專利名稱：計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備，特別是心電監(jiān)護(hù)儀，更具體地說(shuō)，涉及一種可通過(guò)USB通用串行總線與計(jì)算機(jī)USB端口連接通訊的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀。
現(xiàn)在使用的心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)備，都是作為獨(dú)立的醫(yī)療設(shè)備，其本身具有相應(yīng)的心電信號(hào)采集、處理及顯示功能，其顯示輸出一般是一體化的液晶顯示屏。對(duì)于此類心電監(jiān)護(hù)儀，存在以下主要不足其一是造價(jià)昂貴，因其液晶顯示屏、顯示屏驅(qū)動(dòng)、單片機(jī)等都很貴而且占了設(shè)備成本的大部分；其二是因設(shè)備的軟件程序是固化到半導(dǎo)體芯片中，所以想升級(jí)基本是不可能；其三是受設(shè)備內(nèi)置處理器運(yùn)算能力、固化程序大小、RAM空間大小的限制，使設(shè)備難以完成需要大量計(jì)算才能完成的高級(jí)功能；最后，因缺少與計(jì)算機(jī)通訊的能力，檢測(cè)結(jié)果很難作長(zhǎng)時(shí)間記錄、病歷管理、會(huì)診及遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)會(huì)診。
本實(shí)用新型目的在于提供一種計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，克服了現(xiàn)有心電監(jiān)護(hù)儀的上述不足，將心電采集電極傳來(lái)的信號(hào)經(jīng)心電信號(hào)控制盒變換處理后，通過(guò)USB通用串行總線與計(jì)算機(jī)通訊，用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算功能與高分辨率顯示器，代替現(xiàn)有心電監(jiān)護(hù)儀的中央處理器及液晶顯示屏，軟件以模塊化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，可脫離心電儀硬件獨(dú)立運(yùn)行。所述硬件部分配合豐富的軟件及計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以開(kāi)發(fā)出多種輔助診斷功能。
本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，包括可連接采集電極的心電采集控制盒，其特征在于，所述心電采集控制盒有一個(gè)USB接口模塊，可與計(jì)算機(jī)的USB通訊端口連接。使用時(shí)，將采集電極連接到病人身體，采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)心電采集控制盒選擇放大、A/D轉(zhuǎn)換、USB編碼處理后，發(fā)送到計(jì)算機(jī)的USB通訊端口，計(jì)算機(jī)將接收到信號(hào)通過(guò)解碼及數(shù)字濾波，將結(jié)果顯示在顯示器上。
按照本實(shí)用新型提供的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述心電采集控制盒使用符合USB標(biāo)準(zhǔn)的連接電纜線與所述計(jì)算機(jī)通信。
按照本實(shí)用新型提供的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述心電采集控制盒包括與采集電極連接插座相連接的多路電子開(kāi)關(guān)、還包括與所述多路電子開(kāi)關(guān)依次連接傳遞信號(hào)的運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和USB連接插座，所述單片機(jī)又分別與多路電子開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器和A/D轉(zhuǎn)換電路相連接，提供時(shí)序和控制信號(hào)。
按照本實(shí)用新型提供的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述USB單片機(jī)使用Microchip公司的PIC16C765芯片，將經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行USB編碼并向USB電纜連接插座發(fā)送。
實(shí)施本實(shí)用新型提供的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，心電采集控制盒通過(guò)USB連接電纜與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，將由采集電極傳來(lái)的信號(hào)經(jīng)處理后傳送到計(jì)算機(jī)，利用Windows操作系統(tǒng)，配上以模塊化方式實(shí)現(xiàn)的可獨(dú)立于心電監(jiān)護(hù)儀外設(shè)運(yùn)行的軟件，使其具有下述的優(yōu)點(diǎn)首先是簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，使成本降低，工作更為可靠；其二是軟件與硬件分離，方便升級(jí)；其三是軟件可以作為獨(dú)立程序使用，用于將存貯的病歷回放及遠(yuǎn)程診斷及會(huì)診；其四是可配合豐富的軟件包，可以完成心室晚電位分析、心率頻譜分析、心電地形圖、計(jì)算機(jī)輔助診斷等心電工作站才具備的高級(jí)功能；其五是病人的心電記錄可在硬盤中作長(zhǎng)時(shí)間保存，可以轉(zhuǎn)存到刻錄光盤或磁光盤(MO)作永久性的保存；最后，可通過(guò)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將病歷及心電記錄傳送到聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上，配合相關(guān)軟件可作遠(yuǎn)程診斷及會(huì)診。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的特點(diǎn)，附圖中


