專利名稱：具有食道調搏刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療電子儀器領域，尤其涉及一種能夠記錄標準十二導聯(lián)人體體表心電信號，并可輸出食道調博刺激脈沖及記錄食道心電信號的心血管疾病診斷儀器。
背景技術：
心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一，心電圖機主要用于對心律失常等心血管疾病的診斷及心臟特殊傳導系統(tǒng)的研究等，是醫(yī)療衛(wèi)生機構最基本的一線診斷工具，廣泛應用于各級各類醫(yī)療醫(yī)院、門診、診所和社區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生機構。
食道心臟調博刺激是心律失常臨床診斷和研究中不可缺少的重要手段之一，在監(jiān)測、記錄人體心電圖進行疾病診斷時，臨床常采用食道調博刺激來誘發(fā)、復制心律失常，以達到診斷實際病況的目的。在進行該類操作時，須另外借助刺激設備來發(fā)送刺激脈沖，同時使用心電圖機和刺激儀兩種儀器，這給臨床醫(yī)師操作帶來了很大不便。而且，醫(yī)院想要開展食道心臟調博刺激技術，就必須購買心電圖機和刺激儀兩種儀器，這也使醫(yī)院的設備采購成本增加。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種具有食道心臟調博刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機，該發(fā)明可采集、處理、分析、顯示、打印、存儲標準十二導聯(lián)體表心電信號和單通道食道心電信號，實現(xiàn)了心電信號數(shù)字化，并可發(fā)送多種程控刺激脈沖來誘發(fā)和復制心律失常。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的包括通過導聯(lián)線采集人體信號的導聯(lián)組合電路、對采集到的信號進行放大處理的心電放大電路、微處理器、打印機、顯示單元、聲光報警單元、鍵盤陣列、存儲單元、通訊接口LAN、實時時鐘模塊、微處理器的主要外圍接口電路、整機電源，心電放大電路輸出心電信號的輸出端與微處理器的中斷端口INT0之間設置有R波感知電路，微處理器的I/O端口2連接有隔離電路，隔離電路與功率放大、電壓放大、電流放大電路連接后，又與刺激脈沖輸出電路相連接。
本發(fā)明通過導聯(lián)線采集來的人體信號，首先進行初級低通濾波，對低通濾波電路的輸出信號進行共模抑制調整，調整后的信號進行初級放大，放大后的信號送入有源50Hz濾波電路，經(jīng)濾波電路后進行后級放大。經(jīng)后級放大電路放大后的信號，進入隔離放大器進行隔離，最后進入微處理器的A/D采樣端口。感知電路其作用是在刺激輸出的時候對R波進行感知，以躲過不應期。感知靈敏度可以程控調節(jié)。感知信號從隔離放大器的輸出端獲取，經(jīng)過放大器的放大，以及低通濾波器濾波后，入電壓比較器，經(jīng)比較器輸出后進入單穩(wěn)態(tài)電路進行脈寬調整后送入微控制器中斷輸入端，為微處理器處理刺激種類提供R波感知信號。通過選擇不同類型的刺激方式，微處理器根據(jù)選擇并配合R波感知從某個管腳上輸出相應的刺激脈沖。刺激脈沖送到三極管Q301的基極，經(jīng)三極管射極輸出到光偶U301隔離輸出到數(shù)字電位器U302，數(shù)字電位器的輸出電壓送給由Q302～Q306構成的功率放大電路中進行放大和升壓(最大輸出電壓為60V)后輸出，然后經(jīng)繼電器JD301和U304～U305輸出刺激脈沖。由U306為核心的保護電路實時控制繼電器JD301，提供短路保護。
