一種新型心電監(jiān)護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種心電監(jiān)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型心電監(jiān)護(hù)裝置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理如算術(shù)運(yùn)算，邏 輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳輸，中斷處理的微處理器(CPU)，隨機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，只讀程序存儲(chǔ) 器(ROM)，輸入輸出電路（I/O口），可能還包括定時(shí)器，串行通信口（SCI)，顯示驅(qū)動(dòng)電路(IXD 或LED驅(qū)動(dòng)電路），脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個(gè)單 塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)及電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，單 片機(jī)也在不斷更新?lián)Q代，并成為電子系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，信息處理，通信聯(lián)絡(luò)和實(shí)現(xiàn)控制 的重要器件。
[0003] 心電信號(hào)屬生物醫(yī)學(xué)信號(hào)，具有如下特征：
[0004] (1)信號(hào)具有近場(chǎng)檢測(cè)的特點(diǎn)，離開(kāi)人體表微小的距離，就基本上檢測(cè)不到信號(hào)；
[0005] (2)心電信號(hào)通常比較微弱，至多為mV量級(jí)；
[0006] (3)屬低頻信號(hào)，且能量主要在幾百赫茲以下；
[0007] (4)干擾特別強(qiáng)。干擾既來(lái)自生物體內(nèi)，如肌電干擾、呼吸干擾等；也來(lái)自生物體 外，如工頻干擾、信號(hào)拾取時(shí)因不良接地等引入的其他外來(lái)串?dāng)_等；
[0008] (5)干擾信號(hào)與心電信號(hào)本身頻帶重疊(如工頻干擾等）。
[0009] 在醫(yī)療儀器中利用單片機(jī)作為控制單元，已經(jīng)是廣泛使用的先進(jìn)技術(shù)。這一技術(shù)， 可以使儀器更加智能化，使用起來(lái)更加簡(jiǎn)單，功能更加強(qiáng)大，性能更加穩(wěn)定。以計(jì)算機(jī)或單 片機(jī)為核心的醫(yī)療儀器，早已在醫(yī)院各個(gè)部門，如放射科，檢驗(yàn)科，核醫(yī)學(xué)科，重癥監(jiān)護(hù)室等 得以重用。不少病情較輕或處在康復(fù)期間內(nèi)的心臟病患者，在較長(zhǎng)時(shí)期里都離不開(kāi)心電監(jiān) 護(hù)系統(tǒng)，或一些心臟病偶發(fā)者需要長(zhǎng)期，連續(xù)觀察心電參數(shù)，以捕捉一些瞬間出現(xiàn)的癥狀。 基于上述情況，開(kāi)發(fā)一種便攜的家用心電監(jiān)護(hù)設(shè)備，使得病人在家里也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讓醫(yī) 護(hù)人員對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，這無(wú)疑是當(dāng)前家庭醫(yī)療市場(chǎng)的一種需要。
[0010] 鑒于上述已有技術(shù)，本申請(qǐng)人作了有益的設(shè)計(jì)，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在 這種背景下產(chǎn)生的。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011] 本實(shí)用新型目的是:提供一種精確的新型心電監(jiān)護(hù)裝置。
[0012] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0013] -種新型心電監(jiān)護(hù)裝置，包括多路心電信號(hào)采集電極，各采集電極經(jīng)過(guò)多路緩沖 放大器緩沖放大，連接導(dǎo)聯(lián)選擇電路，導(dǎo)聯(lián)選擇電路輸出依次連接多路前置放大器、多路電 壓放大器、多路模擬濾波器、多路A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理器，單片機(jī)處理器上連接有顯 示單元。
[0014] 優(yōu)選的，所述前置放大器電路采用共模抑制比在80dB以上的差動(dòng)放大器，減少共 模干擾向差模干擾的轉(zhuǎn)化。
[0015] 優(yōu)選的，所述模擬濾波器包括依次連接的一階有源高通濾波器、二階低通濾波器 和帶阻濾波器，其中一階有源高通濾波器和二階低通濾波器組成帶通濾波器，二階低通濾 波器的截止角頻率大于一階有源高通濾波電路的截止角頻率，兩者覆蓋的通帶提供了一個(gè) 帶通響應(yīng)，所述帶阻濾波器采用雙T網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，抑制50Hz工頻干擾。
[0016] 優(yōu)選的，所述多路A/D轉(zhuǎn)換電路采用ADC0809,單片機(jī)處理器采用AT89C51，ADC0809 以查詢方式與單片機(jī)AT89C51相連，并采用定時(shí)器TO定時(shí)4 ms中斷，進(jìn)行250 Hz采樣。
[0017]優(yōu)選的，所述ADC0809利用AT89C51提供的地址鎖在允許信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻 后獲得ALE腳的頻率，其頻率是AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6。
[0018] 優(yōu)選的，所述顯示單元采用HS320240,用于顯示人體心電波形圖和心率數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選的，所述一階有源高通濾波器包括由電容C和電阻R組成的RC濾波器，RC濾波 器輸出連接由集成運(yùn)放LM324和若干電阻組成的電壓串聯(lián)反饋放大器，一階有源高通濾波 器的下限截止頻率設(shè)為1HZ。
