專利名稱：液晶屏心電r-r間期左對(duì)齊逐波顯示法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器心電圖顯示方法，尤其是涉及一種液晶屏心電R-R間 期左對(duì)齊逐波顯示方法及裝置。
背景技術(shù)：
心電圖的應(yīng)用已有二三十年歷史，特別是近十年來(lái)的電腦技術(shù)飛速發(fā)展， 用單片機(jī)(又叫微控制器)、高容量FLASH非易失內(nèi)存、LCD液晶顯示屏、充 電鋰離子電池及高性能集成儀表放大器IC構(gòu)成心電記錄顯示的系統(tǒng)已很成熟、 典型。但它們所顯示的心電圖還是類似心電圖記錄紙上的一長(zhǎng)串連續(xù)心電波曲 線，如經(jīng)常在醫(yī)院病房或電視上看到的。這種簡(jiǎn)單顯示方式在家用類的袖珍心 電監(jiān)測(cè)儀上就很不實(shí)用，LCD屏太小或分辨率不夠，導(dǎo)致心電波曲線很小、關(guān) 鍵心電波形特征因分辨率不夠而缺失，特別是常用的心律不齊問(wèn)題很難直觀看 出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液品屏動(dòng)態(tài)逐波顯示心電圖方法及其裝置，使 顯示的一幀幀心電波形曲線正好是一個(gè)個(gè)左對(duì)齊的心電R-R間期。將有限的液 晶顯示屏點(diǎn)陣充分用來(lái)只顯示一個(gè)放大的R-R間期心電波群；用單片機(jī)或微控 制器控制的心電記錄顯示裝置可方便地發(fā)現(xiàn)異常心電情況，并保持顯示暫停讓 人看清、記住。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
l.一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示方法-
用單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示裝置來(lái)采樣心電數(shù)據(jù)，智能地識(shí)
別心電波群中的R波或異常情況；該方法的步驟如下
1) 將液晶顯示屏以一幀一幀地顯示心電波形曲線，每幀只詳細(xì)顯示1.2秒的 心電波形曲線，在識(shí)別R波的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制每幀顯示從R波的統(tǒng)一位置開(kāi) 始，正常范圍正好出現(xiàn)2個(gè)R波，即一個(gè)R-R間期波群，下一幀的左邊R波就 是上一幀的右邊R波，實(shí)用上為看清完整的左邊R波，將左邊的R波固定在顯 示屏邊的5mm處，右邊R波的位置隨心博快慢前后變動(dòng)心博快時(shí)，右邊R 波偏左；心博慢時(shí)，右邊R波偏右，同時(shí)即時(shí)心率數(shù)值也在左上方顯示；
2) 對(duì)心博在60 100次/分范圍內(nèi)的正常心電波形，較快一幀一幀地顯示并跳過(guò)，當(dāng)出現(xiàn)任何非正常心電波形或心博心率超出正常范圍時(shí)，屏上顯示保持 暫停，讓人看清非正常心電波形態(tài)，若儀器能識(shí)別出是何種心電圖問(wèn)題的，則 直接在下方用文字顯示，然后由按鍵決定是繼續(xù)看后面的還是往前搜索一點(diǎn)看 看附近一個(gè)范圍內(nèi)的心電波形情況，對(duì)非正常心電波釆用簡(jiǎn)單的逐幀連續(xù)顯示 方式。
由于整屏只顯示1.2秒一個(gè)R-R間期波群的心電波形曲線，對(duì)心電信號(hào)基線 上下波動(dòng)偏離極敏感，人體活動(dòng)幅度大一點(diǎn)或夏天身上有汗時(shí)電極松緊變化就 會(huì)造成波形向上或向下偏出顯示屏外，必須有基線穩(wěn)定電路或等效軟件控制算 法，這里公開(kāi)了 一種高效而簡(jiǎn)單的實(shí)用電路，原理是將心電放大器的輸出經(jīng)電 阻、電容濾波后反饋到心電放大器的反向輸入端，并且電阻是受單片機(jī)或微控
制器控制的基線偏移嚴(yán)重時(shí)數(shù)值??；基線逐漸趨穩(wěn)后電阻加大以減小基線穩(wěn)
定電路引起的心電采樣數(shù)據(jù)失真。