微處理器單元由實時時鐘RTC、SDRAM、FLASH、nandFlash、LAN、EEPROM，A/D轉換、通信接口、控制邏輯組成，作為控制核心，其作用是控制心電放大器的增益、時間常數(shù)，進行A/D轉換、數(shù)據(jù)分析、存儲波形數(shù)據(jù)、控制顯示、打印波形數(shù)據(jù)和分析報告、控制刺激種類、控制刺激幅度、控制感知靈敏度、解讀鍵盤編碼、根據(jù)異常情況控制聲光報警、通過LAN接口和外界通訊等，微處理器采用是ARM7核心的S3C44BOX，它本身自帶10位A/D，RTC，看門狗，LCD控制器，多種串行接口，它是32位的嵌入式處理器，有很豐富的資源。應用軟件架構在uCOS/II操作系統(tǒng)上，功能強大，靈活。存儲采用大容量動態(tài)實時存儲(SDRAM)與掉電存儲(FLASH)方式，SDRAM采用HY57V281620，F(xiàn)LASH采用SST39VF320，nandFlash采用K9F5608。通信采用以太網(wǎng)的方式。從心電放大器輸出的信號由微處理器進行A/D轉換，數(shù)據(jù)經(jīng)CPLD后送打印控制器和液晶顯示控制器，由打印控制器和液晶控制器控制波形的顯示和打印，同時微處理器單元進行波形的測量和分析處理等候處理。此外，導聯(lián)脫落信號、缺紙檢測、電池電壓管理和電源的自動關閉等也由微處理器單元管理。打印控制器接受微處理器單元的命令和數(shù)據(jù)，管理打印緩沖區(qū)，產生步進電機和打印頭控制信號，完成波形和信息的打印。鍵盤控制器產生鍵盤掃描信號，完成按鍵防抖動處理，產生按鍵編碼和鍵盤中斷信號，由微處理器單元加以處理。液晶控制器接受來自微處理器單元的數(shù)據(jù)和命令，完成導聯(lián)波形和整機控制狀態(tài)的顯示。通過鍵盤操作來選擇刺激的種類，微處理器根據(jù)R波感知信號，從某個I/O端口發(fā)放相應種類的刺激脈沖，并實時控制刺激輸出脈沖的電壓幅度。為了保證安全性，在鍵盤陣列中刺激停止鍵直接和微處理器的中斷端口連接，確保在最短的時間內停止刺激。R波感知電路中，感知的靈敏度也可以通過鍵盤陣列進行調節(jié)。
整機電源為放大器、微處理器單元、顯示和打印、刺激提供能量。交流電輸入經(jīng)寬帶范圍高精度開關電源變化后輸出一組約20V的直流電壓，為機內可充電池提供穩(wěn)壓限流式充電，同時與電池輸出一起送至交直流切換電路，再經(jīng)開關電源穩(wěn)壓器產生+5V和+24V主電源。
+5V供給實地部分的數(shù)字電路，經(jīng)寬帶斬波產生+3.5V左右電壓供給液晶背光發(fā)生器，經(jīng)負電源發(fā)生器產生-20V電壓為液晶提供負偏壓。+5V正常負載約為750mA，設計容量為2A，限流保護動作為2.5V。
+24V供給打印單元走紙電機和打印頭，其中走紙電機為調寬斬波方式供電，以提高電機的效率。+24V的正常負載為500mA，設計容量為850mA，限流保護動作為1.2A。
浮地部分供電由交直流切換電路的輸出經(jīng)自激式開關電源通過隔離脈沖變壓器產生。產生-5V供給實地部分的模擬電路，浮地部分的數(shù)字電路所需的+5V電源為開關電源的直接穩(wěn)壓輸出，正常負載為150mA，設計容量為300mA。浮地部分的模擬電路所需的+12V和-12V電壓為開關電源的非穩(wěn)壓輸出經(jīng)三端穩(wěn)壓器產生，正常負載為60mA，設計容量為100mA。
為刺激提供能量的電源為恒流源。
本發(fā)明和已有技術相比具有如下優(yōu)點1、將心電圖機、食道心電圖機、食道調博刺激儀通過現(xiàn)代微機技術，利用強大的微處理芯片整合為一體，極大的方便了醫(yī)師的使用。
2、采用數(shù)字信號處理，通過處理器對心電信號進行漂移抑制、交流濾波、肌電濾波、及心率檢測等處理，保證了信號處理的真實性和可靠性。
3、各種異常心電波形和食道心電波形顯示/記錄不失真；可打印出完整清晰的檢查報告，可作為標準十二導聯(lián)心電圖機使用。
4、標準心電采集單元、放大單元和微處理器單元之間運用多種隔離手段，確保安全使用；5、從心電放大單元直接提取標準導聯(lián)信號到感知電路，進一步提高了刺激發(fā)放的準確性。
