专利名称：动态心电分析报警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型所述的动态心电分析报警仪是一种利用单片微型机对人体心脏实现自动监测和报警，并对所监测的信号进行自动分析诊断的仪器。
目前用于心电检查、监护的现有技术属于便携式心电监护仪。当前国外主要有两大类型一类是Holter，包括磁带记录型与固态存储器型；另一类是Monitor，为实时监护型。国内现有技术除引进国外技术生产的Holter外，其余属实时监护型者为多。而国内生产的相应产品与国外产品相比较，其性能质量差距较大。如磁带型记录器质量不稳定、固态存储器除大容量存储器及数据压缩、回放问题外，尚存在分析器精度等问题。故而现有技术中所存在的主要缺点是(1)所有的监护仪都不对QRS波群中之P波进行分析，从而与P波有关的病症无法监护检查。(2)心电信号分析仅在一个通道进行，另一通道仅在记图时使用，故实际上是“准双通道”。(3)Holter的两种记录器离开计算机系统无法分析、处理结果信息。(4)无1MV定标、动态调整。(5)无同步监护功能。针对上述现有技术中所存在的问题，设计一种结构新颖、功能齐备的动态心电分析报警仪，从而克服现存的问题是十分必要的。
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是设计一种结构新颖、性能先进、使用可靠，并可自动定标、具有同步监护功能；即可作为Holter的分析记录器，又可脱机处理结果信息，并具有分析处理包括P波在内的心电信号的功能。因此本实用新型是一种理想的动态心电分析报警仪。
本实用新型提供一种动态心电分析报警仪，其结构由单片微型计算机、地址锁存器、程序存储器、数据存储器、A／D转换器、心电信号放大滤波通道电路、输出接口及其连接线路所组成。其中心电信号放大滤波通道电路共有两条。并且通道1和通道2与通道自动切换器相连接。A／D转换器的输入口同通道自动切换器的输出口相连接。1MV自动校正电路的两端分别将A／D转换器和D／A转换器连接起来。输出接口共有三个，即分别是液晶显示器接口、打印、绘图接口和D／A转换器接口。三个输出接口可同时或分别同其相适应的外围设备相连接。另外I／O译码器、并行通信口、欠压报警电路和导联脱落报警电路则分别同单片微型计算机的相应接口相连接。本实用新型所述的心电信号放大滤波通道电路由1MV标准电压自动切入转换开关电路、前置放大电路、抑止基漂电路、抗干扰电路、低通滤波器及主放大器、高通滤波器所组成。前置放大电路由运算放大器A1、A2、A3和电阻R1～R11及其连接线路所构成。抑止基漂电路由运算放大器A11和电阻R6、R7、R32及连接线路所构成，形成抑止基线漂移参考电极输出电路。抗干扰电路由运算放大器A4、A5、电阻R13～R17、电容C1～C3及其连接线路构成一个可抑制交流50HZ干扰的可调陷波滤波器。本实用新型所述的1MV自动校正电路由运算放大器A6、A7、电阻R18～R23、D／A转换器及其连接线路所构成。通道自动切换器中一组双向模拟开关的转动触点与OY端相连接。本实用新型所述的通道自动切换器中的双向模拟开关转动触点与1Y端相连接，从而进入D／A转换器接口线路中，构成示波器、心电监视器输出电路。本实用新型所述的D／A转换器输出接口分两路，其中一路可同心电图机相连接，另一路可通过运算放大器和电阻所组成的线路与超低频示波器或心电监视器相连接。本实用新型所述的1MV自动校正电路所取的标准信号由运算放大器A9、稳压管ZW1、电阻R26～R28、R32、电容C5及稳压电路所构成的1MV标准信号电路所提供。本实用新型所述的欠压报警电路和导联脱落报警电路分别同单片微型机的P1.3口和P1.4口相连接。欠压报警电路由运算放大器A10、电阻R29～R31、电容C4及其连接线路所构成。导联脱落报警电路由运算放大器A11、电阻R33、稳压管ZW2～ZW4及连接线路所构成。本实用新型所述的自动切换器将1MV标准信号在单片微型机控制下接入通道输入端。A／D转换器将其放大500倍的信号送入单片微型机，并由计算机软件判断其误差，将正确的调整量送入D／A转换器中，同时控制自动切换器电路，将D／A转换器输出线接至A／D转换器的VRef端，使A／D转换器转换结果为BOH＋1LSB。
