專利名稱：手持式心電圖分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械，是一種可由醫(yī)生或患者本人手持操作的心電圖測(cè)量、顯示及分析儀器。
常規(guī)的心電圖描記器，無(wú)論是功能單一的心電圖機(jī)(由醫(yī)生按記錄紙帶進(jìn)行心電圖參數(shù)量測(cè))還是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助分析的電腦化心電圖機(jī)，都必須讓病人臥床，安裝肢體及胸部導(dǎo)聯(lián)后進(jìn)行心電信號(hào)采集、記錄。這在許多場(chǎng)合，例如急救時(shí)爭(zhēng)分奪秒的診查需要，救護(hù)車上顛簸的環(huán)境、狹小的空間，野外救護(hù)時(shí)電力供應(yīng)不便以及醫(yī)生出診時(shí)對(duì)攜帶器具體積與重量的限制等，使常規(guī)心電圖機(jī)難于發(fā)揮應(yīng)有作用。住院病人在一種稱為心電監(jiān)護(hù)儀的儀器護(hù)理下，可對(duì)其心電信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。這種儀器迄今還只能安裝在設(shè)備先進(jìn)的病房?jī)?nèi)；非住院病人可隨身攜帶一種稱為Holter的心電記錄儀，連續(xù)記錄長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)的心電圖信號(hào)，但又必須由醫(yī)院的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)所記錄的信號(hào)作回顧性分析。這些方法雖各有所長(zhǎng)，但都不能做到隨時(shí)隨地對(duì)心電圖進(jìn)行快速、手持測(cè)量和分析，喪失許多診治時(shí)機(jī)。
本實(shí)用新型的目的即制造一種集測(cè)量導(dǎo)聯(lián)、信號(hào)放大、存貯、顯示、供電電池于一體，并由機(jī)內(nèi)微處理機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算、分析、診斷等多種功能的可由醫(yī)生或患者本人隨時(shí)隨地方便操作的手持式心電圖分析儀。
本實(shí)用新型的構(gòu)成原理如附圖
所示。包括模擬信號(hào)放大、處理電路部分，計(jì)算機(jī)控制(數(shù)字電路)部分及液晶顯示器部分，模擬信號(hào)放大處理電路由典型的心電信號(hào)放大器及濾波器構(gòu)成。由于采用機(jī)內(nèi)電池供電以及不必安裝測(cè)量導(dǎo)聯(lián)引線(測(cè)量電極安裝在儀器外殼背面)，加之選用高性能集成運(yùn)算放大器芯片，其電路特性優(yōu)于常規(guī)心電圖機(jī)，共模抑制比80分貝，輸入阻抗大于20兆歐，頻響范圍0.05－100赫茲。計(jì)算機(jī)控制部分完成信號(hào)采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算分析、特征提取、顯示控制、信號(hào)存貯及掉電保護(hù)等工作，由一片高性能單片微計(jì)算機(jī)及只讀存貯器、隨機(jī)存取存貯器構(gòu)成。液晶顯示部分采用帶有驅(qū)動(dòng)控制電路、可與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)的模塊化點(diǎn)陣式液晶顯示器。以上三部分在一個(gè)專用的計(jì)算機(jī)程序控制下實(shí)現(xiàn)下述功能心電圖刷新方式顯示、心電圖凍結(jié)顯示、凍結(jié)后局部放大顯示、心電圖回放顯示、心電圖特征參數(shù)(心率、QRS波寬、PR間期、R波幅度)文字顯示、心動(dòng)周期順序及非順序直方圖顯示、心律失常分析、報(bào)警、心電圖典型片段(以一個(gè)顯示頁(yè)面計(jì))的長(zhǎng)期保存(有掉電保護(hù))及提取顯示以及按鈕功能菜單文字提示顯示。在文字顯示中，有中英文對(duì)照頁(yè)，便于使用。當(dāng)發(fā)生心電圖異常時(shí)，程序還自動(dòng)顯示該項(xiàng)異常的病理及常規(guī)診治措施，以供參考。