[0020] 優(yōu)選的，所述二階低通濾波器的上限截止頻率為100HZ。
[0021] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0022] 本實(shí)用新型所提供的新型心電監(jiān)護(hù)裝置，通過(guò)安裝在皮膚表面的電極來(lái)獲取微弱 的心電信號(hào)，經(jīng)多路輸入緩沖器緩沖放大，經(jīng)導(dǎo)聯(lián)選擇電路進(jìn)行選擇后，由前置放大器放 大，再進(jìn)行電壓放大以適應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換的幅度要求，通過(guò)模擬濾波器濾除干擾頻率后進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字濾波處理并輸出心電信號(hào)，數(shù)字濾波用于心電信號(hào)消噪，不 僅能提高儀器設(shè)備的性能，而且對(duì)于不同的使用環(huán)境（例如對(duì)于不同國(guó)家的50Hz或60Hz 供電條件），只需重新設(shè)置軟件參數(shù)即可，大大降低了醫(yī)療設(shè)備硬件復(fù)雜程度，降低了產(chǎn)品 成本、提高了通用性。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
[0024] 圖1為本實(shí)用新型所述的新型心電監(jiān)護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0025] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的前置放大器的電路原理圖；
[0026] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的一階有源高通濾波器的電路原理圖；
[0027]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的二階低通濾波器的電路原理圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶阻濾波器的電路原理圖；
[0029] 圖6、7為本實(shí)用新型實(shí)施例的多路A/D轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；
[0030] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的AT89C51與液晶顯示電路連接的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】 [0031 ] 實(shí)施例：
[0032]如圖1所示，本實(shí)用新型所揭示的新型心電監(jiān)護(hù)裝置，包括多路心電信號(hào)采集電 極，各采集電極經(jīng)過(guò)多路緩沖放大器緩沖放大，連接導(dǎo)聯(lián)選擇電路，導(dǎo)聯(lián)選擇電路輸出依次 連接多路前置放大器、多路電壓放大器、多路模擬濾波器、多路A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)處理 器，單片機(jī)處理器上連接有顯示單元。心電信號(hào)是微弱低頻人體生理電信號(hào)，通常頻率在 0.05~100Hz，幅值不超過(guò)4mv，通過(guò)安裝在皮膚表面的電極來(lái)獲取微弱的心電信號(hào)，經(jīng)多路 輸入緩沖器緩沖放大，經(jīng)導(dǎo)聯(lián)選擇電路進(jìn)行選擇后，由前置放大電路放大，進(jìn)行電壓放大以 適應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換的幅度要求，通過(guò)模擬濾波器濾除干擾頻率后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)單片 機(jī)進(jìn)行數(shù)字濾波處理并輸出心電信號(hào)，在顯示單元上顯示。
[0033]如圖2所示，為前置放大器的電路原理圖。由于人體心電信號(hào)的特點(diǎn)，加上背景噪 聲較強(qiáng)，采集信號(hào)時(shí)電極與皮膚間的阻抗大且變化范圍也較大，這就對(duì)前級(jí)（第一級(jí))放大 電路提出了較高的要求，即要求前級(jí)放大電路應(yīng)滿足以下要求：高輸入阻抗；高共模抑制 比；低噪聲、低漂移、非線性度小;合適的頻帶和動(dòng)態(tài)范圍。其中高輸入阻抗是因?yàn)樾盘?hào)源的 內(nèi)阻是變化的。其中包括電極與皮膚的接觸電阻，肌肉，骨骼等組織的內(nèi)阻。它們不但因個(gè) 人差異而有相當(dāng)大放入變化。就同一個(gè)人來(lái)說(shuō)，也隨時(shí)間和環(huán)境的不同變化，變化范圍可能 在KQ和MQ之間。被提取的心電信號(hào)時(shí)不穩(wěn)定內(nèi)阻的微弱信號(hào)，為了減少信號(hào)對(duì)放大器的 影響，必須提高放大器的輸入阻抗。要求放大器輸入阻抗在1MQ以上。高共模抑制比(CMRR) 是由于人體作為一個(gè)導(dǎo)體，將接收空間電磁場(chǎng)的各種干擾信號(hào)，這種信號(hào)對(duì)放大器來(lái)說(shuō)是 共模信號(hào)。這些干擾信號(hào)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于心電信號(hào)，共模干擾可能完全淹沒(méi)微弱的差模心電 信號(hào)。電源工頻干擾主要以共模形式出現(xiàn)，要求前置放大器有較高的共模抑制比。前置放大 器電路采用高共模抑制比的差動(dòng)放大器形式，減少共模干擾向差模干擾的轉(zhuǎn)化。一般要求 放大器的共模抑制比在80dB以上。低噪聲，低漂移是因?yàn)樾碾娦盘?hào)非常微弱，要求運(yùn)放噪聲 對(duì)信號(hào)影響盡可能小，低漂移特性，使輸出信號(hào)穩(wěn)定，防止放大器飽和。該放大器有較高的 共模抑制比（CMRR)，溫度穩(wěn)定性好，放大頻帶寬，噪聲系數(shù)小且具有調(diào)節(jié)方便的特點(diǎn)，是生 物醫(yī)學(xué)信號(hào)放大的理想選擇。根據(jù)小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)原則，前級(jí)的增益不能設(shè)置太高，因 為前級(jí)增益過(guò)高將不利于后續(xù)電路對(duì)噪聲的處理。
[0034]所述模擬濾波器包括依次連接的一階有源高通濾波器、二階低通濾波器和帶阻濾 波器，其