專利名稱：便攜式智能型心電監(jiān)測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)用監(jiān)測儀器，更為具體地涉及心電監(jiān)測儀器。
心血管疾病是嚴重危害人類健康的疾病之一，早期診斷和正確診斷對于預防和治療心血管疾病有重要意義。雖然常規(guī)心電圖檢查法已成為心血管疾病有效的診斷手段，但對某些早期或隱性的心臟病，用常規(guī)心電圖檢查法很難發(fā)現(xiàn)，因為這些患者只有在一定的條件下，如情緒激動，工作緊張，精神或體力超負荷時，其心電圖才會呈現(xiàn)異常，如果缺少檢測手段，隱性心臟病患者得不到及時治療，往往引起心臟性猝死。對這類患者需要長時間監(jiān)測其動態(tài)心電信號，以便捕捉發(fā)病時的心電信號的變化，從而作出診斷。
適于作上述使用的便攜式心電監(jiān)測裝置基本上有兩類一類是美國在六十年代研制的Holter系統(tǒng)，這是一種小型磁帶記錄裝置，這種裝置帶在病人身上，連續(xù)記錄24小時被監(jiān)測者的心電信號，記錄完畢，磁帶由專門的快速分析裝置或計算機進行處理，這類監(jiān)測裝置的局限性在于它是“回顧性”的，不能對心電信號作實時分析，無法對危險失常及時報警，因而可能貽誤治療時機。
另一類便攜式監(jiān)測裝置是帶微機的實時分析裝置，這類裝置對心電信號進行實時分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即報警，有的裝置還能將異常心電波形記錄下來，供進一步分析。
“醫(yī)療器械”1987年第11卷第二期介紹了浙江大學研制的“微處理機控制的便攜式心律監(jiān)護儀”，該儀器依據(jù)心電波形的相鄰二R波的時間間隔即R－R間期，QRS波寬度和QRS波主波方向對14種異常心電波報警，報警方式有液晶數(shù)字顯示和壓電喇叭音響報警，但該儀器只記錄一次異常心電波形，不能為臨床診斷提供足夠的心電波形。
所有已有的能實時分析的心電監(jiān)測儀，都只選擇R－R間期，QRS波寬度和主波方向及ST段變化作為識別心電波異常的特征參數(shù)，由于所選特征參數(shù)較少，有可能造成心電波異常的漏測。例如我國著名心臟病學專家黃宛編著的“臨床心電圖圖譜”第60例是一位心內(nèi)膜下心肌梗塞患者的心電圖，該心電圖僅僅表現(xiàn)為T波異常，第105例是一位間歇性預激綜合癥患者(A型)的心電圖，該心電圖除了R波振幅變化外，其余均正常，上述兩例心電波形在現(xiàn)有的實時分析的心電波監(jiān)測儀上，將被錯判為正常心電波。
此外，現(xiàn)有的心電監(jiān)測儀對R波的識別采用硬件或軟件的單一手段，故對R波檢測的可靠性不高。
本實用新型的目的是提供一種能實時分析并可靠檢測異常心電波的便攜式心電監(jiān)測儀。
本實用新型的進一步目的是提供一種功耗低，體積小，有良好抗干擾性能，價格低廉的便攜式心電監(jiān)測儀，以利于在基層醫(yī)療單位推廣使用。
本實用新型通過以下構思來完成，先對心電信號進行放大、濾波和模數(shù)轉換，然后對被采樣的心電信號進行異常心電波判別，判別包括對心電波R波和T波振幅的判別，被判別為異常的心電波被存入異常心電波儲存裝置，異常心電波可通過心電波輸出裝置輸出，為了節(jié)約儲存量，可以在異常心電波儲存前對其進行異常類型比較，異常心電波儲存裝置只儲存第一次出現(xiàn)的異常心電波形。本實用新型還可包括一QRS波檢測電路用來檢測QRS波。
本實用新型和已有技術相比有明顯的優(yōu)點，由于有R波振幅異常判別裝置和T波振幅異常判別裝置，從而可以判別出僅僅反映在R波振幅或T波振幅變化的異常心電波，使心電監(jiān)測儀的檢出率明顯提高；由于采用了異常心電波比較裝置，因而可以為臨床診斷提供充分的異常心電波形卻使用較小的存儲容量，減少了儀器的體積和功耗；由于采用了抗干擾QRS波檢測電路，因而儀器的可靠性更高。