6、具有常規(guī)心電圖參數(shù)測量、自動分析功能，減輕了臨床醫(yī)生的負擔。
7、采用精密熱點陣方式記錄心電波形，描記波形清晰準確，文字注釋豐富，各種標記齊全，便于臨床診斷和研究。
8、采用寬度為210mm高速熱敏記錄紙描記心電圖，十二導聯(lián)同步采集和記錄，臨床檢查心電圖時效率高、效果好，且經(jīng)濟實用。
9、可直接連接外掛式存儲設備，長時間、大容量地存儲病例信息。
10、異常心電圖自動觸發(fā)機內存儲，存儲異常心電圖前后5s的波形信息，方便醫(yī)師的分析。
11、聲光報警系統(tǒng)及時對導聯(lián)脫落、心電異常、電源錯誤等致命問題進行報警，進一步提高了操作的安全性。
12、具有交直流兩用供電模式，機內安裝專用充電電池、電池充電電路及完善的電池管理和保護系統(tǒng)。
本發(fā)明采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路和MCU，通過實時監(jiān)測十二導聯(lián)心電圖、R波感知和軟件校正提高刺激的準確性和精度，使食道調博術更加方便、安全、可靠。

圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2為本發(fā)明的標準十二導聯(lián)心電前級放大電路圖；圖3為本發(fā)明的標準十二導聯(lián)心電后級放大電路圖；圖4為本發(fā)明的食道調博刺激電路圖；圖5為本發(fā)明的R波感知電路圖；圖6為本發(fā)明的電源原理圖；圖7為本發(fā)明的微處理器外圍主要接口原理具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明包括通過導聯(lián)線采集人體信號的導聯(lián)組合電路、對采集到的信號進行放大處理的心電放大電路、微處理器、打印機、顯示單元、聲光報警單元、鍵盤陣列、存儲單元、通訊接口LAN、實時時鐘模塊、微處理器的主要外圍接口電路、整機電源，心電放大電路輸出心電信號的輸出端與微處理器的中斷端口INT0之間設置有R波感知電路，微處理器的I/O端口2連接有隔離電路，隔離電路與功率放大、電壓放大、電流放大電路連接后，又與刺激脈沖輸出電路相連接。
微處理器通過I/O端口輸出脈沖信號進入隔離電路，信號經(jīng)隔離后輸入功率放大、電壓放大、電流放大電路放大，最后輸入刺激脈沖電路，輸出刺激脈沖。
微處理器通過外圍接口電路的地址總線和數(shù)據(jù)總線，以及I/O端口和中斷口，實現(xiàn)對外通訊和對鍵盤、顯示、報警、打印、存儲及R波感知、刺激輸出控制。
微處理器的外圍接口電路包括地址總線和數(shù)據(jù)總線及nanFLASH ROM、RAM、LAN接口芯片、CPLD芯片、實時時鐘芯片等，各芯片的控制管腳分別連接在微處理器的I/O端口1上。
從心電放大器輸出的信號由微處理器進行A/D轉換，數(shù)據(jù)經(jīng)CPLD后送打印控制器和液晶顯示控制器，由打印控制器和液晶控制器控制波形的顯示和打印，同時微處理器單元進行波形的測量和分析處理等處理。此外，導聯(lián)脫落信號、缺紙檢測、電池電壓管理和電源的自動關閉等也由微處理器單元管理。打印控制器接受微處理器單元的命令和數(shù)據(jù)，管理打印緩沖區(qū)，產生步進電機和打印頭控制信號，完成波形和信息的打印。鍵盤控制器產生鍵盤掃描信號，完成按鍵防抖動處理，產生按鍵編碼和鍵盤中斷信號，由微處理器單元加以處理。液晶控制器接受來自微處理器單元的數(shù)據(jù)和命令，完成導聯(lián)波形和整機控制狀態(tài)的顯示。通過鍵盤操作來選擇刺激的種類，微處理器根據(jù)R波感知信號，從某個I/O端口發(fā)放相應種類的刺激脈沖，并實時控制刺激輸出脈沖的電壓幅度。為了保證安全性，在鍵盤陣列中刺激停止鍵直接和微處理器的中斷端口連接，確保在最短的時間內停止刺激。R波感知電路中，感知的靈敏度也可以通過鍵盤陣列進行調節(jié)。
