專利名稱：一種數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器，尤其涉及通過電話線以數(shù)字方式傳輸心電圖的儀器。
背景技術(shù)：
在本實用新型出現(xiàn)前，病人端的心臟健康掃描器缺乏數(shù)字式存儲裝置，使得病人端的心臟健康掃描器使用不方便，另外，現(xiàn)有技術(shù)中電話傳輸心電圖多采用模擬調(diào)頻傳輸，這是一種早期出現(xiàn)的傳輸方式，經(jīng)模擬調(diào)頻傳輸心電，其特點可以實現(xiàn)單導心電或多導心電分時傳輸，缺點是只能單向傳輸，沒有自動糾錯功能抗干擾性能差，易受發(fā)送和接收環(huán)境噪聲的干擾，美、以、澳的產(chǎn)品均為模擬調(diào)頻傳輸。如果在接收器系統(tǒng)配有計算機管理系統(tǒng)，必須將收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號才能進行處理。
另外，既往國內(nèi)外均采用單臺微機與單臺電話并聯(lián)作為工作站。一次接收一個病人的信號，不易于聯(lián)網(wǎng)，這顯然存在不方便的地方。
本實用新型的產(chǎn)品首先采用數(shù)字編碼傳輸。數(shù)字編碼是先進的通信技術(shù)，其特點是抗干擾性能強，不易受環(huán)境、噪聲干擾，失真小，可雙向傳輸，有自動糾錯技術(shù)差錯率低，傳輸速度快，計算機對接收的數(shù)字信號可以直接進行處理，本實用新型是世界上首先采用先進的編碼傳輸技術(shù)的產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本實用新型的第一目的在于提供一種體積小、價廉的心臟健康掃描器，使測得的信號可以以數(shù)字的方式存儲起來，并在必要的時候易于讀取出來，并傳輸出去。
本實用新型的第三目的在于采用多臺微機組成的局網(wǎng)式的工作站，可同時接收多個病人的信號。
本實用新型的第四目的在于提供一個由數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器(下簡稱心臟健康掃描器)和數(shù)字電話傳輸心電工作站(下簡稱工作站)組成的裝置。
為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型提供了一個數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器，包括心電電極、心電信號放大器、數(shù)據(jù)采集與控制器、專用液晶顯示模塊、實時時鐘、數(shù)據(jù)傳輸接口、供電電源。
為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型提供了一個數(shù)字式電話傳輸心電工作站，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、傳輸服務(wù)器、監(jiān)護終端以及集線器、網(wǎng)線、打印機、電話組成的局網(wǎng)。
本實用新型與現(xiàn)有常規(guī)心電監(jiān)護技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點使用者可隨時對心電狀況進行記錄，從而在必要時可通過合適的方式將這些數(shù)據(jù)送到工作站，進行分析。
圖1是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的整機的方框圖。
圖2是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的探測器與調(diào)制解調(diào)器一體的外形示意圖。
圖3a，圖3b和圖3c是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的探測器與調(diào)制解調(diào)器分體的外形示意圖。
圖4-1和4-2是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器中的探測器的放大電路。
圖5-1和5-2是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器中的探測器的數(shù)字電路原理圖。
圖6是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器中的調(diào)制解調(diào)器電原理圖。
圖7是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器心電工作站框圖。
圖8是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器心電工作站中的軟件流程圖。
圖9-1、9-2是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器與工作站之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。