圖1是正常心電波形圖。
圖2，圖3是系統(tǒng)框圖。
圖4是監(jiān)測儀的外形示意圖。
圖5是實施例的詳細的系統(tǒng)框圖。
圖6是實施例的異常心電波判別裝置和異常心電波比較裝置的總工作流程圖。
圖7是初始化流程框圖。
圖8是R波識別裝置工作流程圖。
圖9是R－R間期異常判別裝置工作流程圖。
圖10是QRS波寬度異常判別裝置工作流程圖。
圖11是R波振幅異常判別裝置工作流程圖。
圖12是T波振幅異常判別裝置工作流程圖。
圖13是ST段異常判別裝置工作流程圖。
圖14是異常心電波比較裝置工作流程圖。
圖15是QRS波檢測電路框圖。
圖16是QRS波檢測電路電原理圖。
圖17是QRS波檢測電路各點波形圖。
圖18是電極安放位置和監(jiān)測儀使用時安置方式示意圖。
現(xiàn)結合附圖對本實用新型的一個最佳實施例進行敘述，這種敘述將有助于對本實用新型的深入理解，而不限制本實用新型的范圍。
圖1是正常心電波形圖，參見
圖1，［1］是P波，［2］是Q波，［3］是R波，［4］是S波，Q波，R波，S波可合稱為QRS波，［5］是T波，由Q波起點至S波終點的時間間隔為QRS波寬度，由Q波起點至T波終點的時間間隔為QT間期，由S波終點至T波起點為ST段。
圖2、圖3是系統(tǒng)框圖，參見圖2，由電極來的微弱心電信號輸入到心電信號放大，濾波和模數(shù)轉換裝置［6］，由該裝置［6］輸出的被轉換的心電信號輸?shù)疆惓Ｐ碾姴ㄅ袆e裝置［7］，該裝置包括有R波振幅異常判別裝置和T波振幅異常判別裝置，異常心電波判別裝置［7］依據(jù)預定的心電波特征參數(shù)對輸入的心電波采樣數(shù)據(jù)進行判別，被判別為異常的心電波數(shù)據(jù)送往異常心電波儲存裝置［9］，心電波形輸出裝置［10］向心電波描記裝置輸出儲存的異常心電波形。
為了節(jié)約存儲量，如圖3所示，在異常心電波判別裝置［7］和異常心電波儲存裝置［9］間連接一異常心電波比較裝置［8］，該裝置把由異常心電波判別裝置［7］判別為異常的心電波的特征參數(shù)與已儲存的異常心電波比較特征參數(shù)進行比較，以確定新輸入的異常心電波是否是新的類型，新類型的異常心電波送往異常心電波儲存裝置［9］儲存，而與已儲存的異常心電波同類型的異常心電波不再儲存，僅只儲存異常心電波分類號。系統(tǒng)還可包括QRS波檢測電路，電源電壓不足檢測電路，導線脫落檢測電路，以及對異常心電波判別裝置［7］參數(shù)進行設定的裝置，依據(jù)異常心電波作出報警的顯示和音響裝置以及打印輸出裝置等。
參見圖4，圖4為本監(jiān)測儀的外形示意圖，其中，［11］為心電輸入二芯插座，患者的心電信號由電極、導聯(lián)線經(jīng)由該插座輸入儀器，［12］是顯示部分，六位液晶顯示的顯示功能分為二種一種是在向心電圖儀輸出心電信號或打印結果時顯示發(fā)生異常心電的時間和異常心電的分類號，以及在裝定起始時間時顯示所裝定的時間，其中左兩位顯示小時，中間二位顯示分，右二位顯示分類號；另一種功能是在儀器使用中作報警顯示，其中六個液晶顯示自左至右分別表示RAM滿，電極導聯(lián)線斷，電池電壓不足，R－R間期異常，T波異常，ST段異常，［13］是八位撥碼開關，用來對儀器是否需報警及報警的范圍進行設定，［14］是按鍵，中間六個按鍵自左向右分別稱為K0，K1，K2，K3，K4，K5，下邊按鍵為K6。這些按鍵的作用是K0，K1用于裝定起始時間，其中K0用于選擇輸入時間是時或分，K1用于輸入時間數(shù)字；K2是心電輸出鍵。