圖1是本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀的連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型中心電采集控制盒的原理示意圖；圖3是本實(shí)用新型中USB單片機(jī)使用PIC16C765芯片的電路圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，包括通過(guò)電極連接線2與心電采集控制盒3連接的采集電極1、通過(guò)USB連接電纜4與心電采集控制盒3連接計(jì)算機(jī)5、以及計(jì)算機(jī)5的顯示器6。其中USB連接電纜4使用標(biāo)準(zhǔn)連接線，符合USBV1.1標(biāo)準(zhǔn)。
如圖2所示，本實(shí)用新型的心電采集控制盒的內(nèi)部電路包括采集電極連接插座、多路電子開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和USB電纜連接插座。電極連接線2連接到所述心電采集控制盒的電極連接插座，采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)由單片機(jī)控制的電子開(kāi)關(guān)分時(shí)切換，再由運(yùn)算放大器放大后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)進(jìn)行USB編碼并向USB電纜連接插座發(fā)送。所述單片機(jī)同時(shí)還為多路電子開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器和A/D轉(zhuǎn)換電路提供時(shí)序和控制。
如圖3所示，本實(shí)用新型的USB單片機(jī)使用Microchip公司的PIC16C765芯片，PIC16C765具有USB接口設(shè)計(jì)，以及相關(guān)的接口程序模塊。
由病人呼吸運(yùn)動(dòng)或者電極-皮膚界面阻抗變化引起的基線漂移是所有心電檢測(cè)設(shè)備需要面對(duì)的問(wèn)題，心電信號(hào)基線漂移為低頻干擾信號(hào)，其頻率一般小于1Hz，表現(xiàn)為緩慢變化的曲線。本實(shí)用新型采用基線動(dòng)態(tài)跟蹤及高通濾波相結(jié)合的方式抑制基線漂移。
本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)軟件部分工作于微軟公司的Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)，采用32位編程，可在Windows95/98/2000/NT及后續(xù)版本的操作系統(tǒng)平臺(tái)下工作，因目前為止Windows NT仍不支持USB標(biāo)準(zhǔn)，故在Windows NT操作系統(tǒng)下只能運(yùn)行軟件部分，不能作實(shí)際采集。作為本實(shí)用新型的軟件部分，允許其脫離本實(shí)用新型的硬件部分獨(dú)立運(yùn)行，將軟件部分做成可獨(dú)立運(yùn)行部分可以更好地交流病人檢查結(jié)果資料。我們可以在檢查室裝備一套完整的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀(包括計(jì)算機(jī)、采集電極、心電采集控制盒及連接電纜)，別的科室只裝備計(jì)算機(jī)及虛擬心電監(jiān)護(hù)儀的軟件，病人在檢查室作檢查，通過(guò)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，在其他外科室的醫(yī)生可以通過(guò)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀的軟件實(shí)時(shí)或事后觀察病人的心電信息，這樣的情況也可以通過(guò)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行。
本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)軟件以模塊化的方式實(shí)現(xiàn)，包括以下主要模塊
1、USB通訊模塊，其底層使用WINDOWS標(biāo)準(zhǔn)的端口驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言編程與單片機(jī)通訊，用于接收心電信號(hào)和發(fā)送控制信號(hào)。
2、信號(hào)波形表示模塊，用于將心電信號(hào)顯示于計(jì)算機(jī)屏幕。
3、心電實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，通過(guò)醫(yī)生設(shè)定的報(bào)警參數(shù)，超出報(bào)警參數(shù)時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，例如心動(dòng)過(guò)速或過(guò)緩、心跳停止等。
4、心電參數(shù)測(cè)量模塊，包括PR及QT間期、QRS時(shí)限、QRS軸、R波幅度、QTC離散度等醫(yī)生常用參數(shù)。
