一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置，由心电信号采集模块、运动量采集模块、多路开关、Ａ／Ｄ转换电路、单片机、键盘与显示单元接口、时钟电路、Ｆｌａｓｈ卡、通信单元与上位ＰＣ机构成。它能对自由活动病人的运动信息和心电信号进行全天２４小时的监测，并在数据回放时提供同步运动信息及心电信息。本发明专利技术采用运动传感器自动记录受试者的运动状态；在单片机的控制下，运动传感器采集的运动信号能与病人心电信号能进行同步记录并存储在存储卡上，两者在时间上精确对应，精度能达到毫秒级；后期的系统分析软件具有运动分析功能，能自动对运动传感器输入的信号进行分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种长时间动态心电记录仪技术，具体涉及一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置。属于医疗监测仪器。
技术介绍
医学临床对阵发性心脏病诊断过程中，采用长时间动态心电记录系统(Holter)来记录病人一段时间内(通常为24小时)的心电信号，然后由医生在分析所记录的动态心电信号基础上对病人的病情做出判断，是一种成熟的心脏病诊断手段。但是，目前在此过程中长期以来却存在着一个无法解决的问题，就是如何正确区分运动性的心肌缺血与器质性心肌缺血？这是因为对于心脏正常的个体来说，在运动量较大时，如快步走、爬楼梯等大负荷运动的情况下，由于人体的应急反应、心功能储备等原因，也会出现心脏供血不足，在心电图上表现出ST段压低的现象，这种心电图与有心脏病的个体的ST段压低比较类似，因此，给临床上对心电图的判读和确诊带来了一定干扰，容易造成误诊。要消除这种误诊，目前临床上由病人对佩戴Holter过程中的运动情况记日记，然后辅以医生的事后调查询诊来进行剔除。然而，这种方法受病人的文化水平、责任心和习惯等的影响较大，具有非常多的主观因素。心脏每分钟产生70～80个心电波群，而这种人工方式记录的时间精度较差，难以做到运动情况和心电波群在记录时间上的精确对应，远不能满足临床诊断的要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种能实时同步监测病人运动信息与心电图的装置，对自由活动病人的运动信息和心电信号进行全天24小时的监测，并在数据回放时提供同步运动信息及心电信息的长时间动态心电记录装置。本专利技术的目的是这样实现的：一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置，其特征在于，该装置包括心电信号采集模块、运动量采集模块、多路开关、A/D转换电路、单片机、键盘与显示单元接口、时钟电路、Flash卡、通信单元与上位PC机；其中，心电信号采集模块，包括导联装置、预处理电路、前置放大电路、主放大电路、-->低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波电路，该模块用于采集人体的心电信号；运动信号采集模块，由三维加速度传感器、前置放大电路和滤波电路组成；三个加速度传感器正交地组合成一个三维加速度传感器，该模块用于测量人体的运动信号；多路开关，用于快速切换采样通道；A/D转换电路，用于将采集到的模拟心电以及运动信号转换成数字信号；单片机，主要用于控制电路的工作，以及将采集到的信号存储到Flash卡中；键盘与显示单元接口，用于提供人机界面；时钟电路，用于为单片机提供准确的时钟，便于运动信号于心电信号的同步；Flash卡，用于存储心电信息以及运动信息；通信单元，用于单片机与上位PC机的通信。该装置在单片机的控制下，人体的心电信号由心电信号采集模块采集，与运动信号采集模块采集的同步运动信号经多路高速电子开关送入到A/D转换器中进行模数转换，并将转换好的数字信号存入Flash卡中，以及同步显示在LCD显示屏上；此过程中单片机通过系统分时来分别控制A/D转换和多路开关的选通，实现多路同步信号的采集。相比现有技术，本专利技术具有如下特点：1、采用运动传感器自动记录受试者的运动状态，运动传感器采集的运动信号与病人心电信号在单片机的控制下，进行同步记录并存储在存储卡上，两者在时间上精确对应，精度能达到毫秒级。2、系统分析软件具有运动分析功能，能自动把运动传感器输入的运动信号进行分析，提取出其中的诸如功量、运动频率和幅度等运动信息。3、可正确应用长时间动态心电记录系统(Holter)来正确区分运动性心肌缺血和器质性心肌缺血的能在病人佩戴Holter过程中精确计量病人运动量，将病人心电图和运动情况相对应，从而解决目前临床Holter在ST段判读上的不足，消除对心肌缺血的误诊。4、本专利技术能对自由活动的病人进行全天24小时的监测，提供实时的运动信息及心电同步资料，可以指导病人进行适量的运动，提高心血管病的阳性检出率而使病人没有危险，为治疗和研究心血管疾病提供更丰富的资料。附图说明图1是本专利技术的系统结构原理方框图；图2是本专利技术数据采集工作流程图；图3是三维加速度传感器的安装示意图；-->图4是运动信号采集模块的结构图；图5是一种心电信号采集模块的预处理电路；图6是一种心电信号采集模块的前置放大电路；图7是一种心电信号采集模块的主放大电路和低通滤波器；图8是一种心电信号采集模块的50Hz陷波电路；图9A是一种ST段变化图谱；图9B是图9A的加速度变化图谱；图10A是另一种ST段变化图谱；图10B是图10A同步的加速度变化图谱。具体实施方式如图1所示，本专利技术所提供的一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置，该装置核心包括心电信号采集模块、运动信号采集模块、多路开关、A/D转换电路、单片机、键盘与显示单元接口、时钟电路、Flash卡、通信单元与上位PC机；还包括采用现有成熟技术的电源电路及外壳等常规部件，在此不累述，图中也省略。