述两例心电波形在现有的实时分析的心电波监测仪上，将被错判为正常心电波。
此外，现有的心电监测仪对R波的识别采用硬件或软件的单一手段，故对R波检测的可靠性不高。
本发明的目的是提供一种能实时分析并可靠检测异常心电波的便携式心电监测仪。
本发明的进一步目的是提供一种功耗低，体积小，有良好抗干扰性能，价格低廉的便携式心电监测仪，以利于在基层医疗单位推广使用。
本发明通过以下构思来完成，先对心电信号进行放大、滤波和模数转换，然后对被采样的心电信号进行异常心电波判别，判别包括对心电波R波和T波振幅的判别，被判别为异常的心电波被存入异常心电波储存装置，异常心电波可通过心电波输出装置输出，为了节约储存量，可以在异常心电波储存前对其进行异常类型比较，异常心电波储存装置只储存第一次出现的异常心电波形。本发明还可包括-QRS波检测电路用来检测QRS波。
本发明和已有技术相比有明显的优点，由于有R波振幅异常判别装置和T波振幅异常判别装置，从而可以判别出仅仅反映在R波振幅或T波振幅变化的异常心电波，使心电监测仪的检出率明显提高;由于采用了异常心电波比较装置，因而可以为临床诊断提供充分的异常心电波形却使用较小的存储容量，减少了仪器的体积和功耗;由于采用了抗干扰QRS波检测电路，因而仪器的可靠性更高。
图1是正常心电波形图。
图2，图3是系统框图。
图4是监测仪的外形示意图。
图5是实施例的详细的系统框图。
图6是实施例的异常心电波判别装置和异常心电波比较装置的总工作流程图。
图7是初始化流程框图。
图8是R波识别装置工作流程图。
图9是R-R间期异常判别装置工作流程图。
图10是QRS波宽度异常判别装置工作流程图。
图11是R波振幅异常判别装置工作流程图。
图12是T波振幅异常判别装置工作流程图。
图13是ST段异常判别装置工作流程图。
图14是异常心电波比较装置工作流程图。
图15是QRS波检测电路框图。
图16是QRS波检测电路电原理图。
图17是QRS波检测电路各点波形图。
图18是电极安放位置和监测仪使用时安置方式示意图。
现结合附图对本发明的一个最佳实施例进行叙述，这种叙述将有助于对本发明的深入理解，而不限制本发明的范围。
图1是正常心电波形图，参见图1，[1]是P波，[2]是Q波，[3]是R波，[4]是S波，Q波，R波，S波可合称为QRS波，[5]是T波，由Q波起点至S波终点的时间间隔为QRS波宽度，由Q波起点至T波终点的时间间隔为QT间期，由S波终点至T波起点为ST段。
图2、图3是系统框图，参见图2，由电极来的微弱心电信号输入到心电信号放大，滤波和模数转换装置[6]，由该装置[6]输出的被转换的心电信号输到异常心电波判别装置[7]，该装置包括有R波振幅异常判别装置和T波振幅异常判别装置，异常心电波判别装置[7]依据预定的心电波特征参数对输入的心电波采样数据进行判别，被判别为异常的心电波数据送往异常心电波储存装置[9]，心电波形输出装置[10]向心电波描记装置输出储存的异常心电波形。
为了节约存储量，如图3所示，在异常心电波判别装置[7]和异常心电波储存装置[9]向连接一异常心电波比较装置[8]，该装置把由异常心电波判别装置[7]判别为异常的心电波的特征参数与已储存的异常心电波比较特征参数进行比较，以确定新输入的异常心电波是否是新的类型，新类型的异常心电波送往异常心电波储存装置[9]储存，而与已储存的异常心电波同类型的异常心电波不再储存，仅只储存异常心电波分类号。系统还可包括QRS波检测电路，电源电压不足检测电路，导线脱落检测电路，以及对异常心电波判别装置[7]参数进行设定的装置，依据异常心电波作出报警的显示和音响装置以及打印输出装置等。