具體實施方式
下面結(jié)合圖對本實用新型進一步詳述本實用新型是稱之為數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器，它是由探測器與傳輸器組成。
圖1是本實用新型的探測器的方框圖，參照圖1，它是由心電電極(1)，心電放大器(2)，數(shù)據(jù)采集和控制電路(3)，專用液晶顯示模塊(4)，實時時鐘(5)，數(shù)據(jù)傳輸接口(6)，供電電路(7)組成。
供電電路由2節(jié)5號電池供給，3V電壓經(jīng)過TPS60111的DC/DC變換成5V直流電壓，供電路使用液晶顯示模塊采用定做的專用顯示模塊，內(nèi)帶液晶顯示控制器，通過專用串行總線接口與主CPU連接，用于顯示主CPU送來的心電探測器的各種工作狀態(tài)能及實時的日歷時間；數(shù)據(jù)采集和控制電路是心電探測器的控制核心，主要由80C552CPU、程序存儲器(ROM)、大容量數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)、實時時鐘芯片以及其它輔助電路組成，這部分將在配套的控制軟件協(xié)助下，用于完成心電信號的導聯(lián)切換、心電信號的數(shù)據(jù)采集和傳輸、各種工作狀態(tài)的顯示管理等；心電信號放大電路是心電探測器的關(guān)鍵，可以為微弱心電信號提供1000倍的高性能放大能力。
虛線方框內(nèi)的部份是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的整機方框圖，后者與傳輸器(8)相連后，經(jīng)電話網(wǎng)(9)，Modem(10)，傳至工作站(11)。
圖2是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的探測器與調(diào)制解調(diào)器一體的示意圖，圖3a和3b分別是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器的探測器與調(diào)制解調(diào)器分體的外形示意圖。參照圖2，整個心臟健康掃描器和探測器可安裝在一個或兩個比手掌稍大的機殼內(nèi)，機殼上裝有與心電電極相連的導聯(lián)線插座、電話線路插座及外部直流電源插孔。參照圖3a和3b，調(diào)制解調(diào)器安裝在具有圓弧形底座中，探測器則安裝在具有藝術(shù)造型的手持機殼中，底座有容納手持機的凹槽，底座凹槽的向上端面和手持探測器的向下端面分別裝有鍍金的電氣觸點，無須特殊的操作部件，只須將探測器對準底座的凹槽輕輕滑入，即可實現(xiàn)可靠的連接。而將探測器自下而上的自凹槽中拔出，即可斷開連接，插、拔方便快捷。從圖2和圖3a及3b可以看出二者的區(qū)別在于一體式的心臟健康掃描器的所有部分安裝在一個機殼內(nèi)，而分體式是心臟健康掃描器的調(diào)制解調(diào)器安裝一個機殼內(nèi)，探測器安裝在另一個機殼內(nèi)。
圖4-1和4-2是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器中的探測器的心電放大電路，參照圖4-1和4-2心電放大電路全部由四運放TLV2254A以及有關(guān)外圍電阻、電容、二極管等組成。來自人體的微弱心電信號進入心電放大電路后首先送到由運放構(gòu)成的阻抗變換電路(U1/4、U3/4、U4/4、)，它們的輸出經(jīng)過前置放大器(U2/4、U5/4、U6/4、U7/4)和末級放大器(U2/4、U5/4、U6/4、U7/4)，其前置放大倍數(shù)約30倍，末級放大倍數(shù)為30倍。
前置放大器的輸出經(jīng)過電容耦合到第二級放大電路，1微法電容與3.3M電阻決定了心電放大電路的時間常數(shù)，其時間常數(shù)應(yīng)滿足3.3秒要求。
第二級放大器電路由運放TLV2254和外圍電阻構(gòu)成，放大器的輸出送給CPU內(nèi)部的A/D采集電路，完成8導同步心電信號(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)的數(shù)據(jù)采集功能。左上肢的信號LA送入U1/4；右上肢的信號RA送入U1/4；左下肢的信號LL送入U1/4；右下肢的信號RL送入U1/4；V1導的信號送入U3/4；V2導的信號送入U3/4；V3導的信號送入U3/4；V4導的信號送入U3/4；V5導的信號送入U4/4；V6導的信號送入U4/4..除加壓肢體導avR、avL、avF和肢體標準導聯(lián)I外都是直接測量的。加壓肢體導和肢體標準導聯(lián)是由CPU計算得出的avR＝-0.5(II+I)；avL＝I-0.5II；avF＝II-0.5I；III＝II-I顯然也與其它信號同步。
圖5-1和5-2是數(shù)字電話傳輸心臟健康掃描器中的探測器的數(shù)字電路電原理圖。單片(微型計算)機系統(tǒng)主要由集成電路U10-U19等組成。
圖6是數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器中的調(diào)制解調(diào)器電原理圖。參照圖6，調(diào)制解調(diào)器主要由集成電路U2-U5組成。