整機電源為放大器、微處理器單元、顯示和打印、刺激提供能量。交流電輸入經(jīng)寬帶范圍高精度開關電源變化后輸出一組約20V的直流電壓，為機內可充電池提供穩(wěn)壓限流式充電，同時與電池輸出一起送至交直流切換電路，再經(jīng)開關電源穩(wěn)壓器產生+5V和+24V主電源。
+5V供給實地部分的數(shù)字電路，經(jīng)寬帶斬波產生+3.5V左右電壓供給液晶背光發(fā)生器，經(jīng)負電源發(fā)生器產生-20V電壓為液晶提供負偏壓。+5V正常負載約為750mA，設計容量為2A，限流保護動作為2.5V。
+24V供給打印單元走紙電機和打印頭，其中走紙電機為調寬斬波方式供電，以提高電機的效率。+24V的正常負載為500mA，設計容量為850mA，限流保護動作為1.2A。
浮地部分供電由交直流切換電路的輸出經(jīng)自激式開關電源通過隔離脈沖變壓器產生。產生-5V供給實地部分的模擬電路，浮地部分的數(shù)字電路所需的+5V電源為開關電源的直接穩(wěn)壓輸出，正常負載為150mA，設計容量為300mA。浮地部分的模擬電路所需的+12V和-12V電壓為開關電源的非穩(wěn)壓輸出經(jīng)三端穩(wěn)壓器產生，正常負載為60mA，設計容量為100mA。
為刺激提供能量的電源為恒流源。
如圖2所示，在心電前級放大電路中，電阻R101～R109、二極管D101～D118、電容C101～C109和放大器U101A～U105A共同組成心電導聯(lián)組合及緩沖電路，其輸出的L、R、F、V1～V6信號和由電阻R110～R112、放大器U105B組成的公共端點構成標準心電圖差分信號，輸入后級放大電路，由放大器U106、二極管D119～D120、電阻R113～R114、電容C110～C111和電感L101共同構成驅動屏蔽電路，提供驅動屏蔽抑制工頻干擾和肌電干擾，在后級心電放大電路中，由心電前級電路提供的差分信號，首先進入由電阻R201、R202、R216、R217、R203、可變電阻W201、電容C201、放大器U201構成的前級放大、阻抗匹配電路，放大10倍后由放大器U201輸出端輸出，其中改變可變電阻W201可獲得最佳的共模抑制比，電阻R204～R209、電容C202～C205、放大器U202共同構成有源50Hz濾波電路進一步抑制工頻干擾，電阻R210～R213、二極管D201～D202、電解電容E201～E202、電容C206構成高低通濾波電路，電阻R214、放大器U203構成后級放大電路，并提供100倍的放大輩數(shù)，信號由放大器U203輸出端輸出，電容CA201～CA204、放大器U204構成后級信號隔離電路，將人體和大地分開，電阻R215和電容C208構成二級低通濾波電路，輸出信號進入CPU單元提供的AD轉換電路。
接插件CZ601的端點1-9分別與緩沖電路相連接，CZ601的端點10經(jīng)電阻R601接入地，緩沖電路由9個相同的電路組成，其中，在緩沖電路中，電阻R101分別與二極管D101、D102連接，同時還與放大器U101A的輸入端5相連接，構成一路緩沖電路，放大器U101A的輸出端7與其后的標準心電放大電路相對應部分的放大器U201的3端連接，可將心電信號輸入到標準心電放大電路，并以差分模式形成標準I導信號；其他8個緩沖電路結構連接關系和上述連接關系相同，電阻R110～R112和放大器U105B構成一個跟隨器，放大器U101A、U101B和U102A的輸出端分別經(jīng)電阻R110、R111和R112與放大器U105B的3端連接，同時與驅動屏蔽電路中的放大器U106的3端相連接，放大器U105B的輸出端1接入標準心電放大電路中的放大器U201的2端，放大器U106、二極管D119～D120、電阻R113～R114、電容C110～C111和電感L101共同構成驅動屏蔽電路，驅動屏蔽電路經(jīng)電感L101與接插件CZ601導聯(lián)屏蔽層的TO端相連接，為導聯(lián)線提供驅動屏蔽抑制工頻干擾和肌電干擾。