参见图4，图4为本监测仪的外形示意图，其中，[11]为心电输入二芯插座，患者的心电信号由电极、导联线经由该插座输入仪器，[12]是显示部分，六位液晶显示的显示功能分为二种一种是在向心电图仪输出心电信号或打印结果时显示发生异常心电的时间和异常心电的分类号，以及在装定起始时间时显示所装定的时间，其中左两位显示小时，中间二位显示分，右二位显示分类号;另一种功能是在仪器使用中作报警显示，其中六个液晶显示自左至右分别表示RAM满，电极导联线断，电池电压不足，R-R间期异常，T波异常，ST段异常，[13]是八位拨码开关，用来对仪器是否需报警及报警的范围进行设定，[14]是按键，中间六个按键自左向右分别称为K0，K1，K2，K3，K4，K5，下边按键为K6。这些按键的作用是K0，K1用于装定起始时间，其中K0用于选择输入时间是时或分，K1用于输入时间数字;K2是心电输出键。连结心电描记装置后，按该键即能由输出插座[19]输出仪器存储的异常心电波形，K3是打印输出键，连结打印机后按该键即能由打印机打印出发生异常心电的时、分时间数和异常心电的分类号，K4是启动键，用于启动仪器工作流程;K5是清内存键，在装入主电源前按该键可以清除上次使用中的存储结果，该键为微型按键，需用笔尖等细长的工具才能触动按键，这是为了防止手指误触动使存储结果丢失，K6是手动记录键，当患者自感不适时按下该键，则仪器可自动将按键瞬时的前3秒和后5秒心电波形数据存入内存。[15]是盖板，通过槽[16]盖板可以移动盖板外表面与仪器前面板相平。在拨码开关和按键设置好后把盖板合上即可防止仪器在监护过程中被误触动。[17]是蜂呜器，用于音响报警，[18]是电源开关，[19]是心电波形输出插座，[20]是打印输出插座。
参见图5，图5是本实施例的详细的系统框图，仪器的主要部分是单片机，它控制和协调仪器各部分的工作，采用单片机的原因是由于它体积小，功耗低，功能强，特别适用于便携式仪器，本实施例采用Intel公司的80C31单片机。
由电极输出的微弱心电信号经屏蔽导联线输入到放大滤波电路[21]，该电路对心电信号进行放大并滤除高频干扰，由于心电信号的能量主要集中在0.12赫至30赫的范围内，因此该滤波器实际上是一个有源低通滤波器，在本实施例中放大器为差分放大器带宽为0.1赫至40赫。由放大滤波电路输出的信号并联输到8位模数转换电路[22]和QRS波检测电路[23]，在模数转换电路[22]中，心电波形被转换成8位数字信号，模数转换速率由80C31内的定时器控制在200赫，被转换的数字信号经80C31[29]暂存在缓冲RAM[33]中，由80C31执行异常心电波判别流程对缓冲RAM[33]中的心电信号进行实时分析，若心电波形正常则随着新数据的采入，老数据丢失，当检测到异常心电波形时，则将在RAM[34]中存入当时的时间(小时和分)，并且由80C31执行异常心电波比较流程，以比较该异常心电波的类型是否第一次出现，若该类型的异常心电波是第一次出现则除把该异常心电的特征参数存入RAM作为比较特征参数外，还把出现异常心电波的前3秒和后5秒心电数据进行数据压缩后存入RAM[34]中，若不是第一次出现则仅在RAM中存入异常心电波分类号，缓冲RAM[33]和RAM[34]均采用62C648K×8静态RAM片子。由于采用数据压缩记录方法，仪器可记录40组异常心电波形。在QRS检测电路[23]中，心电信号被鉴幅、整形、宽度甄别、逻辑比较，然后在相应于QRS波到来时刻输出一负脉冲到80C31P1.7端，由80C31检测该脉冲，并与执行异常心电波判别流程对R波的识别结果共同确定R波的到来。
当仪器使用过程中电极导联线脱落时，导线脱落检测电路[26]输出一负电平到80 C31的INTI端申请中断，并由80 C31作出报警处理。在主电源[43]电压低于3V时，电源电压不足检测电路[27]输出一负电平至80 C31的INTO端申请中断，由80 C31作出报警处理，并且自动接通备用电源[42]，保护RAM数据不致丢失。
复位电路[24]接到80 C31的RESET端，该电路在接通电源后输出一正脉冲使80 C31处于复位状态，即P0～P3口全置“1”，堆栈指针SP置07，其余特殊功能寄存器清“0”。6兆赫时钟电路[25]接到80 C31的XTAL1端和XTAL2端，为80 C31提供时钟信号。