參照圖5，供電電路主要由MAXIM公司的升壓DC/DC芯片MAX756和有關(guān)外圍器件組成，可以將兩節(jié)電池的電壓逆變?yōu)榉€(wěn)定的5V直流輸出，同時提供電池欠壓報警信號，模擬電路的供電通過一個三極管控制，當不需要模擬電路工作時，用于切斷模擬電路的供電電源，以進一步降低電源功耗，延長電池的供電時間。為增強電路的抗干擾性，電源和地線中都增加了LC濾波電路。數(shù)據(jù)采集和控制電路的核心是CPU87C552，它將在存儲于27C512內(nèi)配套的控制軟件控制下，完成心電探測器的所有功能。87C552內(nèi)部具有8路10位A/D，用于采集前述心電放大電路輸出的心電信號，采集的結(jié)果存儲在具有512KB存儲容量的數(shù)據(jù)存儲器HM628512(SRAM)中?？刂栖浖€具有自動檢測MODEM是否存在的功能，當心電探測器的配套的MODEM連接后，CPU將在相應(yīng)軟件控制下，通過RS-232接口把全部心電數(shù)據(jù)通過MODEM傳送到咨詢中心。
其它輔助電路包括提供CPU低8位地址鎖存用的74HC373、產(chǎn)生復位信號的CD4538和74HC00、用于存儲工作參數(shù)的電可擦寫存儲器24C02、產(chǎn)生實時時鐘信號的RVC386以及配套的相關(guān)電阻電容。
該裝置的工作是這樣操作的，心電電極貼在受試者身體的特定部位，它檢測到的心電信號送到心電信號放大器放大后，輸出到單片(微型計算)機，單片(微型計算)機利用內(nèi)建的A/D轉(zhuǎn)換器將此信號變換成數(shù)字量后，存儲在數(shù)據(jù)存儲器RAM內(nèi)。RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)可按照由按鍵確定的狀態(tài)，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器，利用電話線路傳送到心電工作站。在必要的情況下，由單片機采集的數(shù)據(jù)可以直接通過調(diào)制解調(diào)器發(fā)送而不用先存在數(shù)據(jù)存儲器中再通過專門的發(fā)送按鈕發(fā)送。
使用時，將心電電極在受試者測量心電圖的常規(guī)位置上，經(jīng)過專用導聯(lián)線與探測器相連，受試者選定手動或定時記錄方式之一，經(jīng)確認后，即開始記錄信號。此時受試者的心電信號經(jīng)導聯(lián)線傳給心電信號放大器以放大，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量(轉(zhuǎn)換速率200次/秒，精度10位)，經(jīng)過18秒，受試者的符合心電監(jiān)測規(guī)范的12導心電圖數(shù)據(jù)即存儲在本心臟健康掃描器中，本心臟健康掃描器的數(shù)據(jù)存儲器可以容納例如100次的測量數(shù)據(jù)。只要數(shù)據(jù)不被更新，已存儲的數(shù)據(jù)可長時間保留。然后，無論存儲器中有多少數(shù)據(jù)，存滿或者是未存滿，只要受試者感到有必要，將本心臟健康掃描器與電話連接好以后，均可將該批數(shù)據(jù)以調(diào)制解調(diào)器自動地通過電話線傳到指定的工作站。然后，受試者就可拿起電話聽筒聆聽工作站醫(yī)生對受試者根據(jù)記錄心電圖做出的診斷、醫(yī)療或急救指導。
在本實用新型的其它實施方式中，心臟健康掃描器也可以不通過調(diào)制解調(diào)器和電話線與服務(wù)中心的工作站相連，而是先將數(shù)據(jù)發(fā)送到一臺電腦，然后由該電腦與服務(wù)中心的工作站相連。即在必要的情況下，將心臟健康掃描器與一臺電腦的串行口或并行口相連，并通過串行口或并行口將數(shù)據(jù)送到電腦。然后由電腦通過因特網(wǎng)或其它合適的方式送給工作站。在這種情況下，本實用新型的心臟健康掃描器還需要有一個串行口或并行口。
圖7是數(shù)字電話傳輸心臟健康掃描器的工作站框圖本實用新型的工作站是以計算機為核心，由多臺計算機組成的心電監(jiān)護工作站。參照圖7此工作站是由傳輸服務(wù)器(1)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(2)維護服務(wù)器(3)監(jiān)護終端(6、7、8、9)，專家終端(5)，電話線(10)，數(shù)據(jù)線(11)，打印機共享器(4)等多種硬件設(shè)備組成的局網(wǎng)。
圖8是電話傳輸心臟健康掃描器的工作站軟件流程圖。系統(tǒng)準備(1)，運行中心軟件(2)，檢測外設(shè)MODEM(3)，檢查外設(shè)(4)，若正常進入系統(tǒng)主界面(6)，通過選擇模塊(7)，打開用戶檔案(8)，通過選擇模塊(10)，增加新用戶(12，18)，查詢用戶信息(13，19)，編輯用戶檔案(14，20)，通過選擇模塊(7)，打開心電圖(9)，通過選擇模塊(11)，顯示診斷結(jié)果(15，21)放大圖形并測量之(16，22)，打印圖形(17，23)。