連結心電描記裝置后，按該鍵即能由輸出插座［19］輸出儀器存儲的異常心電波形，K3是打印輸出鍵，連結打印機后按該鍵即能由打印機打印出發(fā)生異常心電的時、分時間數(shù)和異常心電的分類號，K4是啟動鍵，用于啟動儀器工作流程；K5是清內(nèi)存鍵，在裝入主電源前按該鍵可以清除上次使用中的存儲結果，該鍵為微型按鍵，需用筆尖等細長的工具才能觸動按鍵，這是為了防止手指誤觸動使存儲結果丟失，K6是手動記錄鍵，當患者自感不適時按下該鍵，則儀器可自動將按鍵瞬時的前3秒和后5秒心電波形數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。［15］是蓋板，通過槽［16］蓋板可以移動蓋板外表面與儀器前面板相平。在撥碼開關和按鍵設置好后把蓋板合上即可防止儀器在監(jiān)護過程中被誤觸動。［17］是蜂嗚器，用于音響報警，［18］是電源開關，［19］是心電波形輸出插座，［20］是打印輸出插座。
參見圖5，圖5是本實施例的詳細的系統(tǒng)框圖，儀器的主要部分是單片機，它控制和協(xié)調(diào)儀器各部分的工作，采用單片機的原因是由于它體積小，功耗低，功能強，特別適用于便攜式儀器，本實施例采用Intel公司的80C31單片機。
由電極輸出的微弱心電信號經(jīng)屏蔽導聯(lián)線輸入到放大濾波電路［21］，該電路對心電信號進行放大并濾除高頻干擾，由于心電信號的能量主要集中在0.12赫至30赫的范圍內(nèi)，因此該濾波器實際上是一個有源低通濾波器，在本實施例中放大器為差分放大器帶寬為0.1赫至40赫。由放大濾波電路輸出的信號并聯(lián)輸?shù)?位模數(shù)轉換電路［22］和QRS波檢測電路［23］，在模數(shù)轉換電路［22］中，心電波形被轉換成8位數(shù)字信號，模數(shù)轉換速率由80C31內(nèi)的定時器控制在200赫，被轉換的數(shù)字信號經(jīng)80C31［29］暫存在緩沖RAM［33］中，由80C31執(zhí)行異常心電波判別流程對緩沖RAM［33］中的心電信號進行實時分析，若心電波形正常則隨著新數(shù)據(jù)的采入，老數(shù)據(jù)丟失，當檢測到異常心電波形時，則將在RAM［34］中存入當時的時間(小時和分)，并且由80C31執(zhí)行異常心電波比較流程，以比較該異常心電波的類型是否第一次出現(xiàn)，若該類型的異常心電波是第一次出現(xiàn)則除把該異常心電的特征參數(shù)存入RAM作為比較特征參數(shù)外，還把出現(xiàn)異常心電波的前3秒和后5秒心電數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮后存入RAM［34］中，若不是第一次出現(xiàn)則僅在RAM中存入異常心電波分類號，緩沖RAM［33］和RAM［34］均采用62C648K×8靜態(tài)RAM片子。由于采用數(shù)據(jù)壓縮記錄方法，儀器可記錄40組異常心電波形。在QRS檢測電路［23］中，心電信號被鑒幅、整形、寬度甄別、邏輯比較，然后在相應于QRS波到來時刻輸出一負脈沖到80C31P1.7端，由80C31檢測該脈沖，并與執(zhí)行異常心電波判別流程對R波的識別結果共同確定R波的到來。
當儀器使用過程中電極導聯(lián)線脫落時，導線脫落檢測電路［26］輸出一負電平到80C31的INTI端申請中斷，并由80C31作出報警處理。在主電源［43］電壓低于3V時，電源電壓不足檢測電路［27］輸出一負電平至80C31的INTO端申請中斷，由80C31作出報警處理，并且自動接通備用電源［42］，保護RAM數(shù)據(jù)不致丟失。
復位電路［24］接到80C31的RESET端，該電路在接通電源后輸出一正脈沖使80C31處于復位狀態(tài)，即P0～P3口全置“1”，堆棧指針SP置07，其余特殊功能寄存器清“0”。6兆赫時鐘電路［25］接到80C31的XTAL1端和XTAL2端，為80C31提供時鐘信號。