以上1)、 2)步驟所述的顯示方式常用在心電記錄的回放過(guò)程，若實(shí)時(shí)心電監(jiān) 測(cè)也要用以上l)、 2)步驟所述的顯示方式，則遇到問(wèn)題時(shí)的停頓不能太長(zhǎng)，并用 聲音報(bào)警，停頓時(shí)的實(shí)時(shí)心電數(shù)據(jù)仍自動(dòng)記錄在內(nèi)存中，以備后續(xù)回放。
2.—種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示裝置
包括儀表放大器IC、有源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電路、A/D轉(zhuǎn)換、單 片機(jī)或微控制器、大容量存貯器和液晶顯示屏；儀表放大器IC輸出與有源低通 濾波及50Hz陷波抗干擾電路輸入端相連，有源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電 路輸出與A/D轉(zhuǎn)換輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換輸出與單片機(jī)或微控制器連接，單片 機(jī)或微控制器通過(guò)總線分別與大容量存貯器和液晶顯示屏連接。儀表放大器IC 增加了基線穩(wěn)定負(fù)反饋電路，具體接法是儀表放大器IC的輸出端分出一路經(jīng) 第一電阻R1、第二電阻.112及電容(:1構(gòu)成的低通濾波電路，并將其輸出經(jīng)第三 電阻R3連接到儀表放大器IC的反相輸入端，第一電阻Rl是受單片機(jī)或微控制 器控制的數(shù)字電位器或CMOS模擬開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明具有的有益效果是
1) 液晶屏每幀盡可能大地顯示一個(gè)R-R間期心電波群圖形，使形態(tài)細(xì)節(jié)能 看清楚；
2) 恰到好處地利用液晶顯示屏是動(dòng)態(tài)顯示器件來(lái)動(dòng)態(tài)一幀幀地顯示一個(gè)接 一個(gè)的R-R間期心電波群曲線，并且各幀有統(tǒng)一左對(duì)齊的顯示起點(diǎn)，使逐幀顯 示的心電波有了直觀上的可比性。若右邊R波前后晃動(dòng)大則明顯說(shuō)明心律不 齊嚴(yán)重；在幾乎重疊的正常波中偶發(fā)一兩個(gè)非正常波會(huì)使人很快發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。3)遇到異常情況會(huì)停頓或報(bào)警，讓人看清是電極松脫還是非正常心電波形 態(tài)，很快使用者就知道了有問(wèn)題的心電波形。
因此，這種心電顯示法很直觀地讓非心電醫(yī)生的普通人也能看出個(gè)大概情 況，特別適用于家用類袖珍心電監(jiān)測(cè)儀上的小液晶顯示屏。


圖1是心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示方法示意圖。
圖2是典型的單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示裝置構(gòu)成原理框圖。 圖3是基線穩(wěn)定負(fù)反饋電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
用單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示裝置來(lái)采樣心電數(shù)據(jù)，智能地識(shí) 別心電波群中的R波或異常情況。R波的識(shí)別有多種方法，其中根據(jù)R波的明 顯特征斜率、幅度都為最大，且遠(yuǎn)大于波群中其它各波，因此判斜率、幅度 最大的就是R波是簡(jiǎn)單的基本方法，且很容易由單片機(jī)或微控制器控制的心電 記錄顯示裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也包括R-R間隔計(jì)算、檢測(cè)非正常心博都可實(shí)現(xiàn)。
如圖1所示，該方法的步驟如下
