一種數據采集卡智能心電圖的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種數據采集卡智能心電圖機，涉及醫療器械領域。其包括，采集電路、降噪電路、信號處理電路和處理器，其關鍵在于，所述采集電路信號輸出端連接降噪電路信號輸入端，所述降噪電路信號輸出端連接信號處理電路信號輸入端，所述信號處理電路信號輸出端連接處理器，由處理器對輸入的信號進行處理。
【專利說明】—種數據采集卡智能心電圖機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能心電圖機領域，尤其涉及一種數據采集卡智能心電圖機。
【背景技術】
[0002]心臟病是一種常見的嚴重危害人們健康和生命的疾病，具有突發性和偶發性。檢測心臟的儀器需要穩定性和專業性，而醫院使用的心電圖機，在心電圖機周圍有很多的干擾源，造成檢測數據不穩定和不準確的問題。正是因為心電圖機具有數字存儲功能和多種信號輸出方式，這需要相應的采集卡采集心臟數據，但是采集數據的穩定性和準確性屬于本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種數據采集卡智能心電圖機。
[0004]為了實現本實用新型的上述目的，本實用新型提供了 一種數據采集卡智能心電圖機，包括，采集電路、降噪電路、信號處理電路和處理器，其關鍵在于，所述采集電路信號輸出端連接降噪電路信號輸入端，所述降噪電路信號輸出端連接信號處理電路信號輸入端，所述信號處理電路信號輸出端連接處理器，由處理器對輸入的信號進行處理。
[0005]上述技術方案的有益效果為:通過采集電路和降噪電路的協同配合，更好的采集人體心臟數據，準確得出心電數據結果，所述降噪電路更好的抵抗干擾信號。
[0006]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述信號處理電路包括，輸入緩沖和導聯網絡、差分放大器和第一光電耦合器，所述降噪電路信號輸出端連接輸入緩沖和導聯網絡信號輸入端，所述輸入緩沖和導聯網絡信號輸出端連接差分放大器信號輸入端，所述差分放大器信號輸出端連接第一光電I禹合器信號輸入端，所述第一光電I禹合器信號輸出端連接處理器。
[0007]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述信號處理電路還包括:封閉電路低通抗混疊電路，所述封閉電路低通抗混疊電路連接于差分放大器和光電耦合器之間。
[0008]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述采集電路包括第一采集電路和第二采集電路，所述第一采集電路和第二采集電路共同連接降噪電路，將第一采集電路和第二采集電路接收到的信號進行降噪處理。
[0009]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述采集電路分別包括采集電極和接地電極，所述采集電極連接被測人體接收身體采樣數據，接地電極接地。
[0010]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:還包括采樣電阻和精密檢波器，所述采集電阻連接精密檢波器，所述采樣電極的連線端分成兩路，一路經采樣電阻連接交流激勵源的信號輸出端，另一路與信號處理電路的信號輸入端連接；所述精密檢波器連接降噪電路。
[0011]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:還包括，導聯脫落檢測電路和第二光電耦合器，所述導聯脫落檢測電路分別連接差分放大器和光電耦合器，所述光電耦合器連接處理器。
[0012]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:還包括，DC/DC隔離電路、所述DC/DC隔離電路連接處理器。
[0013]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述處理器為DSP處理器或FPGA。
