一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：它包括用于探測(cè)人體心電信號(hào)的導(dǎo)聯(lián)頭、采集人體心電信號(hào)的前端采集電路、對(duì)輸入的人體心電信號(hào)進(jìn)行充分采集和濾波處理的緩沖跟隨電路、產(chǎn)生中心參考電壓的威爾遜電路、對(duì)心電信號(hào)和參考電壓進(jìn)行差分放大的前端放大電路、濾除工頻干擾信號(hào)的右腿驅(qū)動(dòng)電路、對(duì)經(jīng)二級(jí)放大后的心電模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、放大和封裝傳輸處理的MCU、將數(shù)字化的心電信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控端的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和對(duì)接收到的心電信號(hào)進(jìn)行顯示的監(jiān)控端。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于家庭或者社區(qū)的心電監(jiān)護(hù)場合中。
【專利說明】-種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種心電監(jiān)護(hù)裝置，特別是關(guān)于一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 近年來，隨著社會(huì)發(fā)展的加快，社會(huì)競爭壓力劇增，人們?cè)谶^著高水平的生活的同 時(shí)，也經(jīng)受著高壓力生活，高強(qiáng)度工作，這導(dǎo)致人們常規(guī)飲食與運(yùn)動(dòng)的搭配嚴(yán)重失衡。不規(guī) 范的生活或工作習(xí)慣，例如經(jīng)常熬夜，長期吸煙，過度飲酒，運(yùn)動(dòng)量少，并且大量攝入含有高 脂肪、高鹽分、高糖類的食物等，這些都是心臟疾病的主要元兇，為心臟病的發(fā)病帶來隱患， 因此最近幾年，全球的心臟疾病發(fā)病率和因心臟疾病死亡的病例逐年提高，而心臟病發(fā)病 的年齡段也由以前的中老年人年齡段向中青年年齡段轉(zhuǎn)變，這不得不引起有關(guān)部門的重 視。
[0003] 由于心電信號(hào)具有近場特性、微弱性，低頻性、易受干擾和隨機(jī)性等特征，我們必 須對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確實(shí)時(shí)的采集，并加以預(yù)報(bào)和提醒，確?；颊吣軌蚣皶r(shí)得到治療。醫(yī)院常規(guī) 心電監(jiān)護(hù)設(shè)備采集信號(hào)時(shí)間短，并且是在靜態(tài)情況下采集，對(duì)于隱蔽性高的心臟疾病來說， 較難于察覺。移動(dòng)心電采集設(shè)備Holter(動(dòng)態(tài)心電圖）只能將較長時(shí)間段的心電信號(hào)暫 存于記憶卡中，不能實(shí)時(shí)的監(jiān)控患者的健康狀況，如遇突發(fā)情況，將不能進(jìn)行及時(shí)有效的治 療。而隨著醫(yī)學(xué)診斷的高標(biāo)準(zhǔn)要求，常規(guī)的單導(dǎo)聯(lián)、五導(dǎo)聯(lián)和七導(dǎo)聯(lián)由于其在臨床診斷中偏 差較多，目前已經(jīng)逐步退出歷史舞臺(tái)。而目前醫(yī)學(xué)采用的十二導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)設(shè)備只能進(jìn)行 本地信號(hào)的采集與輸出，不具備遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)功能，并且十二導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)設(shè)備的體積龐 大，功耗大，不適合在家庭和社區(qū)做推廣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式、功耗低的多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電 監(jiān)護(hù)裝置，該裝置不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)患者心電信號(hào)，而且能夠準(zhǔn)確地將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān) 控中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)患者進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置， 其特征在于：它包括導(dǎo)聯(lián)頭、前端采集電路、緩沖跟隨電路、威爾遜電路、前端放大電路、右 腿驅(qū)動(dòng)電路、二級(jí)放大電路、MCU、Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和監(jiān)控端；所述導(dǎo)聯(lián)頭由帶導(dǎo) 聯(lián)線的RL右腿電極片、RA右臂電極片、LL左腿電極片、LA左臂電極片和六路胸電極片C1? C6構(gòu)成；所述前端采集電路將所述導(dǎo)聯(lián)頭探測(cè)到的LA、RA、LL和C1?C6九路微弱的心電 信號(hào)送入所述緩沖跟隨電路；所述緩沖跟隨電路對(duì)接收到的心電信號(hào)進(jìn)行充分采集并濾除 各電極片因阻抗不同產(chǎn)生的干擾，濾除干擾后的九路心電信號(hào)中LA、RA和LL信號(hào)傳輸至所 