心電信號采集前端制造技術(shù)

本公開提供了一種心電信號采集前端，包括：第一上肢電極、第二上肢電極、儀表放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第一上肢電極和第二上肢電極分別通過緩沖器與儀表放大器相連，所述儀表放大器的輸出端連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及一種心電信號采集前端。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代心電檢測系統(tǒng)都分為模擬部分和數(shù)字部分，圖1所示的傳統(tǒng)心電監(jiān)測系統(tǒng)的模擬部分的模塊示意圖。如圖1所示，通過帶通濾波(包括高通濾波、50赫茲陷波以及低通率波)，消除原始心電信號中的大部分噪音，并向模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)輸入經(jīng)過濾波之后的信號。但是這種模擬前端部分的濾波過程，尤其是其低通濾波和50赫茲陷波處理會(huì)導(dǎo)致電路復(fù)雜、濾出掉原本屬于心電信號的有效部分，導(dǎo)致信號失真和相位失真，并且增加成本。同時(shí)，這些前置的硬件濾波器本身也會(huì)產(chǎn)生電路噪聲疊加在心電信號中。隨著人們對心電信號認(rèn)識的加深以及數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，因此，人們希望獲得一種經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后依然能保留原始心電成分的信號，以便為心電信號檢測系統(tǒng)的數(shù)字處理部分輸入含有原始心電信號部分的數(shù)字信號。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本公開的心電信號采集前端，即電檢測系統(tǒng)的模擬部分去除該硬件濾波器，直接將所檢測的模擬信號輸入到ADC，信號中會(huì)包含空中電磁場耦合的50Hz工頻干擾，設(shè)備本身產(chǎn)生的高頻干擾噪聲，人體的運(yùn)動(dòng)噪聲造成的高頻以及基線干擾偽跡，同時(shí)也保留了原始的心電信號。為此，本公開提供了一種心電信號采集前端，包括：第一上肢電極、第二上肢電極、儀表放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第一上肢電極和第二上肢電極分別通過緩沖器與儀表放大器相連，所述儀表放大器的輸出端連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其還包括高通濾波器，所述儀表放大器的輸出端通過所述高通濾波器連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中還包括第三下肢電極和右腿驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過右腿驅(qū)動(dòng)電路反相處理的共模電壓經(jīng)所述第三下肢電極導(dǎo)入用戶的下肢。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中所述高通濾波器濾出頻率為0.05赫茲或其以下的信號從而消除基線干擾。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中所述第一上肢電極、第二上肢電極、下肢柔性電極都布置在一床墊的三個(gè)部分，使得用戶在臥于床墊上時(shí)，第一上肢電極和第二上肢電極與人體上肢接觸采集人體心電信號，而人體下肢接觸下肢柔性電極以便接收右腿驅(qū)動(dòng)電路輸出的反相共模信號。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中所述下肢柔性電極的寬度可覆蓋人體的全部下肢。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中第一上肢電極、第二上肢電極、以及下肢柔性電極為銀纖維電極。采用本公開的心電檢測系統(tǒng)利用柔性電極，比如帶有導(dǎo)電的織物，通過非束縛的方式與人體的上肢，包括前胸、后背、體側(cè)等，進(jìn)行接觸來測量心電信號，同時(shí)通過將下肢電極的信號作為驅(qū)動(dòng)信號輸入到檢測電路而不是作為地電位進(jìn)行處理，能有效降低共模信號，提高CMRR。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中第一上肢電極、第二上肢電極、以及下肢柔性電極是長方形且互相平行，并且第一上肢電極、第二上肢電極、以及下肢柔性電極與所述床墊的頭部平行。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中其特征在于，所述第一上肢電極和第二上肢電極寬度為10厘米至15厘米。根據(jù)本公開的心電信號采集前端，其中第一上肢電極、第二上肢電極、以及下肢柔性電極相鄰兩者之間的間隔為15厘米至20厘米，間隔部分由棉織物構(gòu)成。采用根據(jù)本公開的心電信號采集前端后輸出數(shù)字信號中會(huì)包含空中電磁場耦合的50Hz工頻干擾，設(shè)備本身產(chǎn)生的高頻干擾噪聲，人體的運(yùn)動(dòng)噪聲造成的高頻以及基線干擾偽跡，同時(shí)也保留了原始的心電信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，可以通過恰當(dāng)設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波系統(tǒng)，提高信號和噪聲之比，同時(shí)能提供不失真的高保真度的心電信號。附圖說明此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。圖1所示的是現(xiàn)有心電檢測系統(tǒng)的前端部分的模塊示意圖。圖2所示的是根據(jù)本公開的采用柔性下肢電極的心電檢測系統(tǒng)的前端部分的模塊示意圖。圖3所示的是根據(jù)本公開的另一種采用柔性下肢電極的心電檢測系統(tǒng)的前端部分的模塊示意圖圖4所示的根據(jù)本公開的包含有柔性下肢電極的心電信號采集床墊電極示意圖。具體實(shí)施方式這里將詳細(xì)地對示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本公開相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本公開的一些方面相一致的裝置和方法的例子。