其中，(1)心电信号采集模块由导联装置、预处理电路、前置放大电路、主放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波电路等部分组成。心电信号采集模块的导联装置由Mason-Likar改进肢体导联和Wilson电阻网络组成，接受来自导联电极的心电信号。心电信号采集模块的预处理电路如图5所示，由运算放大器A和电阻R1组成，它的作用是提高输入阻抗，降低输出阻抗，起到一个缓冲作用。心电信号采集模块的前置放大电路如图6所示，由仪用放大器AD620和电阻Rg组成，放大倍数A＝1+49.4k/Rg。该前置放大器具有高共模抑制比、高输入阻抗，噪声小，抗干扰能力强的特点。其中，49.4k是一个常数，k代表1000，是电阻阻值常用表达方式。心电信号采集模块的主放大电路和低通滤波器如图7所示，由运算放大器A和电阻R1，R2，R3和电容C1组成，转折频率设定在160Hz，放大倍数A＝1+R2/R1。心电信号采集模块的高通滤波器用于滤除低频信号的干扰，采用一阶RC高通滤波电路，转折频率设定在0.07Hz。心电信号采集模块的50Hz陷波电路，是一个带阻滤波器，主要用于滤除工频干扰。采用了两个运算放大器A、B及三个电阻R1、R2、R3和三个电容C1、C2、C3组成的典型的双T网络，如图8所示。(2)运动信号采集模块由加速度传感器、前置放大电路和滤波电路组成。-->运动信号采集模块的加速度传感器用于测量运动信号，采用IC SENSOR公司的压阻型加速度传感器3031，三个加速度传感器正交地组合成一个三维加速度传感器。其安装方式如图3。运动信号采集模块的前置放大电路采用与心电信号采集模块的前置放大电路相同的结构。所述运动信号采集模块的滤波电路为一低通滤波电路，用于抑制由电路产生的高频干扰，采用一阶RC低通滤波电路，转折频率设定在20Hz。(3)多路开关，用于快速切换采样通道，可采用CD4051。(4)A/D转换电路，用于将采集到的模拟心电以及运动信号转换成数字信号，可采用模数转换芯片MAX197，采样率为100ksps，采样精度为12位。(5)单片机，主要用于控制电路的工作，以及将采集到的信号存储到Flash卡中，采用MSP430系列单片机。(6)键盘与显示单元接口，用于提供人机界面。(7)时钟电路，用于为单片机提供准确的时钟，便于运动信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置，其特征在于，该装置包括心电信号采集模块、运动量采集模块、多路开关、Ａ／Ｄ转换电路、单片机、键盘与显示单元接口、时钟电路、Ｆｌａｓｈ卡和通信单元与上位ＰＣ机；　心电信号采集模块，该模块用于采集人体的心电信号；它包括导联装置、预处理电路、前置放大电路、主放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和５０Ｈｚ陷波电路；　运动信号采集模块，由加速度传感器、前置放大电路和滤波电路组成；三个加速度传感器正交地组合成一个三维加速度传感器，该模块用于测量人体的运动信号；　多路开关，用于快速切换采样通道；　Ａ／Ｄ转换电路，用于将采集到的模拟心电以及运动信号转换成数字信号；　单片机，主要用于控制电路的工作，以及将采集到的信号存储到Ｆｌａｓｈ卡中；　键盘与显示单元接口，用于提供人机界面；　时钟电路，用于为单片机提供准确的时钟，便于运动信号于心电信号的同步；　Ｆｌａｓｈ卡，用于存储心电以及运动信息；　通信单元，用于单片机与上位ＰＣ机的通信；　该装置在单片机的控制下，人体的心电信号由心电信号采集模块采集，与运动信号采集模块采集的同步运动信号经多路高速电子开关送入到Ａ／Ｄ转换器中进行模数转换，并将转换好的数字信号存入Ｆｌａｓｈ卡中，以及同步显示在ＬＣＤ显示屏上；此过程中单片机通过系统分时来分别控制Ａ／Ｄ转换和多路开关的选通，实现多路同步信号的采集。...

【技术特征摘要】
1.一种带运动信息采集的长时间动态心电记录装置，其特征在于，该装置包括心电信号采集模块、运动量采集模块、多路开关、A/D转换电路、单片机、键盘与显示单元接口、时钟电路、Flash卡和通信单元与上位PC机；心电信号采集模块，该模块用于采集人体的心电信号；它包括导联装置、预处理电路、前置放大电路、主放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和50Hz陷波电路；运动信号采集模块，由加速度传感器、前置放大电路和滤波电路组成；三个加速度传感器正交地组合成一个三维加速度传感器，该模块用于测量人体的运动信号；多路开关，用于快速切换采样通道；A/D转换电路，用于将采集到的模拟心电以及运动信号转换成数字信号；单片机，主要用于控制电路的工作，以及将采集到的信号存储到Flash卡中；键盘与显示单元接口，用于提供人机界面；时钟电路，用于为单片机提供准确的时钟，便于运动信号于心电信号的同步；Flash卡，用于存储心电以及运动信息；通信单元，用于单片机与上位PC机的通信；该装置在单片机的控制下，人体的心电信号由心电信号采集模块采集，与运动信号采集模块采集的同步运动信号经多路高速电子开关送入到A/D转换器中进行模数转换，并将转换好的数字信号存入Flash卡中，以及同步显示在LCD显示屏上；此过...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小刚，张焱，李轩，彭承琳，侯长军，霍丹群，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]