80 C31的P2.5，P2.6，P2.7端经3-8线译码器[30]产生选片信号，分别对缓冲RAM[33]，RAM[34]，8位D/A转换电路[37]，模数转换电路[22]和并行I/O接口电路[39]选片。80 C31 P0口的8个端子经地址锁存器[31]产生低8位地址线，而P2口的P2.0到P2.4 5个端子产生高位地址线，13根地址线对EPROM[32]和缓冲RAM[33]，RAM[34]进行选址，P0口同时作为数据线使用。异常心电波判别和异常心电波比较的各种工作流程全部存于EPROM[32]中，而由80 C31执行EPROM[32]中的工作流程从而完成异常心电波判别和比较功能。
按键[14]通过80C31P1口的P1.0至P1.6可以完成装定起始时间、异常心电波输出，打印储存结果，启动工作流程，清除内存和手动记录等功能。8位数模转换电路[37]由80C31控制在按动心电输出键时，把RAM中存储的异常心电数据转换成模拟心电信号，该信号经低通滤波电路[38]向心电图描记仪输出。蜂呜器电路[28]与80C31P3.5端相连，当80C31在执行异常心电波判别流程中作出报警判别时，由P3.5端启动该电路发出音响报警。
80 C31通过82 C55并行接口片子[39]与打印机[40]，8位拨码开关[13]和显示锁存驱动电路[41]相连，其中82 C55的端口A的PA0～PA5分别接到显示锁存驱动电路[41]的六个4543显示锁存驱动片子，显示锁存电路的输入BCD码由80 C31的P1.0～P1.3端子提供，各显示锁存片子的pH端连到80 C31的P3.4端，在80 C31控制下，显示锁存驱动电路[41]驱动六位液晶显示[12]，完成上述的显示功能。82 C55的C口接到8位拨码开关[13]，经拨码开关置定的BCD码通过82 C55读入80 C31可以对仪器是否需要报警及报警的范围进行设定。82 C55的B口接到打印机[40]，用来向打印机传送需打印的数据，打印机还连到80C31的串行输入输出端RXD和TXD，在按动打印输出键时由80C31控制打印机打印出发生异常心电的时间和异常心电的类型。
仪器主电源[43]向各部分供电，该电源可以使用可充电的镍镉电池(4×1.25伏)或普通5号电池(4×1.5伏)。
在本实施例中所述的心电信号放大滤波和模数转换装置[6]包括放大滤波电路[21]和8位A/D转换电路[22]。所述的异常心电波判别装置[7]和异常心电波比较装置[8]包括单片机[29]，复位电路[24]，时钟电路[25]，地址译码器[30]，地址锁存器[31]和EPROM[32];所述的异常心电波储存装置[9]包括缓冲RAM[33]和RAM[34];所述的心电波形输出装置[10]包括数模转换电路[37]和低通滤波电路[38]。
图6是本实施例的异常心电波判别装置和异常心电波比较装置的工作流程图，参见图6，80C31先进行初始化流程[48]，然后[49]从缓冲RAM读入采样的心电数据，[50]识别是否出现R波，一旦发现R波则[51]进行基线漂移校准，接着在[52]～[62]求取和判别心电波特征参数单个R-R间期，平均R-R间期AR，QRS波宽度，R波振幅，T波振幅和ST段偏离基线电平，凡是判别为异常的心电波形即进行[63]异常类型比较，比较结果是第一次发生的异常心电波则[66]按发生时间顺序给予类型编号并在RAM中存入异常心电波发生的时间，异常心电波分类号及该异常心电波特征参数，被存入的异常心电波特征参数就作为后续的同一类型异常心电波的比较特征参数，然后[67]对发生异常心电前3秒和后5秒数据进行数据压缩存入RAM;比较结果不是第一次发生的异常心电则[65]仅在RAM中存入发生异常心电的时间及该异常心电的分类号。判别和比较过程结束则返回重新输入采样数据。
图7是初始化流程，参见图7，[68]80C31先对定时器清0，然后[69]设置缓冲RAM地址指针，[70]控制字置入并行接口芯片控制字寄存器，[71]～[75]设置各子程序入口地址和指针，[76]设置心电基线校准的基准电位值，[77]读8位拨码开关的BCD码，对需报警的[79]读入由8位拨码开关预置的报警阈值，然后[80]读入时钟按键置入的初始时间，进行完这一系列流程后80C31就等待启动按键启动，一旦按该键则[83]定时器开始工作，[84]每5亳秒把模数转换电路的采样数据读入缓冲RAM。初始化流程结束，进入R波识别流程。