[0014]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述降噪電路包括，第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管，所述第二電容一端連接電壓端，所述第二電容另一端分別連接第一電阻、第一電容和第四電容一端，所述第一電阻另一端接地，所述第一電容另一端接第二電阻一端，所述第二電阻另一端分別連接第一晶體管負極和第四電容另一端，所述第一晶體管正極接地，所述第三電容一端連接電壓端正極，所述第三電容另一端接地，所述第五電容一端連接電壓端負極，所述第無電容另一端接地，所述第一晶體管輸出端接第三電阻一端，所述第三電阻另一端分別連接第四電阻、第五電阻和第六電容一端，所述第五電阻另一端連接第七電容一端，所述第四電阻另一端連接第二晶體管負極，所述第六電容另一端接地，所述第二晶體管正極接地，所述第二晶體管輸出端連接第六電阻，所述第六電阻另一端分別連接第七電阻、第八電阻和第八電容一端，所述第七電阻另一端連接第九電容一端，所述第八電阻另一端連接第三晶體管負極，所述第八電容另一端接地，所述第三晶體管正極接地，所述第三晶體管輸出端連接電壓輸出端。
[0015]上述技術方案的有益效果為:通過濾波電路進行降噪處理之后的信號更加穩定清晰。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0017]本實用新型通過多個采集電路和降噪電路對患者的心臟數據進行穩定的、全方位的檢測，其采樣數據保證客觀真實，尤其經過降噪處理之后的信號，所述心電圖機不會受到周圍設備或者其他電信號的影響；
[0018]通過濾波電路進行降噪處理之后的信號更加穩定清晰。
[0019]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1是本實用新型的數據采集卡智能心電圖機示意圖；
[0022]圖2是本實用新型的數據采集卡智能心電圖機采集電路示意圖；
[0023]圖3是本實用新型的數據采集卡智能心電圖機降噪電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0025]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附
圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0026]在本實用新型的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0027]如圖1所示，本實用新型提供了一種數據采集卡智能心電圖機，包括，采集電路、降噪電路、信號處理電路和處理器，其關鍵在于，所述采集電路信號輸出端連接降噪電路信號輸入端，所述降噪電路信號輸出端連接信號處理電路信號輸入端，所述信號處理電路信號輸出端連接處理器，由處理器對輸入的信號進行處理。
[0028]上述技術方案的有益效果為:通過采集電路和降噪電路的協同配合，更好的采集人體心臟數據，準確得出心電數據結果，所述降噪電路更好的抵抗干擾信號。
[0029]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述信號處理電路包括，輸入緩沖和導聯網絡、差分放大器和第一光電耦合器，所述降噪電路信號輸出端連接輸入緩沖和導聯網絡信號輸入端，所述輸入緩沖和導聯網絡信號輸出端連接差分放大器信號輸入端，所述差分放大器信號輸出端連接第一光電I禹合器信號輸入端，所述第一光電I禹合器信號輸出端連接處理器。
[0030]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述信號處理電路還包括:封閉電路低通抗混疊電路，所述封閉電路低通抗混疊電路連接于差分放大器和光電耦合器之間。
[0031]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述采集電路包括第一采集電路和第二采集電路，所述第一采集電路和第二采集電路共同連接降噪電路，將第一采集電路和第二采集電路接收到的信號進行降噪處理。
[0032]如圖2所示，第一采集電路和第二采集電路用于輸出的單位時間內被測人體心臟搏動所引起的人體阻抗變化的脈動次數；第一采集電路和第二采集電路都分別包括采集電極和接地電極，其中第一采集電路的采集電極和接地電極分別與被測人體胸口部位相連，接地電極的連線端接地，采集電極的連線端分成兩路，一路經采樣電阻連接交流激勵源的信號輸出端，另一路與信號處理電路的信號輸入端連接；所述信號處理電路的信號輸出端連接降噪電路。
[0033]所述信號處理電路包括順序單向連接的輸入緩沖和導聯網絡、差分放大器、封閉電路低通抗混疊電路和光電耦合器，所述光電耦合器的信號輸出端連接單片機處理器。