本实用新型所提供的动态心电分析报警仪可方便有效的对在发病期间的心脏病患者的心电信息进行二十四小时不间断的测量和分析。当发现异常时及时报警，而患者则不受在医院内外限制可连续实现监护并可完成以下功能(1)当出现心电异常信号时立即报警。
(2)可存贮心电波形，其分析结果可通过绘制心电图、曲线图和分析报告来实现。
(3)可由液晶显示器显示应采取的应急措施信息。
(4)可通过CRT显示连续滚动或冻结其心电波形。
(5)可通过心电图机与本实用新型的配合完成描记、心电波形。
(6)本实用新型可根据需要予置各种症状报警参数值。
(7)可通过计算机、家用电视机显示处理结果图表资料。
综上所述可知，本实用新型具有设计合理、技术先进、功能齐全、工作可靠、价格低廉、结构新颖、便于携带等特点。因此本实用新型的采用必将对心脏病的患者连续监护起到有效的作用。从而产生积极的经济效益和社会效益。
本实用新型共有两张附图，其中附
图1是动态心电分析报警仪逻辑原理图；附图2是动态心电分析报警仪工作原理图。
图中1、单片微型机(80C31) 2、地址锁存器(74HC373) 3、程序存储器(27C256) 4、数据存储器(628128) 5、A／D转换器(1001) 6、心电信号放大滤波通道17、心电信号放大滤波通道2 8、1MV自动校正电路 9、I／O译码器 10、并行通信口 11、16×1点阵字符液晶显示器接口 12、16×1点阵字符液晶显示器 13、打印绘图接口 14、打印机 15、绘图仪 16、D／A转换器(ADC／7524) 17、心电图机 18、超低频示波器或心电监视器 19、键盘接口电路 20、1MV标准电压自动切入转换开关电路 21、自动切换器(通道1、2自动切换和1MV自校正D／A输出与示波器、心电图机输出切换电路) 22、导联脱落报警电路 23、稳压电路 24、低通滤波器及主放大器 25、高通滤波器 26、欠压报警电路、图中的D1～D5为电极。
本实用新型的具体实施例如附图所示其结构采用单片微型计算机［1］做为中央处理器，采用74HC373做为地址锁存器、在程序存储器27C256中存入相应的计算程序、数据存储器的型号628128、A／D转换器的型号1001。在结构中具有两条心电信号放大滤波通道电路［6、7］。并简称为通道1和通道2，通道1和通道2与自动切换器［21］相连接。自动切换器［21］可实现通道1、2自动切换及1MV自校正D／A输出与示波器、心电图机输出切换电路。自动切换器［21］采用三组二路双向模拟开关CD4053。在线路中还具有I／O译码器74HC138、和由74HC06、74HC273、74HC294及握手线所组成的并行通信口［10］。当用户仅向计算机输出分析结果及存贮的心电异常图形时无此并行通信口［10］，而使用打印机、绘图仪、计算机输入通用接口［13］。当用户需双向通信时，该并行通信口［10］可作为选配件提供与通用接口［13］使用同一输出插座。由8位串入并出移位寄存器74HC164所组成的键盘接口电路［19］同单片微型机［1］的接口电路相连接。1MV自动校正电路［8］的两端分别将A／D转换器［5］和D／A转换器［16］连接起来。1MV自动校正电路［8］的结构是，由型号为ADC7524所构成的D／A转换器［16］的1、2引脚口同运算放大器［A6］的输入端相连接，其输出端同电阻R19、R21一端相连接。电阻R18、R19同D／A转换器的引脚15、16相连接。电阻R21的另一端同电阻R20、R21的一端及运算放大器A7的一输入端相连接，其另一输入端通过电阻R23接地。电阻R20的另一端同自动切换器［21］中一组双向模拟开关CD4053的OY触点和YC触点相连接。电阻R22的另一端同显示器CRT相连接。1MV自动校正电路［8］所取的标准信号由1MV标准信号电路所提供，其结构为由可调稳压元件LM317构成的稳压电路［23］通过电阻R32同电容C5、稳压管ZW1、串联电阻R26、R27、R28相连接，R28为可调电阻，其可调端与运算放大器A9的一输入端相连接，另一输入端同其输出端短路，输出1MV标准信号。通道自动切换器［21］中的双向模拟开关转动触点与1Y端相连接，从而进入D／A转换器［16］接口线路中，构成示波器，心电监视器输出电路。
