一种微型偶发心率失常记录仪及其数据处理方法技术

本申请公开一种微型偶发心率失常记录仪，其采用标准导联，得到标准的心电信号，并且这些信号经过处理后可直接用于诊断分析。其包括信号采集模块、信号存储模块、U盘模块、供电模块，信号采集模块包括第一金属电极、第二金属电极、心电放大电路、A/D转换器，信号存储模块包括单片机、USB接口芯片，U盘模块包括控制数据读写芯片、FLASH芯片，在第一、第二金属电极之间设有绝缘体，第一、第二金属电极和绝缘体作为该记录仪的外壳，第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触，心率信号依次通过心电放大电路、A/D转换器、单片机、USB接口芯片、控制数据读写芯片、FLASH芯片，供电模块为心电放大电路、单片机、U盘模块供电。还提供了该记录仪的数据处理方法。

【技术实现步骤摘要】
一种微型偶发心率失常记录仪及其数据处理方法
本专利技术涉及医疗器械的
，尤其涉及一种微型偶发心率失常记录仪，以及该记录仪的数据处理方法。
技术介绍
偶发和疑似偶发心律失常在临床中十分常见，必须及早诊断并正确干预治疗方能解决问题。但患者异常心电往往一闪而过，一次心电图检测很难捕捉到有效的诊断依据。目前主要的诊断及排除疑似的方法就是长期反复使用24小时心电图(Holter)进行监测捕捉偶发心律失常事件，但是此方法需要黏贴电极片并且长时间处于负荷状态，不适于对老年等特殊患者使用。若仅以临床症状就诊断心律失常事件存在并施以干预治疗，则明显存在医疗安全隐患，易发生事故。目前市场上也有可随身携带的心率失常记录仪，但是其采用的是非标准导联，得到的心电图形也是不标准的波形，后期分析后用于诊断的不确定性大。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供了一种微型偶发心率失常记录仪，其采用标准导联，得到标准的心电信号，并且这些信号经过处理后可直接用于诊断分析。本专利技术的技术方案是：这种微型偶发心率失常记录仪，其包括信号采集模块、信号存储模块、U盘模块、供电模块，信号采集模块包括第一金属电极、第二金属电极、心电放大电路、A/D转换器，信号存储模块包括单片机、USB接口芯片，U盘模块包括控制数据读写芯片、FLASH芯片，在第一、第二金属电极之间设有绝缘体，第一、第二金属电极和绝缘体作为该记录仪的外壳，第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触，心率信号依次通过心电放大电路、A/D转换器、单片机、USB接口芯片、控制数据读写芯片、FLASH芯片，供电模块为心电放大电路、单片机、U盘模块供电。由于这种微型偶发心率失常记录仪采用的是第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触的标准导联，是以两手间的电位差为所获取的体表心电，反映左手与右手的电位差，当左手的电位高于右手时，便描记出一个向上的波形，当右手的电位高于左手时，则描记出一个向下的波形，所以能够得到标准的心电信号，并且这些信号经过处理后可直接用于诊断分析。还提供了该记录仪的数据处理方法，对从该记录仪获得的数据通过QRS波识别算法、R波识别算法、P波和T波识别算法进行处理。附图说明图1为根据本专利技术的微型偶发心率失常记录仪的电路方框图。图2为根据本专利技术的标准导联的连接图。图3为根据本专利技术的50Hz交流电干扰的等效模型电路。图4为有效抑制图3的干扰的等效模型。图5为根据本专利技术的微型偶发心率失常记录仪的供电模块的电路方框图。图6为根据本专利技术的微型偶发心率失常记录仪的切换电路的电路方框图。图7为根据本专利技术的微型偶发心率失常记录仪的实现电脑查询的电路方框图。图8为根据本专利技术的微型偶发心率失常记录仪的整体结构示意图。图9为根据本专利技术的微型偶发心率失常记录仪的右视图。具体实施方式如图1-2、8所示，这种微型偶发心率失常记录仪，其包括信号采集模块、信号存储模块、U盘模块、供电模块，信号采集模块包括第一金属电极1、第二金属电极3、心电放大电路、A/D转换器，信号存储模块包括单片机、USB接口芯片，U盘模块包括控制数据读写芯片、FLASH芯片，在第一、第二金属电极之间设有绝缘体2，第一、第二金属电极和绝缘体作为该记录仪的外壳，第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触，心率信号依次通过心电放大电路、A/D转换器、单片机、USB接口芯片、控制数据读写芯片、FLASH芯片，供电模块为心电放大电路、单片机、U盘模块供电。由于这种微型偶发心率失常记录仪采用的是第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触的标准导联，是以两手间的电位差为所获取的体表心电，反映左手与右手的电位差，当左手的电位高于右手时，便描记出一个向上的波形，当右手的电位高于左手时，则描记出一个向下的波形，所以能够得到标准的心电信号，并且这些信号经过处理后可直接用于诊断分析。优选地，如图3所示，所述心电放大电路对50Hz交流电的等效电路为：交流电电流依次流过左手接触电阻Ze1、心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Zd、右手接触电阻Ze2；如图4所示，在该等效电路中加入抗干扰电路，抗干扰电路包括串联的第一恒流源、第二恒流源，第一恒流源的正极连接在左手接触电阻Ze1、心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Zd之间，第二恒流源的负极连接在心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Zd、右手接触电阻Ze2之间。