新型家用心電圖機制造技術

本發明專利技術公開了一種新型家用心電圖機，采用集成高分辨率∑－Δ型模數轉換器的微處理器芯片，結合帶有共模驅動的并聯差動放大器和具有高共模抑制比的差動輸入∑－Δ型模數轉換器形成簡單、不需調試的具有高共模抑制比的高性能、低成本心電信號檢測電路。并利用集成了高分辨率∑－Δ型模數轉換器、數模轉換器、通信接口和大量通用Ｉ／Ｏ口的高集成度微處理器對采集的心電信號進行處理和分析，充分利用微處理器集成的上述外設形成多功能通信接口，可以以液晶顯示器、打印機、電話、調制解調器、ＰＣ機和普通心電圖機等方式輸出、顯示心電圖，方便用戶隨時隨地測量和觀察心電信號以及傳輸心電圖給醫生或醫院。本發明專利技術結構簡單、不需調試、性能優異和工藝性極好、心電圖輸出方式多、成本低。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及醫學儀器，尤其是一種應用于家庭的心電圖機。
技術介紹
心電檢查在醫學研究和臨床診斷上具有重要的應用價值。由于心臟病的發作具有偶發性，特別是心臟病早期，捕捉到異常的心電信號對于診斷和治療均有很大的意義，因而吸引了眾多的學者和工程技術人員研究便于人們在家里自行檢測的家用微型心電圖機。如于占河設計的技術專利(便攜式動態心臟報警器，專利號94245445.6)，沈建民設計的技術專利(便攜式心電監測儀，專利號03210019.1)，白凈等設計的技術專利(基于數字信號處理器的便攜式心電監護儀，申請號02209381.8)，朱云輝設計的技術專利(家用心電監測儀，專利號02239896.1)，李剛等設計的技術專利(家用心電圖機，申請號00120953.1)，楊振野設計的技術專利(家用心電圖裝置，專利號01215394.X)，張惠生設計的技術專利(微電腦心電監護儀，專利號00257745.3)，岳中貴等設計的技術專利(心電記錄電話傳輸器，專利號00241611.5)，游景玉等設計的技術專利(微型智能心電監護器，專利號93216650.4)，金登男等設計的技術專利(家用電腦的心電人工智能監護裝置，申請號02260439.1)，鄒帆等設計的技術專利(動態心電監測儀，申請號93245458.5)，王湘生設計的技術專利(數字式心電監護器，專利號99242737.1)，王雪松設計的技術專利(一種數字式電話傳輸心臟健康掃描器，申請號02252598.X)，詹宜巨設計的技術專利(一種心電監護儀，專利號00238037.4)，顧菊康等設計的技術專利(移動電話/手機式心電監護裝置，申請號03228640.6)。上述設計的共同缺陷是電路結構復雜、調試困難、工藝性差、輸出方式單一、性價比低。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、不需調試、新型家用心電圖機。為了解決上述技術問題是，本專利技術的新型家用心電圖機包括通過導線依次連接的用于采集生物電信號的電極、具有過壓保護和簡單濾波功能的輸入保護電路、具有共模驅動的并聯差動放大器、∑-Δ型模數轉換器、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差動放大器之間連接有右腿驅動電路，右腿驅動電路從并聯差動放大器中提取共模信號反相放大后驅動公共電極；所述∑-Δ型模數轉換器用于把模擬的生物電信號轉換成高分辨率的數字信號，所述微處理器CPU控制∑-Δ型模數轉換器進行模數轉換、對心電信號進行處理、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等。所述右腿驅動電路由運算放大器A4、電阻R5、R6以及電容C3構成，用于將所述并聯差動放大器的共模信號反相驅動公共電極，以進一步抑制共模信號。所述并聯差動放大器由運算放大器A1和A2構成，兩個相同阻值的電阻R1和R2以及運算放大器A3構成共模信號提取驅動電路，共模信號提取驅動電路的輸出信號輸出至所述右腿驅動電路。在所述并聯差動放大器與所述∑-Δ型模數轉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；所述并聯差動放大器中共模信號提取驅動電路的輸出信號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連接有大容量存儲器。所述微處理器CPU通過數模轉換器連接有多功能接口，用以輸出或傳輸心電信號。所述微處理器CPU通過I/O接口連接有揚聲器，作為提示、報警和聲音耦合電話傳輸心電圖信號。