本实用新型共有三个输出接口即液晶显示器接口［11］、打印绘图接口［13］和D／A转换接口［16］。液晶显示器接口［11］由六反相器74HC04和二输入四或门所构成16×1点阵字符液晶显示器接口。可连接16×1点阵字符液晶显示器。打印绘图接口［13］由八D锁存器74HC373所组成，可做为打印机、绘图仪、计算机连接输入的通用接口，D／A转换器［16］由ADC7524所构成，其输出接口分两路，其中一路可同心电图机［17］相连接，另一路可通过运算放大器A8和电阻所组成的线路与超低频示波器或心电监视器［18］相连接。欠压报警电路［26］和导联脱落报警电路［22］分别同单片微型机的P1.3口和P1.4口相连接。欠压报警电路［26］中的运算放大器A10的一输入端同电阻R31一端相连，电阻R31另一端同电阻R29、R30相连，运算放大器A10的另一输入端同电阻R26、R27及A11的输入端相连，A10输出端同单片微计算机P1.3口相连接。导联脱落报警电路［22］中的运算放大器A11的另一输入端同电阻R33相连接，其输出端同单片微型计算机［1］的P1.4接口相连接。
心电信号放大滤波通道电路［6、7］共有两条，简称通道1和通道2。每条通道中均含有1MV标准电压自动切入转换开关电路［20］、前置放大电路、抑止基漂电路、抗干扰电路、低通滤波器及主放大器［24］、高通滤波器［25］等。在前置放大电路中电阻R1和R2的一端同1MV标准电压自动切入转换开关电路相连接，其另一端分别同运算放大器A1和A2的一输入端相连接，A1和A2的另一输入端通过电阻R3相连接。其输出端分别通过电阻R8和R9同A3输入端相连接，1MV标准电压自动切入转换开关电路［20］具有两个电极［DJ］。在抑止基漂电路中运算放大器A11的一输入端接地。另一输入端通过电阻R32同A11的输出端相连接，在输出端上接有电极［DJ］。在抗干扰电路中采用50HZ可调陷波器结构，其中电阻R12同电容C1～C3并联，其一端同A3输出端相连接，另一端同A4的一输入端相连接。A4的另一输入端同其输出端短接与低通滤波器及主放大器相连接。同时通过电阻R16同A5一输入端相连接，另一输入端同输出端短接并通过电阻R13～R15连接在电容C2的两端。由LM324及电阻、电容所构成的低通滤波器及主放大器［24］和高通滤波器［25］相连接。通过高通滤波器［25］的输出口与自动切换器［21］的接口相连接。
本实用新型的工作原理是通过贴附在人体前胸等5个部位的电极DJ收取的心电信号送至高频滤波器以滤除来自高频设备的噪声，而前置放大器要求有60dβ以上的CMRR。为防止交频干扰，高频滤波器和测量放大器均施加屏蔽，信号通过一个50HZ的带阻滤波器以滤除交流电干扰，信号从带阻滤波器输出后，再通过一个二阶低通滤波器，然后分送至两路放大器中，最后信号通过A／D转换器分时转换后送至80C31单片微型机的P。口。心电信号的频带为0.01～100HZ，8秒信号要在20ms压缩输出，则有时域问题，故导致信号频带扩展。因此经D／A转换器输出的心电信号频带为4HZ～40KHZ。由电极DJ每秒可收集125个数据，从波形记录空间送至D／A转换电路，即每8ms一个数据，从而做到与原始记录波形一样。故而心电图机可得到复原的人体心电信号。本实用新型抑制交流50HZ干扰的可调陷波器采用窄带带阻滤波器，故可通过调节电位器使陷波点处于频率为45HZ～65HZ中任意点，则使交流干扰至少受到30dβ的衰减。从而使工作可靠性大提高。
