專利名稱：新型家用心電圖機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)儀器，尤其是一種應(yīng)用于家庭的心電圖機(jī)。
背景技術(shù)：
心電檢查在醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷上具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于心臟病的發(fā)作具有偶發(fā)性，特別是心臟病早期，捕捉到異常的心電信號(hào)對(duì)于診斷和治療均有很大的意義，因而吸引了眾多的學(xué)者和工程技術(shù)人員研究便于人們?cè)诩依镒孕袡z測(cè)的家用微型心電圖機(jī)。如于占河設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(便攜式動(dòng)態(tài)心臟報(bào)警器，專利號(hào)94245445.6)，沈建民設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(便攜式心電監(jiān)測(cè)儀，專利號(hào)03210019.1)，白凈等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(基于數(shù)字信號(hào)處理器的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀，申請(qǐng)?zhí)?2209381.8)，朱云輝設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(家用心電監(jiān)測(cè)儀，專利號(hào)02239896.1)，李剛等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(家用心電圖機(jī)，申請(qǐng)?zhí)?0120953.1)，楊振野設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(家用心電圖裝置，專利號(hào)01215394.X)，張惠生設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(微電腦心電監(jiān)護(hù)儀，專利號(hào)00257745.3)，岳中貴等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(心電記錄電話傳輸器，專利號(hào)00241611.5)，游景玉等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(微型智能心電監(jiān)護(hù)器，專利號(hào)93216650.4)，金登男等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(家用電腦的心電人工智能監(jiān)護(hù)裝置，申請(qǐng)?zhí)?2260439.1)，鄒帆等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測(cè)儀，申請(qǐng)?zhí)?3245458.5)，王湘生設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(數(shù)字式心電監(jiān)護(hù)器，專利號(hào)99242737.1)，王雪松設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(一種數(shù)字式電話傳輸心臟健康掃描器，申請(qǐng)?zhí)?2252598.X)，詹宜巨設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(一種心電監(jiān)護(hù)儀，專利號(hào)00238037.4)，顧菊康等設(shè)計(jì)的實(shí)用新型專利(移動(dòng)電話/手機(jī)式心電監(jiān)護(hù)裝置，申請(qǐng)?zhí)?3228640.6)。上述設(shè)計(jì)的共同缺陷是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、工藝性差、輸出方式單一、性價(jià)比低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需調(diào)試、新型家用心電圖機(jī)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題是，本發(fā)明的新型家用心電圖機(jī)包括通過(guò)導(dǎo)線依次連接的用于采集生物電信號(hào)的電極、具有過(guò)壓保護(hù)和簡(jiǎn)單濾波功能的輸入保護(hù)電路、具有共模驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)差動(dòng)放大器、∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器CPU和鍵盤，所述微處理器CPU還連接有液晶顯示器；所述電極與所述并聯(lián)差動(dòng)放大器之間連接有右腿驅(qū)動(dòng)電路，右腿驅(qū)動(dòng)電路從并聯(lián)差動(dòng)放大器中提取共模信號(hào)反相放大后驅(qū)動(dòng)公共電極；所述∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于把模擬的生物電信號(hào)轉(zhuǎn)換成高分辨率的數(shù)字信號(hào)，所述微處理器CPU控制∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行處理、控制液晶顯示器顯示心電波形和多功能接口輸出和傳輸心電信號(hào)等。
所述右腿驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)算放大器A4、電阻R5、R6以及電容C3構(gòu)成，用于將所述并聯(lián)差動(dòng)放大器的共模信號(hào)反相驅(qū)動(dòng)公共電極，以進(jìn)一步抑制共模信號(hào)。