如圖3所示，在心電后級放大電路中，由8組相同的放大電路組成，其中在每個放大電路中均由前級放大電路、有源50Hz濾波電路、高低通濾波電路、后級放大隔離電路、二級低通濾波電路組成，前級放大電路由電阻R201、R202、R216、R217、R203、可變電阻W201、電容C201、放大器U201組成，其中放大器U201的輸出端6與有源50Hz濾波電路相連接，共模抑制比通過可變電阻W201調節(jié)，有源50Hz濾波電路由電阻R204～R209、電容C202～C205和放大器U202構成，用于抑制工頻干擾，放大器U202的輸出端6經(jīng)電阻R210與由電阻R210～R213、二極管D201～D202、電解電容E201～E202和電容C206構成的高低通濾波電路連接之后接入后級放大電路的放大器U203的正負端3和2，后級放大電路由放大器U203和用于控制放大倍數(shù)的電阻R214組成，放大器U203的輸出端6與后邊的后級信號隔離電路的放大器U204的15端相連接，后級隔離電路由電容CA201～CA204和放大器U204構成，放大器U204的9、10端接正負電源，8端接地，輸出端7與電阻R215連接，電容C208和電阻R215構成二級低通濾波電路，濾波后的信號由電阻R215和電容C208的公共連接端輸出，進入CPU單元提供的AD端口。
標準心電后級放大電路注其余心電后級相同，由心電前級電路提供的差分信號，首先進入由電阻R201、R202、R216、R217、R203、可變電阻W201、電容C201、放大器U201構成的前級放大、阻抗匹配電路，并放大10倍后由放大器U201輸出端輸出，其中改變可變電阻W201可獲得最佳的共模抑制比。電阻R204～R209、電容C202～C205、放大器U202共同構成有源50Hz濾波電路進一步抑制工頻干擾。電阻R210～R213、二極管D201～D202、電解電容E201～E202、電容C206構成高低通濾波電路。電阻R214、放大器U203構成后級放大電路，并提供100倍的放大輩數(shù)，信號由放大器U203輸出端輸出。電容CA201～CA204、放大器U204構成后級信號隔離電路，將人體和大地分開，提供高安全系數(shù)的保護。電阻215和電容C208構成二級低通濾波電路。輸出信號進入CPU單元提供的AD(模/數(shù)轉換電路)。
如圖4所示，在刺激脈沖輸出電路中，CPU的I/O口輸出端口與三極管Q301的輸入端相連接，由CPU的I/O口輸出的刺激脈沖進入三極管Q301的輸入端，三極管Q301與隔離電路U301連接，隔離電路U301的輸出端接入數(shù)字電位器U302的3端，數(shù)字電位器接入三極管Q302~Q306構成的功率放大電路，然后經(jīng)繼電器JD301與繼電器U304、U305連接，以放大器U306為核心的保護電路控制繼電器JD301，微處理器I/O端口與電位器U302的7、1、2端相接，分別輸出控制信號GPC0、GPC1、GPC2信號，控制電位器U302。
在刺激脈沖輸出電路中，由CPU單元產生的脈沖送到三極管Q301的基極，經(jīng)三極管射極輸出到光偶U301隔離輸出到數(shù)字電位器U302，數(shù)字電位器的輸出電壓送給由三極管Q302～Q306構成的功率放大電路中進行放大和升壓(最大輸出電壓為60V)后輸出，然后經(jīng)繼電器JD301和U304～U305輸出刺激脈沖。由放大器U306為核心的保護電路實時控制繼電器JD301，提供短路保護。
如圖5所示，在R波感知電路中，標準II導聯(lián)信號首先經(jīng)過由電容C401和電阻R401構成的高通濾波器濾波和由電阻R402、R403和放大器U401構成的放大電路放大后進入由電阻R404、R405、R407、R408、電容C402、C403、C404、C405、放大器U401B、可變電阻W401共同構成的有源50Hz濾波電路，經(jīng)過50Hz濾波后，信號進入由電阻R409、R410、R411、R412、R413、R414、R415、二極管D401~D404、放大器U402、U403A構成的波形整形電路對信號進行必要的整形。整形后的波形，通過放大器U404模擬開關，進入由電阻R416、R417、R418、R419、R420、R421、電容C406、放大器U403B、U405A構成的電壓比較器，比較器輸出信號進入放大器U406單穩(wěn)態(tài)整形電路，將R波整形為TTL電平的脈沖，放大器U406輸出信號進入微處理器的中斷端口，同時驅動蜂鳴器和發(fā)光二極管，指示R波。