[0034]其中單片機處理器包括數字信號處理器DSP或現場可編程門陣列FPGA等。具體來說，DSP從第一采集電路和第二采集電路接收電信號，用于調節并對該電信號進行采樣以產生條件信號，DSP被配置為以不同的采樣率對原始模擬心臟信號進行采樣。
[0035]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述采集電路分別包括采集電極和接地電極，所述采集電極連接被測人體接收身體采樣數據，接地電極接地。
[0036]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:還包括采樣電阻和精密檢波器，所述采集電阻連接精密檢波器，所述采樣電極的連線端分成兩路，一路經采樣電阻連接交流激勵源的信號輸出端，另一路與信號處理電路的信號輸入端連接；所述精密檢波器連接降噪電路。
[0037]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:還包括，導聯脫落檢測電路和第二光電耦合器，所述導聯脫落檢測電路分別連接差分放大器和光電耦合器，所述光電耦合器連接處理器。
[0038]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:還包括，DC/DC隔離電路、所述DC/DC隔離電路連接處理器。
[0039]所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述處理器為DSP處理器或FPGA。
[0040]如圖3所示，所述的數據采集卡智能心電圖機，優選的:所述降噪電路包括，第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管，所述第二電容一端連接電壓端，所述第二電容另一端分別連接第一電阻、第一電容和第四電容一端，所述第一電阻另一端接地，所述第一電容另一端接第二電阻一端，所述第二電阻另一端分別連接第一晶體管負極和第四電容另一端，所述第一晶體管正極接地，所述第三電容一端連接電壓端正極，所述第三電容另一端接地，所述第五電容一端連接電壓端負極，所述第無電容另一端接地，所述第一晶體管輸出端接第三電阻一端，所述第三電阻另一端分別連接第四電阻、第五電阻和第六電容一端，所述第五電阻另一端連接第七電容一端，所述第四電阻另一端連接第二晶體管負極，所述第六電容另一端接地，所述第二晶體管正極接地，所述第二晶體管輸出端連接第六電阻，所述第六電阻另一端分別連接第七電阻、第八電阻和第八電容一端，所述第七電阻另一端連接第九電容一端，所述第八電阻另一端連接第三晶體管負極，所述第八電容另一端接地，所述第三晶體管正極接地，所述第三晶體管輸出端連接電壓輸出端。
[0041]上述技術方案的有益效果為:通過濾波電路進行降噪處理之后的信號更加穩定清晰。
[0042]所述處理器中各個電路之間的鏈接關系為:所述高速晶振的一端與I/O轉換電路進行單向鏈接連接，所述濾波電路的一端與I/o轉換電路進行單向鏈接連接，所述I/O轉換電路分別與控制電路和采集電路進行雙向連接，所述控制電路和所述采集電路之間為雙向連接微小信號采集卡，其特殊之處在于:包括功能切換電路、電流源電路、信號調理電路、電流采樣電路、信號采集處理電路以及通訊接口電路，所述功能切換電路的一端連接有端子H1、接地端子L、端子HS、端子LS、端子1、電流源電路以及電流采樣電路，所述功能切換電路的另一端依次與信號調理電路、信號采集處理電路和通訊接口電路連接，所述端子H1、接地端子L形成電壓采集端，所述端子HS和端子LS形成電阻采集端，所述接地端子L和端子I形成電流采集端和電流源輸出端，所述電流源電路經過功能切換電路向電阻采集端處的被測電阻提供恒流源激勵；所述電流采樣電路經過功能切換電路采集流經電流采集端的被測電流，所述信號調理電路經過功能切換電路將被測電阻、電流轉化為電壓信號，并傳輸給信號調理電路進行信號放大或衰減處理。
[0043]上述功能切換電路包括開關K1、開關K2、開關K3以及四選一模擬開關K4，所述開關K2的一端與端子HI連接，所述開關K2的另一端分兩路，一路經過開關Kl與電流源電路連接，另一路與四選一模擬開關K4的觸點A連接，端子I經過開關K3、電流采樣電路后與四選一模擬開關K4的觸點B連接，端子HS與四選一模擬開關K4的觸點C連接，端子LS與四選一模擬開關K4的觸點D連接，四選一模擬開關K4的觸頭與信號調理電路連接。上述電流源電路包括鉗位電路、限流電路，檔位選擇開關J1-J14，反饋輸出電路，所述限流電路包括限流電阻R4-R10，所述限流電阻R4-R10 —端并聯。