述威爾遜電路，濾除干擾后的九路心電信號(hào)均傳輸至所述前端放大電路；所述威爾遜電路 對(duì)接收到的LA、RA和LL信號(hào)進(jìn)行處理后產(chǎn)生一參考電壓并傳輸至所述前端放大電路；所 述前端放大電路對(duì)接收到的九路心電信號(hào)和參考電壓進(jìn)行差分放大，得到九路心電模擬信 號(hào)，其中一路心電模擬信號(hào)傳輸至所述右腿驅(qū)動(dòng)電路，其余八路心電模擬信號(hào)傳輸至所述 二級(jí)放大電路；所述右腿驅(qū)動(dòng)電路將接收到的混有50Hz工頻干擾的心電模擬信號(hào)通過RL電極片反饋至人體右腿，濾除50Hz共模工頻干擾；所述二級(jí)放大電路對(duì)接收到的八路心電 模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳輸至所述MCU;所述MCU對(duì)接收到的經(jīng)二級(jí)放大后的心電模擬 信號(hào)進(jìn)行采樣處理，并對(duì)采樣得到的數(shù)字化心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波后，通過通用異步收發(fā) 傳輸器模式傳輸至所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將接收到的數(shù)字 心電信號(hào)傳輸至所述監(jiān)控端，由所述監(jiān)控端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0006] 所述緩沖跟隨電路由并聯(lián)的九條通路構(gòu)成，每條所述通路由一個(gè)0P4177系列運(yùn) 算放大器及其外圍電路構(gòu)成。
[0007] 所述威爾遜電路采用等阻值的電阻構(gòu)成中心參考電路。
[0008] 所述前置放大電路采用型號(hào)為AD620的儀表放大器。
[0009] 所述右腿驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)電路和RL電極片連接構(gòu)成，所述驅(qū)動(dòng)電路采用0P4177 系列的運(yùn)算放大器中的三個(gè)運(yùn)放模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成。
[0010] 所述二級(jí)放大電路采用型號(hào)為MAX4044的軌到軌輸入輸出運(yùn)算放大器和若干電 阻、電容構(gòu)成。
[0011] 所述MCU采用嵌入式微處理器MSP430。
[0012] 本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型由于由導(dǎo)聯(lián) 頭、前端采集電路、緩沖跟隨電路、威爾遜電路、前端放大電路、右腿驅(qū)動(dòng)電路、二級(jí)放大電 路、MCU、Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和監(jiān)控端構(gòu)成，因此本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)小巧、便于攜帶。2、 本實(shí)用新型由于采用高精度、低噪聲、低功耗的高精度儀表放大器AD620對(duì)接收到的消除 差異后的心電信號(hào)放大；采用低功耗軌到軌輸入輸出運(yùn)算放大器MAX4044對(duì)接收到的八路 心電模擬信號(hào)進(jìn)行二級(jí)放大；采用超低功耗的16位嵌入式微處理器MSP430對(duì)接收到的心 電模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波和封裝傳輸?shù)忍幚恚徊捎霉牡?、時(shí)延短、容量大、保密性強(qiáng) 和可靠性高的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊對(duì)接收到的數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行傳輸；因此本實(shí)用 新型具有功耗低的特點(diǎn)。3、本實(shí)用新型由于采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將測(cè)量的心電 信號(hào)實(shí)時(shí)傳送給監(jiān)控端，因此本實(shí)用新型能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地、不間斷地監(jiān)測(cè)和傳送重要生命 特征參數(shù)，并將獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控端，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本 實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于家庭或者社區(qū)的心電監(jiān)護(hù)場合中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015] 如圖1所示，本實(shí)用新型包括由帶導(dǎo)聯(lián)線的RL(右腿）電極片、RA(右臂）電極片、 LL(左腿）電極片、LA(左臂）電極片和六路胸電極片C1?C6構(gòu)成的導(dǎo)聯(lián)頭1、前端采集 電路2、緩沖跟隨電路3、威爾遜電路4、前端放大電路5、右腿驅(qū)動(dòng)電路6、二級(jí)放大電路7、 MCU8、Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊9和監(jiān)控端10。