权利要求1.一种动态心电分析报警仪，其结构由单片微型计算机[1]、地址锁存器[2]、程序存储器[3]、数据存储器[4]、A/D转换器[5]、心电信号放大滤波通道电路、输出接口及其连接线路所组成；其特征在于心电信号放大滤波通道电路共有两条[6、7]、并用通道1和通道2与自动切换器[21]相连接；A/D转换器[5]的输入口同自动切换器[21]的输出口相连接；1MV自动校正电路[8]的两端分别将A/D转换器[5]和D/A转换器[16]连接起来；输出接口共有三个，即分别是液晶显示器接口[11]、打印、绘图接口[13]和D/A转换器接口[16]，三个输出接口可同时或分别同其相适应的外围设备相连接；I/O译码器[9]、并行通信口[10]、欠压报警电路[26]和导联脱落报警电路[22]则分别同单片微型计算机[1]的相应接口相连接。
2.根据权利要求1所述的动态心电分析报警仪，其特征在于心电信号放大滤波通道电路［6、7］由1MV标准电压自动切入转换开关电路［20］、前置放大电路、抑止基漂电路、抗干扰电路、低通滤波器及主放大器［24］、高通滤波器［25］所组成；前置放大电路由运算放大器A1、A2、A3和电阻R1～R11及其连接线路所构成；抑止基漂电路由运算放大器A11和电阻R6、R7、R32及连接线路所构成，形成抑止基线漂移参考电极输出电路；抗干扰电路由运算放大器A4、A5电阻R13～R17、电容C1～C3及其连接线路构成一个可抑制交流50HZ干扰的可调陷波滤波器。
3.根据权利要求1所述的动态心电分析报警仪，其特征在于1MV自动校正电路［8］由运算放大器A6、A7、电阻R18～R23、D／A转换器［16］、及其连接线路所构成；自动切换器［21］中一组双向模拟开关的转动触点与OY端相连接。
4.根据权利要求1或3所述的动态心电分析报警仪，其特征在于自动切换器［21］中的双向模拟开关转动触点与1Y端相连接，从而进入D／A转换器［16］接口线路中，构成示波器、心电临视器输出电路。
5.根据权利要求1所述的动态心电分析报警仪，其特征在于D／A转换器［16］的输出接口分两路，其中一路可同心电图机［17］相连接，另一路可通过运算放大器A8和电阻所组成的线路与超低频示波器或心电监视器［18］相连接。
6.根据权利要求1或3所述的动态心电分析报警仪，其特征在于1MV自动校正电路［8］所取的标准信号由运算放大器A9、稳压管ZW1、电阻R26～R28、R32、电容C5及稳压电路［23］所构成的1MV标准信号电路所提供。
7.根据权利要求1所述的动态心电分析报警仪，其特征在于欠压报警电路［26］和导联脱落报警电路［22］分别同单片微型机的P1.3口和P1.4口相连接；欠压报警电路［26］由运算放大器A10、电阻R29～R31、电容C4及其连接线路所构成；导联脱落报警电路［22］由运算放大器A11、电阻R33，稳压管ZW2～ZW4及连接线路所构成。
8.根据权利要求1所述的动态心电分析报警仪，其特征在于自动切换器［21］将1MV标准信号在单片微型机［1］控制下接入通道的输入端，A／D转换器［5］，将其放大500倍的信号送入单片微型机［1］，并由计算机软件判断其误差，将正确的调整量送入D／A转换器［16］中，同时控制自动切换器［21］将D／A转换器输出线接至A／D转换器的Vref端，使A／D转换器转换结果为BOH＋1LSB。
专利摘要本实用新型所提供的动态心电分析报警仪是一种利用单片机对人体心脏进行自动监测和报警，并可对所监测的信号进行自动分析诊断的仪器。其结构具有心电信号放大滤波通道电路、1MV自调整电路、导联脱落报警器和欠压报警器、计算机接口、示波器及心电图机接口和CRT显示装置。在程序存储器中装入相应的计算机软件。本实用新型具有结构合理、性能先进、使用可靠、并可自动定标、具有同步监护功能等特点，可日夜连续对患者的心电信息进行测量和分析。
文档编号A61B5/0402GK2113744SQ9122685
公开日1992年8月26日 申请日期1991年10月15日 优先权日1991年10月15日
发明者于绍东, 江峰, 史卫国 申请人:于绍东, 江峰, 史卫国