在R波感知電路中，心電放大器隔離芯片的輸出端與R波感知電路的電容C401相連接，R波感知電路由高通濾波器、放大電路、有源濾波電路、波形整形電路、電壓比較器、單穩(wěn)態(tài)整形電路及模擬開關組成，高通濾波器由電容C401和電阻R401構成，其輸出端與放大電路中放大器U401A的輸入端3和2連接，放大電路由電阻R402、R403和放大器U401A組成，放大器U401A的輸出端1與有源50Hz濾波電路的電阻R404連接，有源50Hz濾波電路由電阻R404、R405、R407、R408和電容C402、C403、C404、C405及放大器U401B、電阻W401共同構成，濾波電路中放大器U401B的輸出端7經(jīng)電阻R409與其后的波形整形電路相連接，波形整形電路由電阻R409、R410、R411、R412、R413、R414、R415，二極管D401~D404和放大器U402、U403A構成，整形電路經(jīng)模擬開關U404A和放大器U405A的輸入端2與其后的電壓比較器相連接，電壓比較器由電阻R416、R417、R418、R419、R420、R421，電容C406和放大器U403B、U405A構成，電壓比較器通過電阻R421與以放大器U406A、U406B為核心的單穩(wěn)態(tài)整形電路連接，單穩(wěn)態(tài)整形電路用于將R波整形為TTL電平的脈沖，放大器U406輸出信號經(jīng)FEEL OUT端口輸出，進入微處理器的中斷端口，同時驅動蜂鳴器和發(fā)光二極管，指示R波。
從心電放大器的隔離芯片的輸出端，提取標準II導聯(lián)信號到R波感知電路的輸入端，首先經(jīng)過由電容C401和電阻R401構成的高通濾波器后，由電阻R402、R403和放大器U401構成的放大電路放大后進入由電阻R404、R405、R407、R408、電容C402、C403、C404、C405、放大器U401B、電阻W401共同構成的有源50Hz濾波電路，經(jīng)過50Hz濾波后，信號進入由電阻R409、R410、R411、R412、R413、R414、R415、二極管D401~D404、放大器U402、U403A構成的波形整形電路對信號進行必要的整形。整形后的波形，通過放大器U404模擬開關，進入由電阻R416、R417、R418、R419、R420、R421、電容C406、放大器U403B、U405A構成的電壓比較器，比較器輸出信號進入放大器U406單穩(wěn)態(tài)整形電路，將R波整形為TTL電平的脈沖，放大器U406輸出信號進入微處理器的中斷端口，同時驅動蜂鳴器和發(fā)光二極管，指示R波。
如圖6所示，整機電源為放大器、微處理器單元、顯示和打印、刺激提供能量。交流電輸入經(jīng)寬帶范圍高精度開關電源和充電電路連接，為電池進行充電同，另外通過邏輯開關連接到三個DC-DC變換，分別為刺激脈沖放大單元、心電放大單元、微處理器單元/顯示/打印單元供電。另外通過鍵盤連接邏輯開關，控制電源的狀態(tài)。
整機電源為放大器、微處理器單元、顯示和打印、刺激提供能量。交流電輸入經(jīng)寬帶范圍高精度開關電源變化后輸出一組約20V的直流電壓，為機內可充電池提供穩(wěn)壓限流式充電，同時與電池輸出一起送至交直流切換電路，再經(jīng)開關電源穩(wěn)壓器產生+5V和+24V主電源。+5V供給實地部分的數(shù)字電路，經(jīng)寬帶斬波產生+3.5V左右電壓供給液晶背光發(fā)生器，經(jīng)負電源發(fā)生器產生-20V電壓為液晶提供負偏壓。+5V正常負載約為750mA，設計容量為2A，限流保護動作為2.5V。