[0016] 導(dǎo)聯(lián)頭1探測(cè)到的LA、RA、LL和C1?C6九路微弱的心電信號(hào)經(jīng)前端采集電路2 采集后送入緩沖跟隨電路3。緩沖跟隨電路3對(duì)接收到的心電信號(hào)進(jìn)行充分采集并采用阻 抗匹配方式濾除各電極片因阻抗不同產(chǎn)生的干擾。一方面，濾除干擾后的九路心電信號(hào)中LA、RA和LL信號(hào)傳輸至威爾遜電路4,經(jīng)威爾遜電路4處理后產(chǎn)生一參考電壓并傳輸至前 端放大電路5;另一方面，濾除干擾后的九路心電信號(hào)均傳輸至前端放大電路5,前端放大 電路5對(duì)接收到的九路心電信號(hào)和參考電壓進(jìn)行差分放大，得到九路心電模擬信號(hào)，其中 一路心電模擬信號(hào)傳輸至右腿驅(qū)動(dòng)電路6,其余八路心電模擬信號(hào)傳輸至二級(jí)放大電路7。 右腿驅(qū)動(dòng)電路6將接收到的混有50Hz工頻干擾的心電模擬信號(hào)通過RL電極片反饋至人 體右腿，濾除50Hz共模工頻干擾。二級(jí)放大電路7對(duì)接收到的八路心電模擬信號(hào)進(jìn)行放 大處理后傳輸至MCU8,MCU8對(duì)接收到的經(jīng)二級(jí)放大后的心電模擬信號(hào)進(jìn)行采樣處理，并對(duì) 采樣得到的數(shù)字化心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波后，通過UART(通用異步收發(fā)傳輸器，Universal AsynchronousReceiverTransmitter)模式傳輸至Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊 9,Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳 輸模塊9將接收到的數(shù)字心電信號(hào)傳輸至監(jiān)控端10,由監(jiān)控端10進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0017] 上述實(shí)施例中，前端采集電路2采用二階濾波穩(wěn)壓電路對(duì)接收到的微弱心電信號(hào) 進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓后傳輸至緩沖跟隨電路3。
[0018] 上述實(shí)施例中，緩沖跟隨電路3由并聯(lián)的九條通路構(gòu)成，其中，每條通路由一個(gè) 0P4177系列運(yùn)算放大器及其外圍電路構(gòu)成。通過每條通路中的運(yùn)算放大器提高LA、RA、LL 和C1?C6九路心電信號(hào)的輸入阻抗，減小由于阻抗不匹配對(duì)LA、RA、LL和C1?C6九路心 電信號(hào)傳輸造成的影響。
[0019] 上述實(shí)施例中，威爾遜電路4采用等阻值的電阻構(gòu)成中心參考電路，對(duì)接收到的 LA、RA和LL三路心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯處理，得到一參考電壓并傳輸至前端放大電路5。
[0020] 上述實(shí)施例中，前置放大電路5采用高精度、低噪聲、低功耗的高精度儀表放大器 AD620,該儀表放大器AD620能夠?qū)⒔邮盏降南町惡蟮男碾娦盘?hào)放大7?8倍。
[0021] 上述實(shí)施例中，右腿驅(qū)動(dòng)電路6由驅(qū)動(dòng)電路和RL電極片連接構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)電路采用 0P4177系列的運(yùn)算放大器中的三個(gè)運(yùn)放模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成。威爾遜電路4消除信號(hào)差異后的心 電信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路中的前兩級(jí)運(yùn)放模塊后，其輸入阻抗增大，其輸出阻抗減?。坏谌?jí)運(yùn) 放模塊采用反相開環(huán)放大的形式，把采集到的混有50Hz工頻共模干擾信號(hào)的一路心電模 擬信號(hào)以反相放大的形式放大后，通過RL電極片反饋到人體，濾出約99%的工頻共模干擾 信號(hào)，從而消除寄生電容對(duì)心電信號(hào)的影響。
[0022] 上述實(shí)施例中，二級(jí)放大電路7采用兩個(gè)放大倍數(shù)為75的低功耗軌到軌輸入輸出 運(yùn)算放大器MAX4044,若干電阻、電容構(gòu)成低功耗軌到軌輸入輸出運(yùn)算放大器MAX4044的外 圍電路。二級(jí)放大電路7將接收到的八路心電模擬信號(hào)共放大100?150倍。
[0023] 上述實(shí)施例中，MCU8采用超低功耗的16位嵌入式微處理器MSP430，MSP430首先對(duì) 接收到的八路心電模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字化心電信號(hào)；其次對(duì)數(shù)字化心電信號(hào) 進(jìn)行數(shù)字濾波處理，得到純凈的八路數(shù)字心電信號(hào)；最后將純凈的心電信號(hào)封裝成數(shù)據(jù)幀， 并通過UART模式傳輸至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊9。
