專利名稱：計算機多通道動態心電心率測定分析儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量和記錄心電心率的儀器，特別是適用計算機進行多通道動態心電心率測定分析儀。
現有技術對心電心率的測量，是采用帶有探頭的心電圖機進行的，其工作方式是，將探頭置于肢體或軀體的一定部位，通過導線將探頭接收到的心電心率信號輸入到心電圖機，經過處理，把心電心率信號轉換成機械信號，并將其記錄下來，這就是心電圖，隨后由人工根據記錄的心電圖測算出心率。由于該機是通過有線方式進行測量，一般無法獲得人的動態心電圖，同時靠人工測算心率誤差大，不及時，而且心電圖機結構復雜，又不能自行進行數據處理，比較分析。日本的PU-701、DE-2000型手表式脈率計以及其它國家的某些“數字心跳儀”具有體積小，測試靈敏，能隨時進行動態測量的優點，但也有不足，如日本的產品只能自控，不能它控，而數字心跳儀對測得的心率信號不能進行模擬轉換和用計算機處理，它們的抗干擾能力差，不能進行心率遙測。
本發明的目的就是針對上述不足，提供一種同時對多人進行心電心率動態進行測定、記錄和數據統計處理的計算機多通道動態心電心率測定分析儀。
本發明的技術解決方案是，采用心電心率發射器，把拾取的人體心電心率信號，經過二次調頻，調制成一定頻率的無線電波向外發射，心電心率信號接收機收到該信號經過第一次解調后，傳送到心電心率信號解調器，進行第二次解調，又經過濾波器，得到一個較清晰的心電心率模擬信號，該信號輸入到計算機接口電路的模數轉換器后，經轉換得到的數字信號輸入到計算機處理器，用計算機存儲、打印和顯示各路心電圖，進行心率統計計算，繪制心率曲線。
本發明的優點是，可以對多人(或動物)進行實時動態心電、心率的無線遙測，解決了長期以來不能動態遙測心電圖的難題，突破了用機械方法繪制心電圖的模式，大大縮短了采集信息的時間，提高了抗干擾的能力，從而迅速準確地用計算機繪制出心電圖和心率曲線，可同時對25人(或動物)進行監測。它應用的功耗低的直流電源，使整套儀器完全擺脫對交流電的依賴，具有機動靈活、適用范圍廣的特點。本儀器大量采用集成電路，縮小了儀器的體積，降低了成本，提高了可靠性。它在運動遙測、醫療監護、航天和潛水、特殊環境的勞動保護和動物考察等領域都具有較高的實用價值。


圖1，本發明的系統方框圖。
圖2，本發明的心電心率發射器原理圖。
圖3，本發明的心電心率信號解調器、濾波器的原理圖。
圖4，本發明具有八個通道時的計算機接口電路原理圖。
圖5，計算機程序框圖。
下面結合附圖，本發明的實施例。
圖1，本發明由心電心率發射器、心電心率接收機、心電心率信號解調器、濾波器、計算機接口和計算機五部分組成。
圖2，電極拾取被測試者心電心率信號，通過A、B兩點，送往由集成電路芯片CD1、電阻R2、R3和電容C2、C3組成的運算放大器，經放大1000倍后，送往由CD2芯片、電容C4和電阻R4組成的壓控振蕩器，利用心電心率信號控制調頻輸出，實現副載波。被心電心率信號調制的音頻調頻信號，經過R5被送往由晶體管T、電容C9、C10、電阻R7、R8、R9、和電感L1和L2組成的超高頻振蕩器進行第二次調頻，這時，載波信號頻率可在88～108兆赫中按需要調制。這樣，經過兩次調頻的信號經線圈L1向外輻射。該發射器電源用鈕扣電池串聯成7～9V的直流電源。
圖3，當經過兩次調頻處理含有心電心率信號的無線電波被調頻接收機收到后，接收機里的解調電路進行第一次解調，解調后信號在接收機的輸出端經傳輸電容C1，被送到由CD3芯片、電阻R1、R2、R3、R4、R5和電容C2、C3組成的心電心率信號解調器中，進行第二次解調，從而解調出原心電心率信號、調整C3、R3(或用電子開關變換C3和R3的數值)，就可對具有不同頻率的副載波信號進行解調，以達到最佳解調效果和用頻分法實現多通道采集。