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果(一)本專利技術結構簡單、性能優異、工藝性好，心電圖輸出方式多；(二)由于采用帶有共模驅動的并聯差動放大器和具有高共模抑制比的差動輸入∑-Δ型模數轉換器，電路簡單、不需調試，具有高的共模抑制比；(三)充分利用微處理器集成的外設形成多功能通信接口，方便用戶隨時隨地測量和觀察心電信號以及傳輸心電圖給醫生或醫院。附圖說明圖1為本專利技術新型家用心電圖機的電路圖。附圖標記1為電極 2為導聯線 3為輸入保護電路 4為并聯差動放大5為∑-Δ型模數轉換器 6為液晶顯示器(LCD) 7為微處理器(CPU)8為數模轉換器9為多功能接口 10為右腿驅動電路11為大容量存儲器12為鍵盤13為I/O接口 14為揚聲器具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作詳細說明。本專利技術新型家用心電圖機的實施例一如圖1所示，由電極1拾取人體心電信號，通過導聯線到輸入保護電路3，輸入保護電路3防止靜電高壓和除顫高壓損壞電路，具有共模驅動的并聯差動放大器4將信號緩沖、放大后輸入到∑-Δ型模數轉換器5。具有共模驅動的并聯差動放大器4由運算放大器A1和A2構成并聯差動放大器，有兩個相同阻值的電阻R1和R2以及運算放大器A3構成共模信號提取驅動電路，取出共模信號對差動高通濾波器(分別由C1和R3、C2和R4)的公共端進行驅動，可以有效地避免由于C1和R3對C2和R4之間難以避免的不對稱所造成的共模變差模而引入的干擾。∑-Δ型模數轉換器5用于把模擬的生物電信號轉換成高分辨率的數字信號，微處理器(CPU)7控制∑-Δ型模數轉換器5的工作，同時對∑-Δ型模數轉換器輸出的數字信號進行頻率補償，以消除∑-Δ型模數轉換器本身在通帶內的不平坦。微處理器(CPU)7作為控制核心管理整個儀器的運行。由運算放大器A4、R5和R6以及C3構成的右腿驅動電路10，將共模信號反相驅動公共電極，可以進一步抑制共模信號。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對話功能。數模轉換器8和I/O接口13的一起構成多功能接口9，具備模擬信號輸出、打印機輸出、計算機通信輸出等多種輸出模式，完成如下形式的心電圖(信號)的輸出或傳輸1.外接打印機，打印心電圖；2.外接模擬記錄儀或普通心電圖機，描記心電圖； 3.通過RS232串口或USB向PC機或其它設備傳輸心電圖；4.通過調制解調器和INTERNET網絡向醫院傳輸心電圖機；5.通過公用電話網直接以PWM(脈寬調制)電信號方式傳輸心電圖(信號)。I/O接口13也可以通過揚聲器14采用PWM(脈寬調制)語音方式通過電話傳輸心電信號。揚聲器14同時作為語音提示和報警用。大容量存儲器11采用FLASH存儲器或其它非易失性存儲器，如Atmel公司的AT25F2048、SST公司的SST25VF020等，用于保存心電信號。鍵盤12用于控制和設置心電圖機的工作。微處理器(CPU)7采用集成高分辨率∑-Δ型模數轉換器的微處理器芯片，如美國ADI公司的ADuC847、美國TI公司的MSC1212等器件。權利要求1.一種新型家用心電圖機，其特征在于，它包括通過導線依次連接的用于采集生物電信號的電極、具有過壓保護和簡單濾波功能的輸入保護電路、具有共模驅動的并聯差動放大器、∑-Δ型模數轉換器、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差動放大器之間連接有右腿驅動電路，右腿驅動電路從并聯差動放大器中提取共模信號反相放大后驅動公共電極；所述∑-Δ型模數轉換器用于把模擬的生物電信號轉換成高分辨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型家用心電圖機，其特征在于，它包括通過導線依次連接的用于采集生物電信號的電極、具有過壓保護和簡單濾波功能的輸入保護電路、具有共模驅動的并聯差動放大器、∑－Δ型模數轉換器、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差動放大器之間連接有右腿驅動電路，右腿驅動電路從并聯差動放大器中提取共模信號反相放大后驅動公共電極；所述∑－Δ型模數轉換器用于把模擬的生物電信號轉換成高分辨率的數字信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李剛，林凌，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：12[]