本實用新型數(shù)據(jù)遠程傳輸協(xié)議規(guī)則如下
1.數(shù)據(jù)傳輸以每個數(shù)據(jù)采集段為一個文件，當采集了多個數(shù)據(jù)段時，視作多個文件。
2.數(shù)據(jù)采集的存儲格式參閱“數(shù)據(jù)格式”。
3.每個采集段作為文件傳輸，被分為三個數(shù)據(jù)塊。
4.全部數(shù)據(jù)正確傳輸完畢后，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束塊。
數(shù)據(jù)傳輸過程如圖9所示。遠程微機發(fā)送ACK碼(1)，探測器收到ACK按格式一發(fā)送數(shù)據(jù)頭(2)，遠程微機核對格式正確與否？(3)，如正確遠程微機繼續(xù)發(fā)出ACK字符(5)，則探測器按格式二發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(7)，遠程微機核查格式是否正確(8)，如正確則遠程微機發(fā)送ACK字符(10)，則探測器按格式三發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(12)，遠程微機判斷格式是否正確？(13)，如正確則遠程微機發(fā)送ACK字符，探測器按格式四發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(17)，遠程微機接收到探測器的數(shù)據(jù)后總是要判斷格式是否正確(18)，如正確則遠程微機發(fā)送ACK字符(20)，探測器收到ACK字符(22)，探測器發(fā)送未發(fā)送的數(shù)據(jù)(23)，若有未發(fā)送的數(shù)據(jù)，則遠程微機發(fā)送ACK字符(1)，若沒有未發(fā)送數(shù)據(jù)，則探測器按格式五發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(24)，遠程微機判斷所接收的數(shù)據(jù)是不是不確，如正確即終止(28)，若不正確則遠程微機發(fā)送非ACK字符(26)，探測器收到非ACK，按格式五重發(fā)數(shù)據(jù)關(guān)(27)，則微機再判斷格式是否正確(25)。
當遠程微機判斷格式是否正確(18)，若不正確，則遠程微機發(fā)送非ACK字符(19)，探測器收到非ACK按格式四重發(fā)數(shù)據(jù)關(guān)(21)，。當遠程微機判斷格式不正確時(3、8、13)，它將發(fā)送非ACK字符(4、9、14)，探測器按格式一，重發(fā)數(shù)據(jù)關(guān)(6、11、16)，再傳給遠程微機判斷格式是否正確(3、8、13)，發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(7)，遠程核查格式是否正確(8)，如正確則遠程微機發(fā)送ACK字符(10)，則探測器按格式三，發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(12)，遠程微機判斷格式是否正確？(13)，如正確則遠程微機發(fā)送ACK字符，探測器按格式四發(fā)送第一塊數(shù)據(jù)(17)。當遠程微機判斷格式不正確時(3、8、13)，它將發(fā)送非ACK字符(4、9、14)，探測器收到ACK按格式一重發(fā)數(shù)據(jù)關(guān)(6)或按格式二重發(fā)數(shù)據(jù)關(guān)(11)；或按格式三重發(fā)數(shù)據(jù)關(guān)(16)。
格式一SOH，00H，OFFH，X1，X2，00H，32H，36H，37H，30H，00H，01H，X3其中X1，X2為當前發(fā)送的數(shù)據(jù)段段號ascii表示，例第1段為30H，31H。第24段為32H，34H。
X3為從X1到01H前的印有字節(jié)數(shù)據(jù)的等加和，僅低8位。
格式二STX，01H，F(xiàn)EH，X1，........XN，XSUM其中X1.......XN為依次取出的7300個字節(jié)采集數(shù)據(jù)，XSUM為X1-XN的所有字節(jié)數(shù)據(jù)累加和，取低8位。
格式三STX，02H，F(xiàn)DH，X1，......XN，XSUM其中，X1......XN為依次取出的7300個字節(jié)采集數(shù)據(jù)，XSUM為X1-XN的所有字節(jié)數(shù)據(jù)累加和，取低8位。
格式四STX，03H，F(xiàn)CH，X1.......XN，Y1........YN，XSUM其中，X1......XN為依次取出的7070個字節(jié)采集數(shù)據(jù)，Y1....YN為230個字節(jié)的01H。
XSUM為X1-XN，Y1--YN的所有字節(jié)數(shù)據(jù)累加和，取低8位。
