一种采用动态差分算法的心电监护仪

摘要

本发明公开了一种采用动态差分算法的心电监护仪，包括纸电极、与所述纸电极连接的模拟放大模块以及单片机数字模块，所述模拟放大模块包括前置仪表放大电路、驱动屏蔽电路、中间主放大滤波电路、QRS波检出电路以及导联脱落检测电路，所述驱动屏蔽电路用于抑制分布电容引起的静电耦合干扰，本发明采用动态差分算法的QRS波检出电路，相较于传统的自动阈值电路而言，避免了阈值设定的难度。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种采用动态差分算法的心电监护仪。

背景技术

心电监护仪是一种医疗中广泛使用的监护设备，便携式的心电监护仪由于采用电池供电，电量存储相对台式心电监护仪而言较小，台式的监护仪检测系统相较其而言耗电量大，对于便携式监护仪则需要在检测系统上做出改动，进行电量消耗的优化，且现有的便携式心电监护仪单机模式普遍，不利于医疗物联网体系的建立，无法实现与服务器和手机端的信息交流，其QRS波检出电路中还存在产生漏检的可能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种采用动态差分算法的心电监护仪，

包括：

纸电极、与所述纸电极连接的模拟放大模块以及单片机数字模块，所述模拟放大模块包括前置仪表放大电路、驱动屏蔽电路、中间主放大滤波电路、QRS波检出电路以及导联脱落检测电路，所述驱动屏蔽电路用于抑制分布电容引起的静电耦合干扰，所述的单片机数字模块包括采样保持电路、A/D变换器、flash存储器、显示报警单元、电源控制电路和按键控制电路，所述显示报警单元包括显示电路和声音报警电路，所述纸电极为自湿润纸电极，所述A/D变换器采用10位8路A/D变换器，所述A/D变换器的采样频率设置为2.5ms定时触发，所述A/D变换器在软件层面做一个采样时钟的类分频处理，每0.5s启动所述导联脱落检测电路进行一次导联脱落判断，所述声音报警电路连接有一个外部蜂鸣器，所述外部蜂鸣器和按键控制电路均设有软定时器，所述软定时器用于控制所述按键控制回路的延迟响应时间以及所述外部蜂鸣器的工作时间，所述flash存储器包括数据读取和数据存储，所述flash存储器连接一服务器，所述数据存储中存储信息包括监护仪状态，所述监护仪状态包括上次关机时间、未发送心电数据段的起始序号以及长度。

优选的，所述显示报警单元采用LCD液晶板实现人机交互。

优选的，所述flash存储器连接有GPRS单元。

优选的，所述QRS波检出电路中运放U1A和二极管D1构成全波整流器，U1B和U1D构成两个时间峰值不等的峰值检测电路，U1B峰值检测电路和U1D峰值检测电路的放电回路时间常数分别为0.33s和3.5s，电路中有电阻R11和电阻R12，所述电阻R11和所述电阻R12用于分压。

有益效果：

1、本发明采用软定时的方法，保证了采样转换的正常进行，同时也满足了前端应用中的定时操作。

2、采用动态差分算法的QRS波检出电路，相较于传统的自动阈值电路而言，避免了阈值设定的难度。

3、加入电源控制电路将平时不工作的电路进行电源切断，对于耗电量较大的数据存储，充分利用单片机上的空闲节点，进一步减少单片机的平均工作电流。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例的整体机构示意图；

图2为本发明QRS波检出电路图。

图中数字表示：

1、纸电极2、前置仪表放大电路3、导联脱落检测电路4、单片机数字模块5、QRS波检出电路6、按键控制电路7、flash存储器8、驱动屏蔽电路9、中间主放大滤波电路10、服务器11、GPRS单元12、显示报警单元13、电源控制电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和2所示，本发明包括纸电极、与所述纸电极连接的模拟放大模块以及单片机数字模块，所述模拟放大模块包括前置仪表放大电路、驱动屏蔽电路、中间主放大滤波电路、QRS波检出电路以及导联脱落检测电路，所述驱动屏蔽电路用于抑制分布电容引起的静电耦合干扰，所述的单片机数字模块包括采样保持电路、A/D变换器、flash存储器、显示报警单元、电源控制电路和按键控制电路，所述显示报警单元包括显示电路和声音报警电路，所述纸电极为自湿润纸电极，所述A/D变换器采用10位8路A/D变换器，所述A/D变换器的采样频率设置为2.5ms定时触发，所述A/D变换器在软件层面做一个采样时钟的类分频处理，每0.5s启动所述导联脱落检测电路进行一次导联脱落判断，所述声音报警电路连接有一个外部蜂鸣器，所述外部蜂鸣器和按键控制电路均设有软定时器，所述软定时器用于控制所述按键控制回路的延迟响应时间以及所述外部蜂鸣器的工作时间，所述flash存储器包括数据读取和数据存储，所述flash存储器连接一服务器，所述数据存储中存储信息包括监护仪状态，所述监护仪状态包括上次关机时间、未发送心电数据段的起始序号以及长度。

所述显示报警单元采用LCD液晶板实现人机交互，所述flash存储器连接有GPRS单元，所述QRS波检出电路中运放U1A和二极管D1构成全波整流器，U1B和U1D构成两个时间峰值不等的峰值检测电路，U1B峰值检测电路和U1D峰值检测电路的放电回路时间常数分别为0.33s和3.5s，电路中有电阻R11和电阻R12，所述电阻R11和所述电阻R12用于分压。

现有心电监护仪中的QRS波检出电路存在缺陷，其为了有效的抑制肌电干扰等信号，消除呼吸引起的基线漂移，采用削减P波和T波的方式，从而突出基波和二次谐波，往往会选择过滤初始心电信号，滤波后的心电信号呈现多峰波群形式，这就导致自动阈值的设定存在难度，一方面阈值设定比较高的话，一个QRS波群的输出发生一次跳变，当心电信号变化幅度大例如室性早搏情况发生时容易发生漏液，另一方面，为避免漏检将阈值设定较低，又容易产生误触发，本发明采用运放U1A、R5、R6、R7以及二极管D1等构成全波整流器，U1B、R8、D2、C1、R9和U1D、R10、D3、C2构成两个时间常数不等峰值检测电路，利用R11、R12的分压，取前一组QRS波的波峰值70％作为后一组QRS波的检出阈值，峰值检测器U1C检出滤波以及整流后的包络信号，将多峰波形转变为单峰波形，一组电波只跳变一次，有限避免漏检和误触发。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。