80C31的P2.5，P2.6，P2.7端經(jīng)3－8線譯碼器［30］產(chǎn)生選片信號，分別對緩沖RAM［33］，RAM［34］，8位D／A轉換電路［37］，模數(shù)轉換電路［22］和并行I／O接口電路［39］選片。80C31P0口的8個端子經(jīng)地址鎖存器［31］產(chǎn)生低8位地址線，而P2口的P2.0到P2.4 5個端子產(chǎn)生高位地址線，13根地址線對EPROM［32］和緩沖RAM［33］，RAM［34］進行選址，P0口同時作為數(shù)據(jù)線使用。異常心電波判別和異常心電波比較的各種工作流程全部存于EPROM［32］中，而由80C31執(zhí)行EPROM［32］中的工作流程從而完成異常心電波判別和比較功能。
按鍵［14］通過80C31P1口的P1.0至P1.6可以完成裝定起始時間、異常心電波輸出，打印儲存結果，啟動工作流程，清除內(nèi)存和手動記錄等功能。8位數(shù)模轉換電路［37］由80C31控制在按動心電輸出鍵時，把RAM中存儲的異常心電數(shù)據(jù)轉換成模擬心電信號，該信號經(jīng)低通濾波電路［38］向心電圖描記儀輸出。蜂嗚器電路［28］與80C31P3.5端相連，當80C31在執(zhí)行異常心電波判別流程中作出報警判別時，由P3.5端啟動該電路發(fā)出音響報警。
80C31通過82C55并行接口片子［39］與打印機［40］，8位撥碼開關［13］和顯示鎖存驅動電路［41］相連，其中82C55的端口A的PA0～PA5分別接到顯示鎖存驅動電路［41］的六個4543顯示鎖存驅動片子，顯示鎖存電路的輸入BCD碼由80C31的P1.0～P1.3端子提供，各顯示鎖存片子的pH端連到80C31的P3.4端，在80C31控制下，顯示鎖存驅動電路［41］驅動六位液晶顯示［12］，完成上述的顯示功能。82C55的C口接到8位撥碼開關［13］，經(jīng)撥碼開關置定的BCD碼通過82C55讀入80C31可以對儀器是否需要報警及報警的范圍進行設定。82C55的B口接到打印機［40］，用來向打印機傳送需打印的數(shù)據(jù)，打印機還連到80C31的串行輸入輸出端RXD和TXD，在按動打印輸出鍵時由80C31控制打印機打印出發(fā)生異常心電的時間和異常心電的類型。
儀器主電源［43］向各部分供電，該電源可以使用可充電的鎳鎘電池(4×1.25伏)或普通5號電池(4×1.5伏)。
在本實施例中所述的心電信號放大濾波和模數(shù)轉換裝置［6］包括放大濾波電路［21］和8位A／D轉換電路［22］。所述的異常心電波判別裝置［7］和異常心電波比較裝置［8］包括單片機［29］，復位電路［24］，時鐘電路［25］，地址譯碼器［30］，地址鎖存器［31］和EPROM［32］；所述的異常心電波儲存裝置［9］包括緩沖RAM［33］和RAM［34］；所述的心電波形輸出裝置［10］包括數(shù)模轉換電路［37］和低通濾波電路［38］。
圖6是本實施例的異常心電波判別裝置和異常心電波比較裝置的工作流程圖，參見圖6，80C31先進行初始化流程［48］，然后［49］從緩沖RAM讀入采樣的心電數(shù)據(jù)，［50］識別是否出現(xiàn)R波，一旦發(fā)現(xiàn)R波則［51］進行基線漂移校準，接著在［52］～［62］求取和判別心電波特征參數(shù)單個R－R間期，平均R－R間期AR，QRS波寬度，R波振幅，T波振幅和ST段偏離基線電平，凡是判別為異常的心電波形即進行［63］異常類型比較，比較結果是第一次發(fā)生的異常心電波則［66］按發(fā)生時間順序給予類型編號并在RAM中存入異常心電波發(fā)生的時間，異常心電波分類號及該異常心電波特征參數(shù)，被存入的異常心電波特征參數(shù)就作為后續(xù)的同一類型異常心電波的比較特征參數(shù)，然后［67］對發(fā)生異常心電前3秒和后5秒數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮存入RAM；比較結果不是第一次發(fā)生的異常心電則［65］僅在RAM中存入發(fā)生異常心電的時間及該異常心電的分類號。判別和比較過程結束則返回重新輸入采樣數(shù)據(jù)。