1) 將液晶顯示屏以一幀一幀地顯示心電波形曲線，每幀只詳細(xì)顯示1.2秒 的心電波形曲線，在識(shí)別R波的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制每幀顯示從一個(gè)R波提前一 點(diǎn)的統(tǒng)一位置(5mm)開(kāi)始，正常范圍正好出現(xiàn)2個(gè)R波，即一個(gè)R-R間期波 群。下一幀的左邊R波就是上一幀的右邊R波。實(shí)用上為看清完整的左邊R波， 將左邊的R波固定在顯示屏邊的5mm處，如圖1中的(A)、 (B)、 (C)所示。 右邊R波的位置隨心博快慢前后變動(dòng)心博快時(shí)，右邊R波偏左；心博慢時(shí)， 右邊R波偏右，這樣逐幀顯示的心電波形就有了直觀上的可比性，若右邊R波 前后晃動(dòng)大則明顯說(shuō)明心律不齊嚴(yán)重；在位置上幾乎重疊的正常波中偶發(fā)一兩 個(gè)非正常波也會(huì)讓人看后印象深刻。同時(shí)由單片機(jī)或微控制器算出的即時(shí)心率 數(shù)值也在左上方固定位置顯示；
2) 對(duì)心博在60 100次/分范圍內(nèi)的正常心電波形，較快一幀一幀地顯示并 跳過(guò)，如圖1中的(A)、 (B)、 (C)所示。當(dāng)出現(xiàn)任何非正常心電波形或心博 心率超出正常范圍時(shí)，屏上顯示保持暫停，讓人看清非正常心電波形態(tài)，如圖1 中的(D)、 (E)、 (F)、 (G)所示。若裝置能識(shí)別出是何種心電圖問(wèn)題的，則直 接在下方用文字顯示，如圖1 (D)、 (E)中下方出現(xiàn)的文字。然后由按鍵決定 是繼續(xù)看后面的還是往前搜索一點(diǎn)看看附近一個(gè)范圍內(nèi)的心電波形情況，對(duì)非正常心電波采用簡(jiǎn)單的逐幀連續(xù)顯示方式。
每屏左上方的數(shù)值為即時(shí)心率(次/分)；每屏右下方的數(shù)值分別為累計(jì)至當(dāng) 前的非正常與正常心博數(shù)。
由于整屏只顯示1.2秒一個(gè)R-R間期波群的心電波形曲線，對(duì)心電信號(hào)基線 上下波動(dòng)偏離極敏感，人體活動(dòng)幅度大一點(diǎn)或夏天身上有汗時(shí)電極松緊變化就 會(huì)造成波形向上或向下偏出顯示屏外，必須有特殊基線穩(wěn)定電路或等效軟件控 制算法，這里公開(kāi)了一種高效而簡(jiǎn)單的實(shí)用電路，原理是將心電放大器(就是 儀表放大器IC)的輸出經(jīng)電阻、電容濾波后又反饋到心電放大器的反向輸入端， 并且電阻是受單片機(jī)或微控制器控制的基線偏移嚴(yán)重時(shí)數(shù)值小；基線逐漸趨
穩(wěn)后電阻加大以減小基線穩(wěn)定電路引起的心電采樣數(shù)據(jù)失真。
以上1)、 2)步驟所述的顯示方式常用在心電記錄的回放過(guò)程，若實(shí)時(shí)心電監(jiān) 測(cè)也要用以上1)、 2)歩驟所述的顯示方式，則遇到問(wèn)題時(shí)的停頓不能太長(zhǎng)，并用 聲音報(bào)警，停頓時(shí)的實(shí)時(shí)心電數(shù)據(jù)仍自動(dòng)記錄在內(nèi)存中，以備后續(xù)回放。
每幀只顯示1.2秒心電曲線是132X65LCD小液晶屏的常用數(shù)值，對(duì)橫向點(diǎn) 數(shù)更高的顯示屏適當(dāng)加長(zhǎng)到1.5秒以上也是可以的，此時(shí)一幀會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)以上的 R-R間期波群(即看見(jiàn)三個(gè)以上的R波)。
如圖2所示， 一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示裝置，也就是本發(fā) 明多處稱為單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示裝置，包括儀表放大器IC(在 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中叫心電放大器)、有源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電路、A/D轉(zhuǎn)換、
單片機(jī)或微控制器、大容量存貯器和液晶顯示屏。儀表放大器IC輸出與有源低 通濾波及50Hz陷波抗干擾電路入端相連，有源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電 路輸出與A/D轉(zhuǎn)換輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換輸出與單片機(jī)或微控制器連接，單片 機(jī)或微控制器通過(guò)總線分別與大容量存貯器和液晶顯示屏連接。