[0044]所述鉗位電路包括第一運算放大器U1B、場效應管Q1、穩壓二極管D2、電阻R1、電阻R2，所述反饋輸出電路包括第二運算放大器U1A、穩壓二極管Dl以及電阻R3，所述第一運算放大器UlB的正極接5V電源，所述第一運算放大器UlB的負極通過電阻R2接地，所述第一運算放大器UlB的輸出端接場效應管Ql的柵極，所述場效應管Ql的源極接電阻R2，所述場效應管Ql的漏極分兩路，一路與電阻Rl的一端連接，另一路與第二運算放大器UlA的正極連接，所述電阻Rl的另一端分兩路，一路通過穩壓二極管D2與電源連接，另一端與限流電路的一端連接，所述限流電路的電阻R4的另一端分兩路，一路通過檔位選擇開關Jl與第二運算放大器UlA的負極連接，另一路通過檔位選擇開關J8與場效應管Q2的漏極連接，所述限流電路的電阻R5-R10的另一端的連接方式與電阻R4相同，所述第二運算放大器UlA的輸出端通過穩壓二極管Dl與電阻R3的一端連接，所述場效應管Q2的柵極與電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與電源連接。
[0045]上述信號調理電路包括第三運算放大器U1C、第四運算放大器U1D、第五運算放大器U1E、第六運算放大器U1F、電阻R11-R19以及電阻Rref，所述第三運算放大器的負極接地，所述第三運算放大器的正極、電阻Rref的一端以及電阻R12的一端連接，所述第三運算放大器的輸出端、電阻R12的另一端以及電阻R14的一端連接，所述第四運算放大器UlD的負極、電阻Rll以及電阻Rref的另一端連接，所述第四運算放大器UlD的輸出端、電阻Rll的另一端以及電阻R13的一端連接，第四運算放大器UlD的正極接VIN，所述電阻R14的另一端、第五運算放大器UlE的負極、電阻R15的一端連接，所述電阻R13的另一端、第五運算放大器UlE的正極以及電阻R16的一端以及電阻R19的一端連接，所述第五運算放大器UlE的輸出端、電阻R15的另一端、電阻R17的一端以及電阻R18的一端連接，所述電阻R18的另一端作為輸出電源的負極，所述電阻R17的另一端、電阻R16的另一端、第六運算放大器UlF的負極連接，所述電阻R19的另一端和第六運算放大器UlF的輸出端作為輸出電源的正極，第六運算放大器UlF的正極接差分輸出公模電壓VREF。
[0046]上述電流采樣電路包括穩壓二極管D3-D6、第七運算放大器UlG以及采樣電阻R0，所述采樣電阻RO的一端、穩壓二極管D6的陽極以及穩壓二極管D4的陰極均接地，所述采樣電阻RO的另一端、穩壓二極管D5的陰極和穩壓二極管D3的陽極均與第七運算放大器UlG的正極連接，所述穩壓二極管D3的陰極、穩壓二極管D4的陽極、穩壓二極管D5的陽極和穩壓二極管D6的陰極均與第七運算放大器UlG的負極連接，所述第七運算放大器UlG的輸出端與第七運算放大器UlG的負極連接；所述第七運算放大器UlG的正極作為電流采樣電路的采樣端，所述第七運算放大器UlG的輸出端作為電流采樣電路的輸出端，所述第七運算放大器UlG的正極與功能切換電路連接。[0047]上述通訊接口電路為RS232、RS485、USB或以太網數字接口。
[0048]本實用新型所具有的優點:
[0049]1、本實用新型通過多個采集電路和降噪電路對患者的心臟數據進行穩定的、全方位的檢測，其采樣數據保證客觀真實，尤其經過降噪處理之后的信號，所述心電圖機不會受到周圍設備或者其他電信號的影響。
[0050]2、本實用新型在對微小電阻測量時，電流源具有從500nA?IA共9個檔位的輸出能力，電阻測量范圍從10微歐姆?IOM歐姆，測量的精度高。信號調理電路采用改進的儀表放大電路，大大減小了模擬開關導通電阻對于增益的影響。優化的電流采樣電路，減小漏電流對采集精度的影響，電流測量范圍從IOnA?3A。
[0051]2、本實用新型實現對于常規信號(電阻、電壓、電流)的高精度測量，具有高動態范圍，提供對于微歐、納安及納伏信號的采集、測量功能。可適用性強，可與任何滿足配置要求的電腦相連，實現心電圖功能；即插即用，與電腦相連之后自動啟動內置于導聯線式心電圖機的心電軟件，無需手動安裝，操作非常簡便；所采集分析的心電數據存儲于導聯線式心電圖機之上，既能夠有效保存所采集的心電數據，又不會對臨時使用的電腦造成任何數據垃圾。只要將所述心電圖機與任何一個可用的普通電腦(既可以是臺式。也可以是手提)相連，就能夠實現心電信號的采集、處理、分析、顯示、打印等全部功能。