在心電信號的采集和傳輸過程中，難免有各種干擾信號混入，因此在解調器后，設置了由四個運算放大器組成的八階低通濾器，其工作頻率為100赫之。第一個二階低通濾波器由芯片CD4、電阻R6、R7、R8和電容C5、C6組成，其它三個二階低通濾波器，電路結構一樣，只是電阻、電容數值不同。電阻R9、R12和R15把四個二階低通濾波器連接成八階低通濾波器，對干擾信號進行衰減。這樣，經過二次解調后的心電心率信號，通過電容C4，進入八階低通濾波器，使干擾信號被濾掉或大大衰減，從而在濾波器輸出端F得到一個較清晰的心電模擬信號。
圖3中，由CD8芯片和電阻R18、R19和濾波電容C13、C14組成的電路，將單電源變為雙電源，以適應調頻接收機、解調器、濾波器和計算機接口對單雙電源的不同要求。
圖4，ADC芯片是八個低通的模數轉換器，轉換時間小于105μs，它把從F點輸入的心電模擬信號，轉變為數字信號。ADC芯片同RD、WR、計算機數據總線DBUS、A0～A15、計算機總線連接組成計算機接口電路。這里計算機的A0、A1和A2，組成通道選擇譯碼電路、對八個通道中任一路信號進行選擇。當某路心電模擬信號，按計算機的指令，輸入到模數轉換器后，經過模數轉換，把得到的數字信號輸入計算機，然后按圖5所示的計算機處理程序，進行數據處理，用計算機存儲、打印和顯示各路心電圖，進行心率統計計算，繪制心率曲線，還可按計算機程序對心電、心率異常值進行報警。如將通道選擇譯碼電路擴展，可同時處理八路以上乃至100路以下的信號。
本發明實現多通道有兩種電路其一是時分電路，它是每一個通道配備心電心率發射器、接收機、解調器、濾波器各一個，而計算機接口電路和計算機處理器是各通道公用的。各通道從濾波器采集到的心電心率模擬信號，依次輸入到模數轉換器，經轉換得到的多路數字信號，分別存入計算機內存的不同單元，以便計算機處理器先后顯示、打印、統計出各個通道的心電心率測試結果。其二是頻分電路，除心電心率發射器是一個通道有一個外，其余電路均是公用的。這時各個通道的心電心率發射器，具有不同的R4阻值，從而發射出主載波相同而副載波各異的不同通道的心電心率無線電信號。這時只增加一只電子開關，用來同時改變解調器R3的阻值和接通該通道輸入到模數轉換器的電路。這樣，接收機收到各通道的心電心率信號后，經第一次解調，輸入到心電心率信號解調器，可按計算機指令，電子開關接通欲測通道的R3上，計算機上就可以顯示、打印、統計出該通道的心電心率測試結果。用同樣的方法，其它通道的心電心率信號，也都可測定出來。
權利要求
1.一種計算機多通道動態心電心率測定分析儀，有調頻接收機、計算機，其特征在于采用了心電發射器、心電信號解調器、濾波器和帶有模數轉換器的計算機接口。
2.根據權利要求1所述的計算機多通道動態心電心率測定分析儀，其特征在于，心電發射器采用了集成電路，其載頻信號頻率范圍88～108MHz。
3.根據權利要求1或2所述的計算機多通道動態心電心率測定分析儀，其特征在于，心電發射器采用二次調頻載波電路。
4.根據權利要求3所述的計算機多通道動態心電心率測定分析儀，其特征在于，心電信號解調器、濾波器，采用了八階低通濾波電路。
5.根據權利要求1或2所述的計算機多通道動態心電心率測定分析儀，其特征在于，使用的計算機為袖珍計算機。
全文摘要
本發明涉及一種測量和記錄心電心率的儀器，特別是一種計算機多通道動態心電心率測定分析儀，由心電心率發射器、心電心率信號接收機、心電心率信號解調器、濾波器、計算機接口、計算機等組成。它可同時對多人(或動物)進行動態心電心率的無線遙測，并迅速準確地用計算機繪制出心電圖和心率曲線，還可對心電心率異常情況報警。它在運動遙測、醫療監護、航天和潛水、特殊環境的勞動保護和動物考察等領域都具有實用價值。
文檔編號A61B5/02GK1030014SQ87104438
公開日1989年1月4日 申請日期1987年6月24日 優先權日1987年6月24日
發明者鐘添發, 王培勇 申請人:武漢體育學院