图8是R波识别流程图。参见图8，[85]80 C31先输入400个心电采样数据，因为400个数据对应2秒时间，故通常其中至少有一个R波，然后[86]计算每一采样数据与前一采样数据的差分值，[87]找出差分值绝对值的二个最大值，这二个最大值取平均值再乘以0.8即作为识别R波的斜率阈值V1。然后[88]再输入心电采样数据，对新输入的采样数据继续求差分值，[89]寻找是否有二个连续的差分值的绝对值大于或等于V1，一旦找到这样的二个差分值则产生这二个差分值的最后的一个采样点的时间就作为初步确定的R波到来时刻，接着与QRS波检测电路的检测结果符合，方法是[90]再输入40个心电采样数据，[91]检查80 C31 P1.7口是否低电位，一旦检测到P1.7口为低电位则表明QRS波检测电路也已检测到QRS波，故可确认上述找到的采样点对应的时间即为R波到来时间，该时间以Rt表示，若没有找到二个连续的差分值的绝对值大于或等于V1或虽找到但40个心电采样数据后没有在P1.7口检测到低电位则继续输入心电采样数据重新找Rt点，一旦确定了Rt点，即进入基线漂移校正流程。
监测仪在较长时间的使用过程中，心电信号的基线会发生漂移，这将影响心电信号的分析，为此必须进行基线漂移实时校正，在该监测仪中基线的校准方法采用线性插值法，由于该方法已为人们所熟知，故不再赘述。
图9是R-R间期异常判别装置工作流程图，参见图9，[92]先求两个相邻R波的时间间隔即R-R间期，由上述可确定一个R波到来时刻Rt用同样方法可确定下一R波到来时刻Rt+1，则这二个R波的R-R间期RRt＝Rt+1-Rt，同样可以求出前一R-R间期RRt-1，[93]～[96]R Rt分别判别是否小于或等于C1·R Rt-1，是否小于或等于C2·RRt-1，是否大于或等于2RRt-1，是否大于或等于C3·RRt-1，其中系数C1最好取为0.3-0.4，C2最好取为0.7-0.85，C3最好取为1.3-1.5。如果比较不等式均不成立，则[97]求取相邻4个R-R间期平均值ARt，然后[98]，[99]判别ARt是否大于或等于1.5秒，是否小于或等于0.4秒，若比较不等式均不成立则进入QRS宽度异常判别流程。如上述任一比较不等于成立则判别该R-R间期异常即进入异常心电波比较流程。
图10是QRS波宽度异常判别装置工作流程图，参见图10，[100]先对每一采样数据作变换Yn′＝1/4｜(Yn-3+Yn-1+、Yn+1+Yn+3)-(Yn-2+Yn+Yn+2Yn+4)｜式中，Yn′为变换后第n采样点的值，Yn为n点未变换的采样值，其余各点含义可以类推。作这样的变换是为了把QRS波突出出来，便于对QRS波的识别。然后[101]求QRS波起点，方法是从R波出现时刻Rt所对应的采样点向前(向P波方向)求二采样变换值的差分值的绝对值，当连续二个差分值的绝对值≤1时，则产生这二差分值的前一采样点(靠近R波方向)即代表QRS波起点，[102]求QRS波终点，由Rt起向后求变换值的差分值可求得QRS波的终点，方法与求QRS波起点相同，[103]求QRS波宽度，QRS波起终点间的时间间隔即为QRS波宽度，求出QRS波宽度后[104]判别该宽度是否大于或等于0.12秒，判别不等式成立则判别为QRS波宽度异常进入异常心电波比较流程，判别不等式不成立则进入R波振幅异常判别流程。
