一种R波检测电路、方法以及除颤器技术

本发明专利技术公开了一种R波检测电路、方法以及除颤器，该检测电路包括微分电路、过零比较电路、阈值控制器和峰值比较器，所述微分电路输出与过零比较电路输入连接，微分电路输出与阈值控制器输入连接，微分电路输出和阈值控制器输出与峰值比较器的两个输入端连接，峰值比较器一路输出和过零比较电路控制端连接；其中微分电路对输入心电信号进行微分处理；过零比较电路检测微分信号过零点；阈值控制器根据输入信号微分峰值的大小自动调整第一门限阈值；峰值比较器进行判断：微分电路输出如果大于阈值控制器设定的第一门限阈值时，启动过零比较电路检测过零点并输出。本发明专利技术还公开了检测方法和除颤器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗电子
，具体涉及一种R波检测电路、方法以及除颤器。
技术介绍
除颤(又名电击复律)是利用电能来治疗快速异位心律失常，使之转复为窦性心律的一种有效方法。分同步电复律与非同步两种同步电复律是指除颤器由R波的电信号激发放电，非同步电复律是指除颤器在心动周期的任何时间都可放电。R波同步复律主要应用于房颤和室速等心率失常。如果除颤电击恰好落在T波的 中部，由于此时正值心脏的易损期，外加的刺激很容易引起室颤。因此，电击复律应避免电击发生在T波的中部，最佳的放电时间是在R波的下降期或下降期的中部，这时整个心室肌纤维正处于绝对不应期，有利于心律的恢复、又可以避免电击不落在T波段。基于以上原因，同步除颤时必须从病人身上取得心电信号，经检测出R波以后，再经过30ms延迟，然后才触发放电，这时除颤脉冲大约是在R波的下降期中部。由于软件检测的延时较大，不适合除颤的R波同步检测，只能通过硬件检测实现，现有技术的硬件R波同步检测技术主要采用微分阈值法。微分阈值法的基本思想是利用R波比较陡峭的特点进行检测首先对心电信号进行微分，然后设置一个阈值，当心电信号斜率大于阈值时，则输出R波标记。通常该阈值与前面心电信号斜率的峰值大小关联，其检测电路框图如图I。现有技术中，其阈值控制器采用MCU (微控制器)控制，自适应地控制比较电压的输出。为了实现正反向心电信号可检，在微分到比较器的链路上增加了全波整流电路。进一步在此基础上可以作出细微的调整，采用一阶微分和二阶微分组合的方式检测。其阈值控制采用固定的方式，前端采用了自动增益控制电路，使得信号的幅度在合适的范围。现有技术的不足之处在于其一、抗高频噪音干扰能力弱，微分电路对高频噪声很敏感，普通的滤波不能有效地解决问题。其二、检测精度低，检测的R波触发点均是阈值与微分后信号幅值相等的点，如图I中，触发点为R1，实际的R波点在R2的位置，精度误差高达几十毫秒。其三、对大P波和大T波的抗干扰能力低，P波和T波的频段与R波的频段很靠近，采用滤波方式抑制的效果不是很理想。
技术实现思路
本专利技术提供解决的技术问题是提高R波检测的精度。本专利技术提供的技术方案如下本专利技术的一个目的是提供一种R波检测电路，包括微分电路、过零比较电路、阈值控制器和峰值比较器，所述微分电路输出与过零比较电路输入连接，微分电路输出与阈值控制器输入连接，微分电路输出和阈值控制器输出与峰值比较器的两个输入端连接，峰值比较器一路输出和过零比较电路控制端连接；其中微分电路对输入心电信号进行微分处理；过零比较电路检测微分信号过零点；阈值控制器根据输入信号微分峰值的大小自动调整第一门限阈值；峰值比较器进行判断微分电路输出如果大于阈值控制器设定的第一门限阈值时，启动过零比较电路检测过零点并输出。优选地，还包括门控电路，峰值比较器另一路输出和过零比较电路输出连接到门控电路输入，微分电路输出如果大于阈值控制器设定的 第一门限阈值时，峰值比较器启动时间长度为to的控制开关，并通过门控电路控制过零比较电路输出。优选地，阈值控制器包括两级负反馈运放级联，在第二级运放正极接有RC并联放电电路。优选地，还包括心电放大电路，所述心电放大电路位于微分电路之前,心电放大电路对输入的心电信号进行滤波、放大处理。优选地，在微分电路之前还包括绝对值电路，所述绝对值电路对信号进行整形，正的信号正常通过，负的信号翻转。