+24V供給打印單元走紙電機和打印頭，其中走紙電機為調寬斬波方式供電，以提高電機的效率。+24V的正常負載為500mA，設計容量為850mA，限流保護動作為1.2A。浮地部分供電由交直流切換電路的輸出經(jīng)自激式開關電源通過隔離脈沖變壓器產生。產生-5V供給實地部分的模擬電路，浮地部分的數(shù)字電路所需的+5V電源為開關電源的直接穩(wěn)壓輸出，正常負載為150mA，設計容量為300mA。浮地部分的模擬電路所需的+12V和-12V電壓為開關電源的非穩(wěn)壓輸出經(jīng)三端穩(wěn)壓器產生，正常負載為60mA，設計容量為100mA。為刺激提供能量的電源為恒流源。
如圖7所示，在微處理器的主要外圍接口電路中，微處理器的地址總線和數(shù)據(jù)總線分別和nanFLASH ROM、RAM、LAN接口芯片、CPLD芯片、實時時鐘芯片的數(shù)據(jù)和地址總線連接，各芯片的控制管腳分別連接在微處理器的I/O端口上，鍵盤陣列中“刺激停止”鍵和R波感知電路的輸出分別和微處理器的兩個中斷端口連接，體表心電放大電路的輸出和微處理器的A/D端口連接，刺激脈沖從微處理器的I/O端口輸出，控制信號CS2、INC、U/C分別和數(shù)字電位器連接，用于控制刺激脈沖的功率大小。
權利要求
1.一種具有食道調搏刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機，包括通過導聯(lián)線采集人體信號的導聯(lián)組合電路、對采集到的信號進行放大處理的心電放大電路、微處理器、打印機、顯示單元、聲光報警單元、鍵盤陣列、存儲單元、通訊接口LAN、實時時鐘模塊、微處理器的主要外圍接口電路、整機電源，其特征在于a、心電放大電路輸出心電信號的輸出端與微處理器的中斷端口INTO之間設置R波感知電路。b、微處理器的I/O端口2連接有隔離電路，隔離電路與功率放大、電壓放大、電流放大電路連接后，又與刺激脈沖輸出電路相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種具有食道調搏刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機，其特征在于心電放大電路包括前級心電放大電路和后級心電放大電路，在前級心電放大電路中，電阻R101～R109、二極管D101～D118、電容C101～C109和放大器U101A～U105A共同組成心電導聯(lián)組合及緩沖電路，其輸出的L、R、F、V1～V6信號和由電阻R110～R112、放大器U105B組成的公共端點構成標準心電圖差分信號，輸入后級放大電路，由放大器U106、二極管D119～D120、電阻R113～R114、電容C110～C111和電感L101共同構成驅動屏蔽電路，提供驅動屏蔽抑制工頻干擾和肌電干擾，在后級心電放大電路中，由心電前級電路提供的差分信號，首先進入由電阻R201、R202、R216、R217、R203、可變電阻W201、電容C201、放大器U201構成的前級放大、阻抗匹配電路，放大10倍后由放大器U201輸出端輸出，其中改變可變電阻W201可獲得最佳的共模抑制比，電阻R204～R209、電容C202～C205、放大器U202共同構成有源50Hz濾波電路進一步抑制工頻干擾，電阻R210～R213、二極管D201～D202、電解電容E201～E202、電容C206構成高低通濾波電路，電阻R214、放大器U203構成后級放大電路，并提供100倍的放大輩數(shù)，信號由放大器U203輸出端輸出，電容CA201～CA204、放大器U204構成后級信號隔離電路，將人體和大地分開，電阻R215和電容C208構成二級低通濾波電路，輸出信號進入CPU單元提供的AD轉換電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種具有食道調搏刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