在本公開使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本開。在本公開和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本公開可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種信息，例如第一心電電極和第二心電電極，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語，第一心電電極可被稱為第二心電電極，反之亦然。這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本公開，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本公開作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖2所示的是根據(jù)本公開的采用柔性下肢電極的心電檢測系統(tǒng)的前端部分的模塊示意圖。如圖2所示，一種心電信號采集前端包括：第一上肢電極A、第二上肢電極B、儀表放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，第一上肢電極A和第二上肢電極B分別通過緩沖器與儀表放大器相連，所述儀表放大器的輸出端直接連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的輸入端，由此，在ADC轉(zhuǎn)換后獲得更全面的心電信號。此時(shí)，盡管ADC所接收到的輸入信號成分非常復(fù)雜，但是只需要的提高ADC轉(zhuǎn)換的分辨率即可。所述儀表放大器有兩個(gè)輸入端，其中一個(gè)輸入左上肢電極的導(dǎo)聯(lián)信號，而另一個(gè)輸入端輸入右上肢電極的導(dǎo)聯(lián)信號。如圖2所示，所述的緩沖器在有導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)，緩沖電壓的輸入端通過弱上拉電阻將輸入電壓上拉到一個(gè)比較高的電壓，因此緩沖電路的輸出端輸出一個(gè)比較高的電壓，當(dāng)這個(gè)電壓高于導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)的閥值電壓，就能判斷導(dǎo)聯(lián)脫落。當(dāng)有導(dǎo)聯(lián)沒有脫落時(shí)，緩沖電壓的輸入端的輸入電壓下拉到一個(gè)比較低的電壓，因此緩沖電路的輸出端輸出一個(gè)比較低的電壓，當(dāng)這個(gè)電壓低于導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)的閥值電壓，就能判斷導(dǎo)聯(lián)沒有脫落。如圖2所示，根據(jù)本公開的心電信號采集前端還包括第三下肢電極和右腿驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過右腿驅(qū)動(dòng)電路反相處理的共模電壓經(jīng)所述第三下肢電極導(dǎo)入用戶的下肢。緩沖器輸出端之間采集的共模電壓被輸入到右腿驅(qū)動(dòng)電路的反向輸入端，經(jīng)過反向后導(dǎo)入到人體下肢，從而抵消共模電壓。進(jìn)一步地，右腿驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號被輸入到上肢電極的導(dǎo)聯(lián)檢測電路的輸入端，從而降低每個(gè)輸入端的總噪聲信號。盡管上面參照圖2描述了儀表放大器直接連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的情況，但是儀表放大器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC之間也可以僅僅通過高通濾波器來進(jìn)行連接。圖3所示的是根據(jù)本公開的另一種采用柔性下肢電極的心電檢測系統(tǒng)的前端部分的模塊示意圖。如圖3所示，一種心電信號采集前端包括：第一上肢電極A、第二上肢電極B、儀表放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，第一上肢電極A和第二上肢電極B分別通過緩沖器與儀表放大器相連，所述儀表放大器的輸出端通過所述高通濾波本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種心電信號采集前端，包括：第一上肢電極、第二上肢電極、儀表放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第一上肢電極和第二上肢電極分別通過緩沖器與儀表放大器相連，所述儀表放大器的輸出端連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種心電信號采集前端，包括：第一上肢電極、第二上肢電極、儀表放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第一上肢電極和第二上肢電極分別通過緩沖器與儀表放大器相連，所述儀表放大器的輸出端連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心電信號采集前端，其還包括高通濾波器，所述儀表放大器的輸出端通過所述高通濾波器連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心電信號采集前端，其中還包括第三下肢電極和右腿驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過右腿驅(qū)動(dòng)電路反相處理的共模電壓經(jīng)所述第三下肢電極導(dǎo)入用戶的下肢。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心電信號采集前端，其中所述高通濾波器濾出頻率為0.05赫茲或以下的信號從而消除基線干擾。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的心電信號采集前端，其中所述第一上肢電極、第二上肢電極、下肢柔性電極都布置在一床墊的三個(gè)部分，使得用戶在臥于床墊上時(shí)，第一上肢電...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅申，甘健斌，謝靜，鄧成坤，熊賢志，
申請(專利權(quán))人：深圳諾康醫(yī)療設(shè)備股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44