如圖3所示，儀表放大器IC增加了基線穩(wěn)定負(fù)反饋電路(即上面所說(shuō)的特殊 基線穩(wěn)定電路)，具體接法是儀表放大器IC的輸出端分出一路經(jīng)電阻R1、 .R2 及電容C1構(gòu)成的低通濾波電路，并將其輸出經(jīng)電阻R3連接到儀表放大器IC的 反相輸入端。并且電阻R1是受單片機(jī)或微控制器控制的基線偏移嚴(yán)重時(shí)數(shù)值 小;基線逐漸趨穩(wěn)后電阻Rl加大以減小基線穩(wěn)定電路引起的心電采樣數(shù)據(jù)失真。 實(shí)用上Rl是數(shù)字電位器或CMOS模擬開(kāi)關(guān)。
這種方案從理論上講，在頻率很低時(shí)，儀表放大器的共模抑制比會(huì)非常差， 事實(shí)上已經(jīng)破壞了儀表放大器的典型結(jié)構(gòu)，所以別人不去用。但實(shí)際上心電信 號(hào)的低頻部分就是一條基線(沒(méi)有增益要求)，只要求其盡快地穩(wěn)定在屏的中下部，即當(dāng)頻率很低時(shí)增益接近o，此時(shí)共模抑制比差早已不起作用了。在實(shí)際工
作時(shí)，Rl是動(dòng)態(tài)的當(dāng)心電極剛接到身上時(shí)或接觸不良時(shí)，輸入電平突然變化，
導(dǎo)致顯示曲線偏到頂部飽和或底部飽和，此時(shí)R1用較小的阻值，以產(chǎn)生強(qiáng)的負(fù) 反饋使心電圖盡快穩(wěn)定到屏的中下部，波形當(dāng)然有較大的失真暫不管；當(dāng)心電 圖逐漸穩(wěn)定到屏中下部后(注意這里心電輸入是用電容隔離直流的)，自動(dòng)調(diào)大 Rl的阻值，以減小這種負(fù)反饋引起的心電圖失真。
本發(fā)明針對(duì)的單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示裝置一般都是微功耗 系統(tǒng)，用充電鋰離子電池供電，與有50Hz工頻強(qiáng)干擾的電網(wǎng)完全隔離。若要同 接電網(wǎng)電源的設(shè)備聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)，比如電腦聯(lián)機(jī)，必須用光隔離數(shù)字通訊。 在這樣的條件下，心電放大器的抗共模干擾要求已大幅降低，常用的右腿驅(qū)動(dòng) 電路也不要了。
以上所述的諸方法步驟及原理圖顯然都是最基本的，實(shí)用上根據(jù)產(chǎn)品的定 位及規(guī)格不同可以有多種等效變形。在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)， 對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示方法，用單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示裝置來(lái)采樣心電數(shù)據(jù)，智能地識(shí)別心電波群中的R波或異常情況，其特征在于，該方法的步驟如下1)將液晶顯示屏以一幀一幀地顯示心電波形曲線，每幀只詳細(xì)顯示1.2秒的心電波形曲線，在識(shí)別R波的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制每幀顯示從R波的統(tǒng)一位置開(kāi)始，正常范圍正好出現(xiàn)2個(gè)R波，即一個(gè)R-R間期波群，下一幀的左邊R波就是上一幀的右邊R波，實(shí)用上為看清完整的左邊R波，將左邊的R波固定在顯示屏邊的5mm處，右邊R波的位置隨心博快慢前后變動(dòng)心博快時(shí)，右邊R波偏左；心博慢時(shí)，右邊R波偏右，同時(shí)即時(shí)心率數(shù)值也在左上方顯示；2)對(duì)心博在60～100次/分范圍內(nèi)的正常心電波形，較快一幀一幀地顯示并跳過(guò)，當(dāng)出現(xiàn)任何非正常心電波形或心博心率超出正常范圍時(shí)，屏上顯示保持暫停，讓人看清非正常心電波形態(tài)，若裝置能識(shí)別出是何種心電圖問(wèn)題的，則直接在下方用文字顯示，然后由按鍵決定是繼續(xù)看后面的還是往前搜索一點(diǎn)看看附近一個(gè)范圍內(nèi)的心電波形情況，對(duì)非正常心電波采用簡(jiǎn)單的逐幀連續(xù)顯示方式。