图11是R波振幅异常判别装置工作流程图，参见图11，[105]先求R波采样值最大点，方法是由上述确定Rt后，在此后采样点中找出斜率变号点该点即为R波采样值最大点，设该点的采样值为Ym，而其前一点和后一点的采样值各为Ym-1和Ym+1，[106]求R波振幅，由于最大采样值点一般不会是R波波峰点，故必须进行修正，在假定R波峰值附近上升沿和下降沿为直线且斜率相等时，可以由下式求出其R波振幅值RM若Ym-Ym-1＝Ym-Ym+1则RM＝Ym若Ym-Ym-1≠Ym-Ym+1则RM＝Ym+1/2｜Ym+1-Ym-1｜若Ym＝Ym-1则RM＝Ym+1/2(Ym-1-Ym+1)若Ym＝Ym+1则RM＝Ym+1/2(Ym+1-Ym-1)若Ym-1＝Ym＝Ym+1则RM＝Ym求得R波振幅后，[107]，[108]进行异常判别，设第n个R波振幅为RMm，前一R波振幅为RMn31则先判别RMn是否大于C4RMn-1，如不满足该条件则再判别RMn是否小于C5RMn-1，如也不满足该条件则进入T波振幅异常判别流程，当上述两项比较不等式任一个成立，则进入异常心电波比较流程。C4最好取为1.20-1.35，C5最好取为0.7-0.8。
图12是T波振幅异常判别装置工作流程，参见图12，[109]先求T波搜索范围，QT段时间的理论值为QT=R Rt÷0.04/10]]>(秒)从QRS波起点起的QT/2到QT即为T波搜索范围，[110]求T波振幅TM，在T波搜索范围内找出与基线差的绝对值的最大值即为T波振幅绝对值｜TM｜，求绝对值是由于T波有可能倒置，求出｜TM｜后再恢复符号就是T波振幅值TM，然后[111]TM和本次心电波的R波振幅RM比较，若TM＞RM/10则为正常T波，工作流程进入ST段异常判别，若TM不大于RM/10则[111]判别TM是否大于-0.1mv，若大于-0.1mv则该T波为T波低平，否则为T波倒置，而这两种情况均为T波异常，流程进入异常心电波比较流程。
图13是ST段异常判别装置工作流程图，参见图13，[115]先确定ST段搜索范围，该范围是从上述已确定的QRS波终点至(1/2QT-QRS宽度)，然后[116]判别QRS波终点偏离基线的电位差是否大于或等于0.3mv，若大于或等于0.3mv则判别为ST段抬高，否则[118]在上述ST段搜索范围内求出低于基线的最低电位点，[119]-[123]分别判别基线与最低电位点起的连续16点的电位差是否大于或等于0.3mv，大于或等于0.2mv，大于或等于0.1mv，判别不等式之一成立即确定为ST段压低。ST段抬高或ST段压低均为ST段异常，则进入异常心电波比较流程，若上述比较不等式均不成立则ST段正常，[126]流程返回，重新输入数据判别。
图14是异常心电波比较装置工作流程图，参见图14，在异常心电波判别装置中共判别出RR间期异常，QRS波宽度异常，R波振幅异常，T波振幅异常和ST段异常五种异常情况，这五种异常均送入异常心电波比较装置，与已存入的异常心电波比较特征参数进行比较以确定当前的异常心电波类型在异常心电波储存装置中是否已有储存。送入异常心电波比较装置的RR间期异常和QRS波宽度异常的心电波形先将其QRS波宽度与比较参数(QRS)比比较，两者差的绝对值是否小于C6，若不小于C6则新送入的异常心电波即被判别为第一次出现的新的异常心电波类型，若两者差的绝对值小于C6则[128]，[129]将新送入的异常心电波的RRt与比较参数RR比比较若两者差的绝对值小于0.12秒则新进入的异常心电波类型不是第一次出现，即在异常心电波储存装置中已存有该种类型的异常心电波形，若RRt与RR比差的绝对值不小于0.12秒则进一步比较RRt/ARt与比较参数(RR/AR)比，二者差绝对值是否小于C7，若小于C7则判定新进入的异常心电波不是第一次出现的新类型，若二者差的绝对值不小于C7则判定所进入的异常心电波是第一次出现的新类型，其中C6最好取0.01-0.015秒，C7最好取为0.1-0.12。送入异常心电波比较装置的R波振幅异常的心电波形，将其振幅RM与比较参数RM比比较，若二者差的绝对值大于或等于0.3mv则判定该异常心电波为新类型，若两者差绝对值小于0.3mv则[131]进一步比较QRS波宽度与比较参数QRS比，若二者差绝对值小于C6则判定该异常心电波不是新类型，若二者差绝对值不小于C6则判定该异常心电波是新类型。，[133]送入异常心电波比较装置的T波振幅异常和ST段异常的心电波形均与比较参数中相应的改变范围比较，若改变范围相同则判定为不是新类型，否则即判定为新类型，T波振幅的改变范围即指其TM是大于-0.1mv还是小于或等于-0.1mv两个范围，ST段改变范围即是指ST段抬高，ST段压低0.3mv，ST段压低0.2mv和ST段压低0.1mv四个。