50Hz交流电感应电流依次流过左手接触电阻Ze1、心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Zd、右手接触电阻Ze2，造成50Hz交流电由共模信号转换为差模信号从而形成干扰，在该等效电路中加入包括两恒流源的抗干扰电路后能够抑制50Hz交流电造成的干扰。本记录仪采用的是两电极式的心电采集方式，由于缺少右腿驱动电路的第三电极，所以容易引起50HZ交流电干扰。因此分析上述50HZ交流电干扰模型，设计高输入阻抗、高共模抑制比、高抗干扰能力电路是两电极式心电记录系统的关键电路部分。50Hz交流电的干扰是影响微弱电生理信号检测的主要原因之一，它会使系统的信噪比下降，甚至会淹没微弱的有用心电信号。虽然在过去多年的研究中已经提出过多种检测电路和软件算法，但是所得检测结果并不十分满意。尤其是当检测环境处于干扰源距离被检测者很近的时候，一般的抗干扰措施是效果很差的。当处于强烈干扰条件下，放大器的输出已经达到或接近饱和状态，必须通过改进硬件电路以得到不失真的信号。50Hz工频干扰引入的途径主要是①输入导联的磁场感应；②在导联输入阶段的分布感应电流Id1,Id2；③人体上的分布感应电流Id；④由于放大器有限的共模抑制比(CMRR)和共模输入阻抗的不平衡造成的共模电压影响。其等效模型电路可以表示为图3所示。Ve为50Hz的交流电源，Cb、Cp是交流电与人体之间的等效感应电容，Ze1、Ze2是输入电极与人体皮肤之间的接触阻抗，Zg是放大器的参考电极与人体皮肤之间的接触阻抗，Zd是放大器的差模输入阻抗，Zc是放大器的共模输入阻抗，Ziso是放大器与大地之间的等效阻抗。期望获得的人体电生理信号将以差模信号的形式在Zd两端获得，而50Hz交流电干扰信号将以共模信号形式出现在Zd两端。Ca1、Ca2为交流电与导联线之间的等效感应电容。如果放大器不是隔离放大器，那么放大器的信号地将与大地连接在一起，Ziso将为完全导通的状态。50Hz交流电通过与人体之间的等效感应电容Cb、Cp以及输入导联Ca1、Ca2在人体与放大器的信号地之间形成的分布感应电流(即Id1+Id2和Id)在Zg两端表现为共模电压Vcm。虽然放大器采用共模抑制比CMRR很高的器件，但由于放大器输入回路阻抗匹配失衡，其有效共模抑制比(effectiveCMRR)却很低。共模电压Vcm并没有如预期那样得到抑制，部分共模电压被转化成差模电压放大。50Hz交流电通过交流电与导联线之间的等效感应电容Ca1、Ca2会有微弱电流流过导联线和Ze1、Ze2而形成干扰，一般在3米长的导联线上会形成6nA的电流。通过将导联线和电极加装适当的屏蔽层，并且将导联线铰接，可以将导联输入阶段的分布感应电流和磁场感应造成的干扰比较有效地抑制。所以干扰主要是由在人体上的分布感应电流Id造成的。这里提出一种能够抑制50Hz交流干扰的生物电放大器的等效模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型偶发心率失常记录仪，其特征在于：其包括信号采集模块、信号存储模块、U盘模块、供电模块，信号采集模块包括第一金属电极(1)、第二金属电极(3)、心电放大电路、A/D转换器，信号存储模块包括单片机、USB接口芯片，U盘模块包括控制数据读写芯片、FLASH芯片，在第一、第二金属电极之间设有绝缘体(2)，第一、第二金属电极和绝缘体作为该记录仪的外壳，第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触，心率信号依次通过心电放大电路、A/D转换器、单片机、USB接口芯片、控制数据读写芯片、FLASH芯片，供电模块为心电放大电路、单片机、U盘模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种微型偶发心率失常记录仪，其特征在于：其包括信号采集模块、信号存储模块、U盘模块、供电模块，信号采集模块包括第一金属电极(1)、第二金属电极(3)、心电放大电路、A/D转换器，信号存储模块包括单片机、USB接口芯片，U盘模块包括控制数据读写芯片、FLASH芯片，在第一、第二金属电极之间设有绝缘体(2)，第一、第二金属电极和绝缘体作为该记录仪的外壳，第一、第二金属电极分别与人的左、右手接触，心电信号依次通过心电放大电路、A/D转换器、单片机、USB接口芯片、控制数据读写芯片、FLASH芯片，供电模块为心电放大电路、单片机、U盘模块供电；所述心电放大电路对50Hz交流电的等效电路为：交流电电流依次流过左手接触电阻Ze1、心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Zd、右手接触电阻Ze2；在该等效电路中加入抗干扰电路，抗干扰电路包括串联的第一恒流源、第二恒流源，第一恒流源的正极连接在左手接触电阻Ze1、心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Zd之间，第二恒流源的负极连接在心电放大电路的放大器的差模输入阻抗Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙杭，姬军，林虎，袁青，曾维佳，
申请(专利权)人：中国人民解放军第三零五医院，
类型：发明
国别省市：北京;11