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示方法， 其特征在于由于整屏只顯示1.2秒一個(gè)R-R間期波群的心電波形曲線，對(duì)心電 信號(hào)基線上下波動(dòng)偏離極敏感，人體活動(dòng)幅度大一點(diǎn)或夏天身上有汗時(shí)電極松 緊變化就會(huì)造成波形向上或向下偏出顯示屏外，必須有基線穩(wěn)定電路或等效軟 件控制算法，這里公開(kāi)了一種高效而簡(jiǎn)單的實(shí)用電路，原理是將心電放大器的 輸出經(jīng)電阻、電容濾波后反饋到心電放大器的反向輸入端，并且電阻是受單片 機(jī)或微控制器控制的基線偏移嚴(yán)重時(shí)數(shù)值?。换€逐漸趨穩(wěn)后電阻加大以減 小基線穩(wěn)定電路引起的心電采樣數(shù)據(jù)失真。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示方法， 其特征在于以上l)、 2)步驟所述的顯示方式常用在心電記錄的回放過(guò)程，若實(shí) 時(shí)心電監(jiān)測(cè)也要用以上1)、 2)步驟所述的顯示方式，則遇到問(wèn)題時(shí)的停頓不能太 長(zhǎng)，并用聲音報(bào)警，停頓時(shí)的實(shí)時(shí)心電數(shù)據(jù)仍自動(dòng)記錄在內(nèi)存中，以備后續(xù)回 放。
4、 一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示裝置，包括儀表放大器IC、有 源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電路、A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)或微控制器、大容量存貯器和液晶顯示屏；儀表放大器IC輸出與有源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電 路輸入端相連，有源低通濾波及50Hz陷波抗干擾電路輸出與A/D轉(zhuǎn)換輸入端相 連，A/D轉(zhuǎn)換輸出與單片機(jī)或微控制器連接，單片機(jī)或微控制器通過(guò)總線分別 與大容量存貯器和液晶顯示屏連接；其特征在于儀表放大器IC增加了基線穩(wěn) 定負(fù)反饋電路，具體接法是儀表放大器IC的輸出端分出一路經(jīng)第一電阻Rl、 第二電阻,R2及電容CI構(gòu)成的低通濾波電路，并將其輸出經(jīng)第三電阻R3連接 到儀表放大器IC的反相輸入端，第一電阻R1是受單片機(jī)或微控制器控制的數(shù) 字電位器或CMOS模擬開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液晶屏心電R-R間期左對(duì)齊逐波顯示方法及裝置。用單片機(jī)或微控制器控制的心電記錄顯示系統(tǒng)裝置來(lái)采樣心電數(shù)據(jù)，智能地識(shí)別心電波群中的R波或異常情況。在識(shí)別R波的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制每幀顯示從一個(gè)R波提前一點(diǎn)的統(tǒng)一位置開(kāi)始，將心電圖在小液晶屏上顯示為一幀幀左邊R波對(duì)齊的一個(gè)個(gè)R-R間期心電波形曲線，使小液晶屏的顯示區(qū)域充分用來(lái)顯示一個(gè)R-R間期心電波群曲線，波形好壞詳細(xì)可比、心律不齊問(wèn)題直觀；正常心電波形顯示得快，遇到問(wèn)題時(shí)暫停，讓人看清非正常心電波形態(tài)。由于這種顯示法的特殊性，在裝置中設(shè)有抗心電基線上下波動(dòng)偏離電路。本方法特別適用于家用類袖珍心電監(jiān)測(cè)儀上的小液晶顯示屏。
文檔編號(hào)A61B5/0452GK101406394SQ20081012211
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者金隱華 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)