对上述判定为不是第一次出现的异常心电波形则[135]仅存入异常心电波发生的时间和异常心电波分类号，该分类号按新类型异常心电波出现的时间顺序编号。对判定为第一次出现的异常心电波则[137]先存入比较特征参数对R-R间期异常和QRS波宽度异常是存入异常心电波的R-R间期RR，平均R-R间期AR，和QRS波宽度QRS;对R波振幅异常是存入R波振幅RM和QRS;对T波振幅异常和ST段异常是存入改变的范围。这些比较特征参数在流程图中均在参数符号下标以下标“比”以示区别。在存入比较参数后，[138]再存入异常心电波发生的时间和异常心电波分类号，然后[139]把该异常心电波发生前3秒和后5秒心电数据压缩后存入异常心电波储存装置。在做完上述步骤后[140]异常心电波比较流程返回重新输数进行分析。
数据压缩算法采用转折点法，这种方法容易实现且计算速度快，它分析采样点的趋势并在每一对相邻的点中只存贮其中一个，由于这种算法为人们所熟知，故不再赘述。
图15是QRS波检测电路框图，在本实施例中，除在异常心电波判别流程中对R波进行识别外，还增加了QRS波检测电路，其检测结果与R波识别结果进行符合，只有当两者都检测到R波时才确认R波到来，这就进一步排除了干扰，提高了QRS波检测的可靠性。
参见图15，由A点输入的放大的心电信号同时送入心电信号鉴幅电路[141]，和心电信号整形电路[142]，心电信号鉴幅电路[141]鉴别阈值电压低于R波而高于P波和T波，其输出信号只有被整形的R波，该电路从幅度上抑止了干扰。心电信号整形电路[142]对输入的心电信号进行整形其特点是保留信号在基线部分的宽度，其输出信号是宽度不同的等幅脉冲，该输出信号被送入脉冲宽度鉴别电路[143]，脉冲宽度鉴别电路[143]只允许脉宽在预定宽度范围内的脉冲通过，预置的宽度阻止宽的T波通过，自然脉宽在该预定宽度外的干扰也被排除，该电路从脉宽上抑止了干扰，心电信号鉴幅电路[141]和脉冲宽度鉴别电路[143]的输出均送入逻辑比较电路[144]中进行比较，只有当两者的信号同时存在时逻辑比较电路才有输出，因此输出信号中只有整形后的R波，干扰被排除，该输出信号送到80C31的P1.7端被检测，表明R波已到来。
图16是QRS波检测电路的电原理图，参见图16，所述的心电信号鉴幅电路[141]包括由NE555片子组成的斯密特触发器[146]和由9601片子组成的单稳态触发器[147]，NE555组成可变阈电平斯密特触发器，阈电平最好调至0.5v，由于心电信号放大器的放大倍数约为500，故未经放大的心电信号需1毫伏以上才能使电路触发，通常R波电压大于1.5毫伏，而T波和P波电压则低于1毫伏，故斯密特触发器[146]输出端只有R波，该输出送往由9601片子构成的单稳态触发器[147]，其作用是在相应于斯密特触发器[146]输出的后沿产生一脉冲，以便与脉冲宽度鉴别电路[143]的输出脉冲沿对齐。所述的心电信号整形电路[142]包括双运放片子LM358[148]，LM358的一个运放构成截止频率为0.1HZ的巴特沃斯低通滤波器，在滤波器输出端获得心电信号的直流分量，在由LM358另一运放构成的比较器中该直流分量与已经放大的心电信号比较。因而在其输出端得到相应于P波，R波，T波的三个等幅但不同宽度的脉冲。所述的脉冲宽度鉴别电路[143]包括由9602片子组成的单稳态电路[149]和四与非门4011[150]，其脉宽甄别范围最好调在0.04毫秒至0.16毫秒。T波和脉宽在该范围外的干扰被排除。所述的逻辑比较电路[144]由四与非门4011构成，鉴幅电路[141]和脉冲宽度鉴别电路[143]的输出信号均接到逻辑比较电路[144]的输入端，在其输出端相应于R波的后沿得到一负脉冲，该负脉冲被送到80C31的P1.7端被异常心电判别流程所检测。
参见图17，图17是QRS波检测电路输入端A点，斯密特触发器[146]输出端B点，心电信号鉴幅电路[141]输出端C点，心电信号整形电路[142]输出端D点，脉冲宽度鉴别电路[143]输出端E点和逻辑比较电路[144]输出端F的波形图。