格式五SOH，00H，0FFH，00H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，09H本實用新型與現(xiàn)有常規(guī)心電監(jiān)護技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點1.整機結(jié)構(gòu)高度緊湊，實現(xiàn)了微型化，便于攜帶，操作簡單，價格低廉，既適合個人用戶使用，也適合集體用戶使用，特別適宜于在已通直拔電話的社區(qū)醫(yī)療單位使用。
2.可對人體心電信號進行實時動態(tài)監(jiān)測，只要受試者攜帶了本實用新型心臟健康掃描器，無論他在什么地方，也不管在什么時間，只要出現(xiàn)突發(fā)心臟事件，均可準確及時地記錄在案，為醫(yī)生根據(jù)心電圖對受試者做出診斷提供強有力的手段。
3.由于采用電話線路傳輸心電數(shù)據(jù)新技術(shù)，為普及常規(guī)心電圖監(jiān)護奠定堅定的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于使用專用軟件的工作站可以通過電話線路聯(lián)網(wǎng)，這不僅可以提高廣大農(nóng)村地區(qū)的醫(yī)療水平，使群眾受益，而且可以使工作在廣大農(nóng)村地區(qū)的醫(yī)務(wù)人員得到心臟病專家的指導和幫助，提高他們的業(yè)務(wù)能力。
4.采用數(shù)字式傳輸，局網(wǎng)工作站，可同時接收數(shù)個及至數(shù)十個病人的信號，可靠性高，無差錯傳輸，抗干擾能力強，工作站除接收數(shù)據(jù)外，還有錄音/回放、臨時文件排隊、建立數(shù)據(jù)庫、資源共享、寫號、維護、計費、轉(zhuǎn)發(fā)、登錄、會診、顯示心電圖、測量心電圖、查看既往心電圖等功能。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式心臟健康掃描器，包括心電電極(1)、心電信號放大器(2)、數(shù)據(jù)采集器(3)、專用液晶顯示模塊(4)、實時時鐘(5)、數(shù)據(jù)傳輸接口(6)、供電電源(7)、其特征在于還包括一個A/D轉(zhuǎn)換器，一個存儲器，和一個調(diào)制解調(diào)器，其中控制器的數(shù)據(jù)端口與存儲器的數(shù)據(jù)線相連，控制器的地址端口與存儲器的地址線相連，調(diào)制解調(diào)器的DCD端，RXD端和TXD與控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心臟健康掃描器，其特征在于所述調(diào)制解調(diào)器與其它的電路部分安裝于一個機殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的述的心臟健康掃描器，其特征在于所述調(diào)制解調(diào)器與其它的電路部分分開安裝，在需要時才連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的心臟健康掃描器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換器與控制器集成在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的心臟健康掃描器，其特征在于所述存儲器與所述的控制器集成在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的心臟健康掃描器，其特征在于所述的控制器是一個單片機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的心臟健康掃描器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率為200次/秒，精度為10位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的心臟健康掃描器，其特征在于所述的存儲器是EEPROM。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的心臟健康掃描器，其特征在于具有自動糾錯的數(shù)據(jù)遠程傳輸協(xié)議。
專利摘要一種數(shù)字式心臟健康掃描器，包括心電電極(1)、心電信號放大器(2)、數(shù)據(jù)采集器(3)、專用液晶顯示模塊(4)、實時時鐘(5)、數(shù)據(jù)傳輸接口(6)、供電電源(7)、其特征在于還包括一個A/D轉(zhuǎn)換器，一個存儲器，和一個調(diào)制解調(diào)器，其中控制器的數(shù)據(jù)端口與存儲器的數(shù)據(jù)線相連，控制器的地址端口與存儲器的地址線相連，調(diào)制解調(diào)器的DCD端，RXD端和TXD與控制器相連。
文檔編號A61B5/0402GK2564109SQ02252598
公開日2003年8月6日 申請日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者王雪松 申請人:王雪松