[0024] 上述實(shí)施例中，Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊9采用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò)采用樹形結(jié)構(gòu)，其具有功耗低、時(shí)延短、容量大、保密性強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊9將接收到的八路數(shù)字心電信號(hào)數(shù)據(jù)幀傳輸至監(jiān)控端10,由監(jiān)控 端10進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0025] 上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以 有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1. 一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：它包括導(dǎo)聯(lián)頭、前端采集電路、緩沖跟 隨電路、威爾遜電路、前端放大電路、右腿驅(qū)動(dòng)電路、二級(jí)放大電路、MCU、Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳 輸模塊和監(jiān)控端； 所述導(dǎo)聯(lián)頭由帶導(dǎo)聯(lián)線的RL右腿電極片、RA右臂電極片、LL左腿電極片、LA左臂電極 片和六路胸電極片C1?C6構(gòu)成； 所述前端采集電路將所述導(dǎo)聯(lián)頭探測(cè)到的LA、RA、LL和C1?C6九路微弱的心電信號(hào) 送入所述緩沖跟隨電路； 所述緩沖跟隨電路對(duì)接收到的心電信號(hào)進(jìn)行充分采集并濾除各電極片因阻抗不同產(chǎn) 生的干擾，濾除干擾后的九路心電信號(hào)中LA、RA和LL信號(hào)傳輸至所述威爾遜電路，濾除干 擾后的九路心電信號(hào)均傳輸至所述前端放大電路； 所述威爾遜電路對(duì)接收到的LA、RA和LL信號(hào)進(jìn)行處理后產(chǎn)生一參考電壓并傳輸至所 述前端放大電路； 所述前端放大電路對(duì)接收到的九路心電信號(hào)和參考電壓進(jìn)行差分放大，得到九路心電 模擬信號(hào)，其中一路心電模擬信號(hào)傳輸至所述右腿驅(qū)動(dòng)電路，其余八路心電模擬信號(hào)傳輸 至所述二級(jí)放大電路； 所述右腿驅(qū)動(dòng)電路將接收到的混有50Hz工頻干擾的心電模擬信號(hào)通過RL電極片反饋 至人體右腿，濾除50Hz共模工頻干擾； 所述二級(jí)放大電路對(duì)接收到的八路心電模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳輸至所述MCU; 所述MCU對(duì)接收到的經(jīng)二級(jí)放大后的心電模擬信號(hào)進(jìn)行采樣處理，并對(duì)采樣得到的數(shù) 字化心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波后，通過通用異步收發(fā)傳輸器模式傳輸至所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳 輸模塊； 所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將接收到的數(shù)字心電信號(hào)傳輸至所述監(jiān)控端，由所述監(jiān)控 端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所述緩沖跟隨電 路由并聯(lián)的九條通路構(gòu)成，每條所述通路由一個(gè)OP4177系列運(yùn)算放大器及其外圍電路構(gòu) 成。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所述威爾遜電路 采用等阻值的電阻構(gòu)成中心參考電路。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所述威爾遜電路 采用等阻值的電阻構(gòu)成中心參考電路。
5. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所 述前置放大電路米用型號(hào)為AD620的儀表放大器。
6. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所 述右腿驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)電路和RL電極片連接構(gòu)成，所述驅(qū)動(dòng)電路采用OP4177系列的運(yùn)算 放大器中的三個(gè)運(yùn)放模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求5所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所述右腿驅(qū)動(dòng)電 路由驅(qū)動(dòng)電路和RL電極片連接構(gòu)成，所述驅(qū)動(dòng)電路采用OP4177系列的運(yùn)算放大器中的三 個(gè)運(yùn)放模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于： 所述二級(jí)放大電路采用型號(hào)為MAX4044的軌到軌輸入輸出運(yùn)算放大器和若干電阻、電容構(gòu) 成。
9. 如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于： 所述MCU采用嵌入式微處理器MSP430。
10. 如權(quán)利要求8所述的一種多導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于：所述Μ⑶采用嵌 入式微處理器MSP430。
【文檔編號(hào)】A61B5/0402GK203861212SQ201420164089
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】張金玲, 王亞馳, 王俊, 舒磊, 張勝, 韓云鵬, 楊歡歡, 呂英華 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)