监测仪的使用十分方便，操作过程是1.在胸部按放好心电电极。电极可使用常规电极如银-氯化银电极，海棉导电液电极或带缓冲放大器的电极，电极负极最好安放在胸骨柄右缘外2-3厘米的第三、四肋间;电极正极最好安放在胸骨柄左缘第五肋间的腋前线，或根据心电波形放在一个QRS波中Q波不明显的位置;地线最好安放在胸骨柄剑突下2厘米或剑突部，电极安放位置如图18所示。
2.打开面板按键保护盖板[15]。
3.按按键K5，清除内存。
4.装入电池。
5.接通仪器电源开关[18]。
6.根据需要用8位拨码开关[13]输入报警要求及报警范围。
7.按动按键K0，K1，输入起始时间的小时数和分数。
8.将仪器固定在身体某部位，如图18所示监测仪可以固定在腰带上或斜背在身上。
9.把心电电极导联线插头插入监测仪输入插座[11]。
10.按启动键K4，启动仪器工作。
11.合上按键保护盖板[15]。
权利要求
1.一种便携式智能型心电监测仪，包括心电信号放大、滤波和模数转换装置[6]，心电波形输出装置[10]，异常心电波判别装置[7]，异常心电波储存装置[9]，其特征在于，所述的异常心电波判别装置包括R波振幅异常判别装置和/或T波振幅异常判别装置。
2.按权利要求1所述的心电监测仪，其特征在于，所述的R波振幅异常判别装置是根据R波的振幅是否超过第一预定范围而进行判别的装置。
3.按权利要求2所述的心电监测仪，其特征在于，所述的第一预定范围的最佳范围是(0.7-0.8)RMn-1≤RM≤(1.20-1.35)RMn-1，其中RMn，RMn-1分别是第n个和第n-1个R波的振幅。
4.按权利要求1所述的心电监测仪，其特征在于，所述的T波振幅异常判别装置是根据T波振幅是否小于或等于第一预定值而进行判别的装置。
5.按权利要求1至4所述的心电监测仪，其特征在于，还包括一个异常心电波比较装置[8]，该装置利用被比较的异常心电波特征参数与储存的异常心电波比较特征参数进行比较以确定该异常心电波与异常心电波储存装置所储存的异常心电波在类型上是否不同。
6.按权利要求5所述的心电监测仪，其特征在于，所述的异常心电波比较装置包括利用被比较的异常心电波QRS波宽度与储存的比较特征参数的QRS波宽度的差的绝对值大于或等于第二预定值或二者的RR差的绝对值大于或等于第三预定值而二者的RR/AR的差的绝对值大于或等于第四预定值而对RR间期异常或QRS波宽度异常的心电波进行比较的装置。其中RR、AR分别是R-R间期和平均R-R间期。
7.按权利要求5所述的心电监测仪，其特征在于，所述的异常心电波比较装置包括利用被比较的异常心电波的R波振幅与储存的比较特征参数的R波振幅差的绝对值大于或等于第五预定值或二者的QRS波宽度差的绝对值大于或等于第二预定值而对R波振幅异常的心电波进行比较的装置。
8.按权利要求5所述的心电监测仪，其特征在于，还包括一个用于检测QRS波到来的QRS波检测电路，该电路包括心电信号鉴幅电路[141]，心电信号整形电路[142]，脉冲宽度鉴别电路[143]和逻辑比较电路[144]。
9.按权利要求5所述的心电监测仪，其特征在于，还包括导线脱落检测电路[26]，电源电压不足检测电路[27]，蜂呜器电路[28]，并行接口芯片[39]，打印机[40]，显示驱动电路[41]，液晶显示[12]，8位拨码开关[13]，按键[14]。
全文摘要
一种便携式智能型心电监测仪，包括心电信号放大、滤波和模数转换装置，心电波形输出装置，异常心电波判别装置，异常心电波比较装置和异常心电波储存装置。由于具有对R波振幅异常和T波振幅异常的判别功能以及异常心电类型的比较功能，并有抗干扰的QRS波检测电路，因而提高了检测异常心电波的可靠性。本监测仪体积小、功耗低，操作方便。
文档编号A61B5/04GK1043620SQ88105620
公开日1990年7月11日 申请日期1988年12月24日 优先权日1988年12月24日
发明者沈仲元 申请人:沈仲元