优选地，在微分电路之前还包括一个顺序连接的差分电路和半波整流电路，差分电路的两个输入分别来自心电信号输入和阈值控制器的第二门限阈值输出，只有大于阈值控制器设定的第二门限阈值的信号，才能通过，小于第二门限阈值的信号被置零。优选地，在心电放大电路之前还包括前置保护电路，用于限制输入信号幅度。优选地，前置保护电路由氖泡构成的高压保护电路和由两个背对背的稳压管接成串联电路形式的中压保护电路共同构成。本专利技术的另一个目的是提供一种R波检测方法，包括以下步骤首先对输入信号进行微分；接着预设一个第一门限阈值，所述第一门限阈值根据输入信号微分峰值的大小自动调整；如果输入信号经微分电路处理后大于第一门限阈值时，接着再对微分信号过零点进行判断并输出。优选地，在所述对微分信号过零点进行判断并输出之前，还包括以下防止误检测过程在微分后的输出大于预设的第一门限阈值时，且延时to秒的时间内，微分信号过零点输出才有效，否则无效。优选地，在对心电信号进行预处理和微分之间还包括对信号取绝对值，正的信号正常通过，负的信号翻转。优选地，对信号进行微分之前还包括以下步骤预设一个第二门限阈值，所述第二门限阈值根据心电信号微分峰值的大小自动调整；大于设定的第二门限阈值的输入信号允许通过，小于等于第二门限阈值的输入信号被直零。本专利技术的另一个目的是提供一种除颤器，包括R波检测电路和电击电路，所述电击电路根据R波检测电路输出来触发电击。上述技术方案可以看出，本专利技术实施例对通过过零检测输出，提高了 R波检测的精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图I是现有技术R波检测电路示意图。图2是本专利技术实施例R波检测电路示意图。图3是本专利技术实施例绝对值电路示意图。 图4是本专利技术实施例阈值控制器示意图。图5是本专利技术实施例差分及半波整流电路示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种R波检测电路、方法以及除颤，通过过零检测输出，提高R波检测的精度。通过峰值检测结合过零检测，有效地避免大P波和大T波的影响，使得通过心电信号基线切割，有效避免高频噪声影响。以下结合附图分别进行详细说明。为了解决检测精度低的问题，本专利技术的基本构思为因为信号经过微分后，原来的波峰点正好落在微分后的过零点上。所以在微分后的过零点处输出R波标记，就可以提高检测的精度。同时为了解决大P波和大T波的影响，避免其它过零点被误检，本专利技术的基本构思为因为大P波或大T波在幅度部分与R波有重叠，但是大P波和大T波的波形间期较宽，信号微分后从波峰到过零点的间期也比较宽，因此可以在峰值检测后增加一段延时to，仅当在这段延时的时间t0内，过零检测输出R波位置，才触发输出R波标记，就可以有效地抑制大P波和大T波的影响。如图2所示，一种R波检测电路，包括心电放大电路I、微分电路6、过零比较电路7、阈值控制器5、峰值比较器8和门控电路9，心电放大电路I与微分电路6输出、过零比较电路7输入顺序连接，微分电路6输出与阈值控制器5输入连接,微分电路6输出和阈值控制器5输出与峰值比较器8的两个输入端连接，峰值比较器8输出和过零比较电路7输出连接到门控电路9输入；其中心电放大电路I对输入的心电信号进行滤波、放大处理；微分电路6对输入心电信号进行微分处理；过零比较电路7检测微分信号过零点；阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R波检测电路，其特征在于，包括微分电路、过零比较电路、阈值控制器和峰值比较器，所述微分电路输出与过零比较电路输入连接，微分电路输出与阈值控制器输入连接，微分电路输出和阈值控制器输出与峰值比较器的两个输入端连接，峰值比较器一路输出和过零比较电路控制端连接；其中微分电路对输入心电信号进行微分处理；过零比较电路检测微分信号过零点；阈值控制器根据输入信号微分峰值的大小自动调整第一门限阈值；峰值比较器进行判断：微分电路输出如果大于阈值控制器设定的第一门限阈值时，启动过零比较电路检测过零点并输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王礼魁，程荣章，邹健，洪洁新，
申请(专利权)人：深圳市邦健电子有限公司，
类型：发明
国别省市：