所述并聯(lián)差動(dòng)放大器由運(yùn)算放大器A1和A2構(gòu)成，兩個(gè)相同阻值的電阻R1和R2以及運(yùn)算放大器A3構(gòu)成共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路，共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)輸出至所述右腿驅(qū)動(dòng)電路。在所述并聯(lián)差動(dòng)放大器與所述∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間連接有高通濾波器，高通濾波器由電容C1和C2、電阻R3和R4組成，用于抑制極化電壓和基線漂移的干擾；所述并聯(lián)差動(dòng)放大器中共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)輸出至所述高通濾波器的電阻R3、R4的公共端。
所述微處理器CPU連接有大容量存儲(chǔ)器。
所述微處理器CPU通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接有多功能接口，用以輸出或傳輸心電信號(hào)。
所述微處理器CPU通過(guò)I/O接口連接有揚(yáng)聲器，作為提示、報(bào)警和聲音耦合電話傳輸心電圖信號(hào)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(一)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異、工藝性好，心電圖輸出方式多；(二)由于采用帶有共模驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)差動(dòng)放大器和具有高共模抑制比的差動(dòng)輸入∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電路簡(jiǎn)單、不需調(diào)試，具有高的共模抑制比；(三)充分利用微處理器集成的外設(shè)形成多功能通信接口，方便用戶隨時(shí)隨地測(cè)量和觀察心電信號(hào)以及傳輸心電圖給醫(yī)生或醫(yī)院。


圖1為本發(fā)明新型家用心電圖機(jī)的電路圖。
附圖標(biāo)記1為電極 2為導(dǎo)聯(lián)線 3為輸入保護(hù)電路 4為并聯(lián)差動(dòng)放大5為∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器 6為液晶顯示器(LCD) 7為微處理器(CPU)8為數(shù)模轉(zhuǎn)換器9為多功能接口 10為右腿驅(qū)動(dòng)電路11為大容量存儲(chǔ)器12為鍵盤13為I/O接口 14為揚(yáng)聲器具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明新型家用心電圖機(jī)的實(shí)施例一如圖1所示，由電極1拾取人體心電信號(hào)，通過(guò)導(dǎo)聯(lián)線到輸入保護(hù)電路3，輸入保護(hù)電路3防止靜電高壓和除顫高壓損壞電路，具有共模驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)差動(dòng)放大器4將信號(hào)緩沖、放大后輸入到∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器5。
具有共模驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)差動(dòng)放大器4由運(yùn)算放大器A1和A2構(gòu)成并聯(lián)差動(dòng)放大器，有兩個(gè)相同阻值的電阻R1和R2以及運(yùn)算放大器A3構(gòu)成共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路，取出共模信號(hào)對(duì)差動(dòng)高通濾波器(分別由C1和R3、C2和R4)的公共端進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可以有效地避免由于C1和R3對(duì)C2和R4之間難以避免的不對(duì)稱所造成的共模變差模而引入的干擾。
∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器5用于把模擬的生物電信號(hào)轉(zhuǎn)換成高分辨率的數(shù)字信號(hào)，微處理器(CPU)7控制∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的工作，同時(shí)對(duì)∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償，以消除∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器本身在通帶內(nèi)的不平坦。微處理器(CPU)7作為控制核心管理整個(gè)儀器的運(yùn)行。
由運(yùn)算放大器A4、R5和R6以及C3構(gòu)成的右腿驅(qū)動(dòng)電路10，將共模信號(hào)反相驅(qū)動(dòng)公共電極，可以進(jìn)一步抑制共模信號(hào)。
液晶顯示器(LCD)6連接到微處理器(CPU)7，在微處理器(CPU)7的控制下顯示心電波形和完成人機(jī)對(duì)話功能。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器8和I/O接口13的一起構(gòu)成多功能接口9，具備模擬信號(hào)輸出、打印機(jī)輸出、計(jì)算機(jī)通信輸出等多種輸出模式，完成如下形式的心電圖(信號(hào))的輸出或傳輸1.外接打印機(jī)，打印心電圖；2.外接模擬記錄儀或普通心電圖機(jī)，描記心電圖；
3.通過(guò)RS232串口或USB向PC機(jī)或其它設(shè)備傳輸心電圖；4.通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和INTERNET網(wǎng)絡(luò)向醫(yī)院傳輸心電圖機(jī)；5.通過(guò)公用電話網(wǎng)直接以PWM(脈寬調(diào)制)電信號(hào)方式傳輸心電圖(信號(hào))。