5、心電波形分析模塊，包括心電頻譜分析、心電向量圖、心電時(shí)間向量圖、心電連續(xù)時(shí)間向量圖、高頻心電圖、心室晚電位分析、RT間期變異性分析、心率變異分析等。
6、打印機(jī)輸出模塊，用于將心電圖及診斷結(jié)果輸出到打印機(jī)。作為標(biāo)準(zhǔn)輸出，本軟件支持所有Windows標(biāo)準(zhǔn)的打印機(jī)。
7、信號(hào)硬盤存儲(chǔ)模塊，當(dāng)計(jì)算機(jī)從USB端口接收到心電信號(hào)后，首先將其存儲(chǔ)到硬盤，只要醫(yī)生選擇了保存記錄，這個(gè)過(guò)程會(huì)自動(dòng)進(jìn)行并且基本上保持實(shí)時(shí)。
8、光盤存儲(chǔ)模塊，為了資料的永久保存或病歷交流，本軟件設(shè)計(jì)了光盤存儲(chǔ)接口，可支持現(xiàn)今流行的移動(dòng)光盤介質(zhì)，包括刻錄光盤、CD-RW、MO磁光盤，以后會(huì)增加DVD格式。
9、網(wǎng)絡(luò)模塊，用于聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交流，使用TCP/IP協(xié)議，在硬件設(shè)備支持下，可進(jìn)行內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接或連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，支持靜態(tài)模式和動(dòng)態(tài)模式。在靜態(tài)模式下，將已經(jīng)保存在硬盤中的心電記錄文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器或其他的終端計(jì)算機(jī)上，收到文件的計(jì)算機(jī)可用虛擬心電儀超軟件打開(kāi)回放及分析。動(dòng)態(tài)模式使用一種互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)廣播的技術(shù)，將正在做病人檢查的計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)廣播的主機(jī)，其他的聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)作為終端機(jī)，將在病人身邊的虛擬心電儀所顯示的心電信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到別的終端計(jì)算機(jī)上，在接受信號(hào)終端計(jì)算機(jī)旁的醫(yī)生將同時(shí)和病人身邊的醫(yī)生觀察到相同的圖像。
權(quán)利要求1.一種計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，包括可連接采集電極的心電采集控制盒，其特征在于，所述心電采集控制盒有一個(gè)USB接口模塊，可與計(jì)算機(jī)的USB通訊端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述心電采集控制盒通過(guò)USB連接電纜與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，所述USB連接電纜使用標(biāo)準(zhǔn)連接線，符合USBV1.1標(biāo)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述心電采集控制盒包括與采集電極連接插座相連接的多路電子開(kāi)關(guān)、還包括與所述多路電子開(kāi)關(guān)依次連接傳遞信號(hào)的運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和USB連接插座，所述單片機(jī)又分別與多路電子開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器和A/D轉(zhuǎn)換電路相連接，提供時(shí)序和控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算機(jī)虛擬B超儀，其特征在于，所述心電采集控制盒內(nèi)的單片機(jī)使用Microchip公司的PIC16C765芯片，將經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行USB編碼并向USB電纜連接插座發(fā)送。
專利摘要一種計(jì)算機(jī)虛擬心電監(jiān)護(hù)儀，包括心電采集電極、心電采集控制盒、以及連接電纜，其特征在于，所述心電采集控制盒實(shí)現(xiàn)控制和信號(hào)處理功能，通過(guò)USB通用串行總線與計(jì)算機(jī)通訊，用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算功能與高分辨率顯示器，代替現(xiàn)有心電儀設(shè)備的中央處理器及液晶顯示屏，軟件以模塊化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，可脫離心電儀硬件獨(dú)立運(yùn)行。所述硬件部分配合豐富的軟件及計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以開(kāi)發(fā)出多種輔助診斷功能。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK2451039SQ00262380
公開(kāi)日2001年10月3日 申請(qǐng)日期2000年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者黃健平 申請(qǐng)人:黃健平