本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上由四部分組成外殼、電路、液晶屏及電池。所采用的外殼由ABS工程塑料注塑成型，其外型近似為長(zhǎng)方體，上下為矩形長(zhǎng)邊，左右為矩形短邊，長(zhǎng)、寬、厚尺寸約為18×10×3立方厘米。其左邊較窄，不大于8厘米，并在適當(dāng)位置使外廓凹陷，便于操作者左手持機(jī)測(cè)量。在外殼前面右下方設(shè)有五個(gè)按鈕，便于操作者右手按動(dòng)。為了在測(cè)量中不致因操作按鈕力量過(guò)大、影響電極與患者體表接觸壓力而造成心電圖偽跡，外殼上的按鈕通過(guò)精密螺旋彈簧與機(jī)內(nèi)線路板上的超小型微動(dòng)開關(guān)聯(lián)接。在外殼背面有三個(gè)孔，用以暴露直接安裝在線路板上的測(cè)量電極。電路部分包括模擬與數(shù)字電路(計(jì)算機(jī)及外圍電路)，安裝在一塊線路板上，并通過(guò)20針接插件與液晶顯示器模塊聯(lián)接。液晶顯示器采用日本等國(guó)生產(chǎn)的點(diǎn)陣式液晶屏組合模塊，液晶顯示屏及驅(qū)動(dòng)控制電路已封裝于一體。供電電池為四節(jié)五號(hào)可充電電池，置于機(jī)內(nèi)，在外殼上設(shè)有充電插口。此外，在外殼上還設(shè)有可與任何心電圖機(jī)聯(lián)機(jī)的插口，以便將存貯的心電信號(hào)描記在紙帶上。
本實(shí)用新型的一個(gè)典型實(shí)施例，如附圖所示。心電信號(hào)放大器采用LF444、LF353運(yùn)算放大器，其中LF444中的A1－1、A1－2及A1－3構(gòu)成高輸入阻抗差動(dòng)放大器，A1－4為低通濾波器；LF353的A2－1使A1－4輸出的ECG信號(hào)被放大到足夠的幅值，并經(jīng)A2－2構(gòu)成的電壓跟隨器將ECG信號(hào)接到單片機(jī)87C552的模擬信號(hào)輸入端ADCO，以便在程序指令下進(jìn)行模一數(shù)轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型的模擬電路還包括由LF353構(gòu)成的積分器和低通濾波器，其中A3－1構(gòu)成積分器，其輸入端接到單片機(jī)87C552的PWMO端，在程序作用下，該端子是數(shù)一模轉(zhuǎn)換的輸出端，用以在ECG回放狀態(tài)下將存貯于機(jī)內(nèi)的ECG信號(hào)以模擬信號(hào)形式輸出，用于驅(qū)動(dòng)紙帶記錄器；A3－2是使數(shù)一模轉(zhuǎn)換后的信號(hào)恢復(fù)原有頻帶而設(shè)的低通濾波器。本實(shí)用新型的數(shù)字電路部分是以單片微計(jì)算機(jī)87C552為核心的微計(jì)算機(jī)最小系統(tǒng)，87C552的外圍共擴(kuò)展了3個(gè)芯片地址鎖存器74LS573、程序存貯器27C256及數(shù)據(jù)存貯器62C256；該微機(jī)最小系統(tǒng)還與液晶顯示器模塊DMF5005接口。單片機(jī)87C552的數(shù)據(jù)／低位地址線AD0～AD7分別連接到74LS573、27C256、62C256及DMF5005的數(shù)據(jù)輸入(出)端上，構(gòu)成數(shù)據(jù)總線；在87C552的“地址鎖存允許”控制線ALE的作用下，74LS573將AD0～AD7的低位地址信息鎖存，并連接到27C256、62C256的低位地址線A0～A7上，構(gòu)成地址總線的低八位；87C552的A8～A15直接連接在27C256、62C256的高位地址線上，構(gòu)成地址總線的高八位；該系統(tǒng)中的控制線還包括87C552的PSEN接向27C256的使能端子OE，87C552的讀寫控制線RD、WR分別接向62C256及DMF5005的讀寫控制端RD、WR，地址總線中的低位地址線A0接向DMF5005的數(shù)據(jù)／命令控制端C／D，地址總線中的A15經(jīng)反相器接向DMF5005的“顯示器使能”端CE，單片機(jī)87C552復(fù)位線RST接向DMF5005的復(fù)位線RST；87C552的P1.0～1.4分別接向裝于外殼上的四個(gè)功能按鈕K1～K4，后者的位置與液晶屏顯示的功能菜單一一對(duì)應(yīng)，便于操作。
權(quán)利要求1.手持式心電圖分析儀屬于醫(yī)療器械，由外殼、模擬與數(shù)字電路、液晶顯示器及可充電電池構(gòu)成，其特征在于，集體表心電信號(hào)采集、放大、處理電路、微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、顯示器及供電系統(tǒng)于一體；其外殼由工程塑料注塑成型，長(zhǎng)、寬、厚尺寸為18×10×3立方厘米，其左邊較窄，不大于8厘米，并在適當(dāng)位置使外廓凹陷，便于左手持機(jī)測(cè)量，在外殼前面右下方設(shè)有五個(gè)按鈕，便于操作者右手按動(dòng)，外殼上的按鈕分別通過(guò)精密螺旋彈簧與機(jī)內(nèi)線路板上的超小型微動(dòng)開關(guān)聯(lián)接，在外殼背面有三個(gè)孔，用以暴露直接安裝在線路板的測(cè)量電極；電路部分包括模擬與數(shù)字電路，安裝在一塊線路板上，并通過(guò)20針接插件與液晶顯示器模塊聯(lián)接；液晶顯示器采用日本等國(guó)生產(chǎn)的點(diǎn)陣式液晶屏組合模塊，其顯示屏與驅(qū)動(dòng)控制電路已封裝于一體；供電電池為四節(jié)五號(hào)可充電電池，置于機(jī)內(nèi)，在外殼上設(shè)有充電插口；在外殼上還設(shè)有可與任何心電圖機(jī)聯(lián)機(jī)的插口，用以將存貯的心電圖波形描記在紙帶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式心電圖分析儀，其特征在于模擬電路部分包括由六個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的心電信號(hào)放大、處理電路，其中前三個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成具有高輸入阻抗的前置級(jí)，另三個(gè)運(yùn)算放大器分別構(gòu)成低通濾波器、電壓放大器和電壓跟隨器，其所輸出的ECG信號(hào)接到單片機(jī)87C552的模擬信號(hào)輸入端ADCO，以便在程序指令下進(jìn)行模一數(shù)轉(zhuǎn)換，模擬電路部分還包括由兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的積分器和低通濾波器，積分器的輸入端接到單片機(jī)87C552的PWMO端，在程序作用下，該端子是數(shù)一模轉(zhuǎn)換輸出端，用以將存貯于機(jī)內(nèi)的ECG信號(hào)以模擬信號(hào)形式輸出，描記記錄紙帶，低通濾波器緊接積分器，使數(shù)一模轉(zhuǎn)換后的信號(hào)恢復(fù)原有頻帶；數(shù)字電路部分是以單片微計(jì)算機(jī)87C552為核心的微計(jì)算機(jī)最小系統(tǒng)，87C552的外圍共擴(kuò)展了3個(gè)芯片地址鎖存器74LS573、程序存貯器27C256及數(shù)據(jù)存貯器62C256，該微機(jī)最小系統(tǒng)還與液晶顯示器模塊接口；單片機(jī)87CC552的數(shù)據(jù)／低位地址線AD0～AD7分別連接在74LS573、27C256、62C256及液晶顯示器模塊的數(shù)據(jù)輸入／出端上構(gòu)成數(shù)據(jù)總線，在87C552控制線ALE的作用下，74LS573將AD0～AD7的低位地址信息鎖存，并連接到27C256、62C256的低位地址線A0～A7上，構(gòu)成地址總線的低八位，87C552的A8～A15直接連接在27C256、62C256的高位地址線上，構(gòu)成地址總線的高八位；該系統(tǒng)的控制線還包括87C552的PSEN接向27C256的使能端OE、讀寫控制線RD和WR分別接向62C256和液晶顯示器模塊的讀寫控制端、地址總線中的A0接向顯示器模塊的數(shù)據(jù)／命令控制端C／D、地址總線中的A15經(jīng)反相器接向顯示器模塊的使能端CE、單片機(jī)87C552復(fù)位線RST接向顯示器模塊復(fù)位端、87C552的P1.0～P1.4分別接向裝于外殼上的四個(gè)功能按鈕，后者的位置與液晶屏顯示的功能提示菜單一一對(duì)應(yīng)，便于操作。
專利摘要手持式心電圖分析儀是一種由單片微計(jì)算機(jī)控制、由點(diǎn)陣式液晶屏進(jìn)行心電圖圖文顯示的醫(yī)療器械，集測(cè)量導(dǎo)聯(lián)、信號(hào)放大、處理、顯示、供電于一體，便于隨時(shí)隨地使用。由塑料外殼、電路、液晶顯示器及供電電池構(gòu)成。體表的心電信號(hào)由安裝在外殼背面的電極拾取，經(jīng)放大、濾波后由單片機(jī)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、分析及信號(hào)存貯，在程序控制下，液晶顯示器實(shí)時(shí)和回放顯示心電圖波形、參數(shù)及心律分析結(jié)果，對(duì)所有文字顯示項(xiàng)備有中英文對(duì)照顯示頁(yè)面。供電電池安裝在機(jī)內(nèi)，可重復(fù)充電。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK2212966SQ9420646
公開日1995年11月22日 申請(qǐng)日期1994年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月9日
發(fā)明者戴品忠 申請(qǐng)人:戴品忠