機，其特征在于刺激脈沖輸出電路由三極管Q301、光偶U301、數(shù)字電位器U302、繼電器、功率放大電路三極管Q302-Q306和保護電路組成，由CPU單元產生的脈沖送到三極管Q301的基極，經(jīng)三極管射極輸出到光偶U301隔離輸出到數(shù)字電位器U302，數(shù)字電位器的輸出電壓送給由Q302～Q306構成的功率放大電路中進行放大和升壓后輸出，然后經(jīng)繼電器JD301和繼電器U304～U305輸出刺激脈沖，由放大器U306為核心的保護電路實時控制繼電器JD301，提供短路保護。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種具有食道調搏刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機，其特征在于在R波感知電路中，標準導聯(lián)信號首先經(jīng)過由電容C401和電阻R401構成的高通濾波器濾波和由電阻R402、R403和放大器U401構成的放大電路放大后進入由電阻R404、R405、R407、R408、電容C402、C403、C404、C405、放大器U401B、可變電阻W401共同構成的有源50Hz濾波電路，經(jīng)過50Hz濾波后，信號進入由電阻R409、R410、R411、R412、R413、R414、R415、二極管D401~D404、放大器U402、U403A構成的波形整形電路對信號進行必要的整形。整形后的波形，通過放大器U404模擬開關，進入由電阻R416、R417、R418、R419、R420、R421、電容C406、放大器U403B、U405A構成的電壓比較器，比較器輸出信號進入放大器U406單穩(wěn)態(tài)整形電路，將R波整形為TTL電平的脈沖，放大器U406輸出信號進入微處理器的中斷端口，同時驅動蜂鳴器和發(fā)光二極管，指示R波。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種具有食道調搏刺激功能的數(shù)字式十二道心電圖機，其特征在于在微處理器的主要外圍接口電路中，微處理器的地址總線和數(shù)據(jù)總線，分別和接口芯片nanFLASH ROM、RAM、LAN、芯片CPLD、實時時鐘芯片的數(shù)據(jù)和地址總線連接，各芯片的控制管腳分別連接在微處理器的I/O端口上，鍵盤陣列中“刺激停止”鍵和R波感知電路的輸出分別和微處理器的兩個中斷端口連接，體表心電放大電路的輸出和微處理器的A/D端口連接，刺激脈沖從微處理器的I/O端口輸出，控制信號CS2、INC、U/C分別和數(shù)字電位器連接控制刺激脈沖的功率大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能記錄標準十二導聯(lián)人體體表心電信號并輸出食道調搏刺激脈沖及記錄食道心電信號的心血管疾病診斷儀器，包括導聯(lián)組合電路、心電放大電路、微處理器、打印機、顯示單元、聲光報警單元、鍵盤陣列、存儲單元、通訊接口LAN、實時時鐘模塊、微處理器外圍接口電路、整機電源，心電放大電路輸出心電信號的輸出端與微處理器中斷端口INTO之間設有R波感知電路，微處理器的I/O端口2連有隔離電路，隔離電路與功率放大、電壓放大、電流放大電路連接后又與刺激脈沖輸出電路相連，可采集、處理、分析、顯示、打印、存儲標準十二導聯(lián)體表心電信號和單通道食道心電信號，實現(xiàn)了心電信號數(shù)字化，并可發(fā)送多種程控刺激脈沖來誘發(fā)和復制心律失常，具有方便、安全、可靠、準確的優(yōu)點。
文檔編號A61B5/0402GK1660011SQ20041001033
公開日2005年8月31日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權日2004年6月11日
發(fā)明者陳廣元, 夏振宏, 鄭偉, 李強, 劉文敬 申請人:河南華南醫(yī)電科技有限公司