I/O接口13也可以通過(guò)揚(yáng)聲器14采用PWM(脈寬調(diào)制)語(yǔ)音方式通過(guò)電話傳輸心電信號(hào)。
揚(yáng)聲器14同時(shí)作為語(yǔ)音提示和報(bào)警用。
大容量存儲(chǔ)器11采用FLASH存儲(chǔ)器或其它非易失性存儲(chǔ)器，如Atmel公司的AT25F2048、SST公司的SST25VF020等，用于保存心電信號(hào)。
鍵盤12用于控制和設(shè)置心電圖機(jī)的工作。
微處理器(CPU)7采用集成高分辨率∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的微處理器芯片，如美國(guó)ADI公司的ADuC847、美國(guó)TI公司的MSC1212等器件。
權(quán)利要求
1.一種新型家用心電圖機(jī)，其特征在于，它包括通過(guò)導(dǎo)線依次連接的用于采集生物電信號(hào)的電極、具有過(guò)壓保護(hù)和簡(jiǎn)單濾波功能的輸入保護(hù)電路、具有共模驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)差動(dòng)放大器、∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器CPU和鍵盤，所述微處理器CPU還連接有液晶顯示器；所述電極與所述并聯(lián)差動(dòng)放大器之間連接有右腿驅(qū)動(dòng)電路，右腿驅(qū)動(dòng)電路從并聯(lián)差動(dòng)放大器中提取共模信號(hào)反相放大后驅(qū)動(dòng)公共電極；所述∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于把模擬的生物電信號(hào)轉(zhuǎn)換成高分辨率的數(shù)字信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電檢測(cè)電路，其特征在于，所述右腿驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)算放大器A4、電阻R5、R6以及電容C3構(gòu)成，用于將所述并聯(lián)差動(dòng)放大器的共模信號(hào)反相驅(qū)動(dòng)公共電極，以進(jìn)一步抑制共模信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電檢測(cè)電路，其特征在于，所述并聯(lián)差動(dòng)放大器由運(yùn)算放大器A1和A2構(gòu)成，兩個(gè)相同阻值的電阻R1和R2以及運(yùn)算放大器A3構(gòu)成共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路，共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)輸出至所述右腿驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物電檢測(cè)電路，其特征在于，在所述并聯(lián)差動(dòng)放大器與所述∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間連接有高通濾波器，高通濾波器由電容C1和C2、電阻R3和R4組成，用于抑制極化電壓和基線漂移的干擾；所述并聯(lián)差動(dòng)放大器中共模信號(hào)提取驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)輸出至所述高通濾波器的電阻R3、R4的公共端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型家用心電圖機(jī)，其特征在于，所述微處理器CPU連接有大容量存儲(chǔ)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型家用心電圖機(jī)，其特征在于，所述微處理器CPU通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接有多功能接口，用以輸出或傳輸心電信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型家用心電圖機(jī)，其特征在于，所述微處理器CPU通過(guò)I/O接口連接有揚(yáng)聲器，作為提示、報(bào)警和聲音耦合電話傳輸心電圖信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型家用心電圖機(jī)，采用集成高分辨率∑－Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的微處理器芯片，結(jié)合帶有共模驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)差動(dòng)放大器和具有高共模抑制比的差動(dòng)輸入∑－Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成簡(jiǎn)單、不需調(diào)試的具有高共模抑制比的高性能、低成本心電信號(hào)檢測(cè)電路。并利用集成了高分辨率∑－Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、通信接口和大量通用I/O口的高集成度微處理器對(duì)采集的心電信號(hào)進(jìn)行處理和分析，充分利用微處理器集成的上述外設(shè)形成多功能通信接口，可以以液晶顯示器、打印機(jī)、電話、調(diào)制解調(diào)器、PC機(jī)和普通心電圖機(jī)等方式輸出、顯示心電圖，方便用戶隨時(shí)隨地測(cè)量和觀察心電信號(hào)以及傳輸心電圖給醫(yī)生或醫(yī)院。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需調(diào)試、性能優(yōu)異和工藝性極好、心電圖輸出方式多、成本低。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK1602802SQ200410072719
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者李剛, 林凌 申請(qǐng)人:天津大學(xué)