[0052]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0053]盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種數據采集卡智能心電圖機，包括，采集電路、降噪電路、信號處理電路和處理器，其特征在于，所述采集電路信號輸出端連接降噪電路信號輸入端，所述降噪電路信號輸出端連接信號處理電路信號輸入端，所述信號處理電路信號輸出端連接處理器，由處理器對輸入的信號進行處理。
2.根據權利要求1所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:所述信號處理電路包括，輸入緩沖和導聯網絡、差分放大器和第一光電耦合器，所述降噪電路信號輸出端連接輸入緩沖和導聯網絡信號輸入端，所述輸入緩沖和導聯網絡信號輸出端連接差分放大器信號輸入端，所述差分放大器信號輸出端連接第一光電稱合器信號輸入端，所述第一光電率禹合器信號輸出端連接處理器。
3.根據權利要求2所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:所述信號處理電路還包括:封閉電路低通抗混疊電路，所述封閉電路低通抗混疊電路連接于差分放大器和光電率禹合器之間。
4.根據權利要求1所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:所述采集電路包括第一采集電路和第二采集電路，所述第一采集電路和第二采集電路共同連接降噪電路，將第一采集電路和第二采集電路接收到的信號進行降噪處理。
5.根據權利要求1或4所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:所述采集電路分別包括采集電極和接地電極，所述采集電極連接被測人體接收身體采樣數據，接地電極接地。
6.根據權利要求5所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:還包括采樣電阻和精密檢波器，所述采集電阻連接精密檢波器，所述采樣電極的連線端分成兩路，一路經采樣電阻連接交流激勵源的信號輸出端，另一路與信號處理電路的信號輸入端連接；所述精密檢波器連接降噪電路。
7.根據權利要求2所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:還包括，導聯脫落檢測電路和第二光電耦合器， 所述導聯脫落檢測電路分別連接差分放大器和光電耦合器，所述光電耦合器連接處理器。
8.根據權利要求1所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:還包括，DC/DC隔離電路、所述DC/DC隔離電路連接處理器。
9.根據權利要求1所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:所述處理器為DSP處理器或FPGA。
10.根據權利要求1所述的數據采集卡智能心電圖機，其特征在于:所述降噪電路包括，第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管，所述第二電容一端連接電壓端，所述第二電容另一端分別連接第一電阻、第一電容和第四電容一端，所述第一電阻另一端接地，所述第一電容另一端接第二電阻一端，所述第二電阻另一端分別連接第一晶體管負極和第四電容另一端，所述第一晶體管正極接地，所述第三電容一端連接電壓端正極，所述第三電容另一端接地，所述第五電容一端連接電壓端負極，所述第無電容另一端接地，所述第一晶體管輸出端接第三電阻一端，所述第三電阻另一端分別連接第四電阻、第五電阻和第六電容一端，所述第五電阻另一端連接第七電容一端，所述第四電阻另一端連接第二晶體管負極，所述第六電容另一端接地，所述第二晶體管正極接地，所述第二晶體管輸出端連接第六電阻，所述第六電阻另一端分別連接第七電阻、第八電阻和第八電容一端，所述第七電阻另一端連接第九電容一端，所述第八電阻另一端連接第三晶體管負極，所述第八電容另一端接地，所述第三晶體管正極接地，所述第三晶體管輸出端連接電壓輸出端。
【文檔編號】A61B5/0402GK203634155SQ201320723385
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】潘燕, 童俊平, 金熙偉, 李恒光, 趙運勇 申請人:重慶華齡軟匯科技有限公司