圖7是初始化流程，參見圖7，［68］80C31先對定時器清0，然后［69］設置緩沖RAM地址指針，［70］控制字置入并行接口芯片控制字寄存器，［71］～［75］設置各子程序入口地址和指針，［76］設置心電基線校準的基準電位值，［77］讀8位撥碼開關的BCD碼，對需報警的［79］讀入由8位撥碼開關預置的報警閾值，然后［80］讀入時鐘按鍵置入的初始時間，進行完這一系列流程后80C31就等待啟動按鍵啟動，一旦按該鍵則［83］定時器開始工作，［84］每5毫秒把模數(shù)轉換電路的采樣數(shù)據(jù)讀入緩沖RAM。初始化流程結束，進入R波識別流程。
圖8是R波識別流程圖。參見圖8，［85］80C31先輸入400個心電采樣數(shù)據(jù)，因為400個數(shù)據(jù)對應2秒時間，故通常其中至少有一個R波，然后［86］計算每一采樣數(shù)據(jù)與前一采樣數(shù)據(jù)的差分值，［87］找出差分值絕對值的二個最大值，這二個最大值取平均值再乘以0.8即作為識別R波的斜率閾值V1。然后［88］再輸入心電采樣數(shù)據(jù)，對新輸入的采樣數(shù)據(jù)繼續(xù)求差分值，［89］尋找是否有二個連續(xù)的差分值的絕對值大于或等于V1，一旦找到這樣的二個差分值則產(chǎn)生這二個差分值的最后的一個采樣點的時間就作為初步確定的R波到來時刻，接著與QRS波檢測電路的檢測結果符合，方法是［90］再輸入40個心電采樣數(shù)據(jù)，［91］檢查80C31P1.7口是否低電位，一旦檢測到P1.7口為低電位則表明QRS波檢測電路也已檢測到QRS波，故可確認上述找到的采樣點對應的時間即為R波到來時間，該時間以Rt表示，若沒有找到二個連續(xù)的差分值的絕對值大于或等于V1或雖找到但40個心電采樣數(shù)據(jù)后沒有在P1.7口檢測到低電位則繼續(xù)輸入心電采樣數(shù)據(jù)重新找Rt點，一旦確定了Rt點，即進入基線漂移校正流程。
監(jiān)測儀在較長時間的使用過程中，心電信號的基線會發(fā)生漂移，這將影響心電信號的分析，為此必須進行基線漂移實時校正，在該監(jiān)測儀中基線的校準方法采用線性插值法，由于該方法已為人們所熟知，故不再贅述。
圖9是R－R間期異常判別裝置工作流程圖，參見圖9，［92］先求兩個相鄰R波的時間間隔即R－R間期，由上述可確定一個R波到來時刻Rt用同樣方法可確定下一R波到來時刻Rt＋1，則這二個R波的R－R間期RRt＝Rt＋1－Rt，同樣可以求出前一R－R間期RRt－1［93］～［96］RRt分別判別是否小于或等于 C1·RRt－1，是否小于或等于C2·RRt－1，是否大于或等于2RRt－1，是否大于或等于C3·RRt－1，其中系數(shù)C1最好取為0.3－0.4，C2最好取為0.7－0.85，C3最好取為1.3－1.5。如果比較不等式均不成立，則［97］求取相鄰4個R－R間期平均值ARt，然后［98］，［99］判別ARt是否大于或等于1.5秒，是否小于或等于0.4秒，若比較不等式均不成立則進入QRS寬度異常判別流程。如上述任一比較不等于成立則判別該R－R間期異常即進入異常心電波比較流程。
圖10是QRS波寬度異常判別裝置工作流程圖，參見
圖10，［100］先對每一采樣數(shù)據(jù)作變換Yn′＝1／4｜(Yn－3＋Yn－1＋Yn＋1＋Yn＋3)－(Yn－2＋Yn＋Yn＋2Yn＋4)｜式中，Yn′為變換后第n采樣點的值，Yn為n點未變換的采樣值，其余各點含義可以類推。作這樣的變換是為了把QRS波突出出來，便于對QRS波的識別。然后［101］求QRS波起點；方法是從R波出現(xiàn)時刻Rt所對應的采樣點向前(向P波方向)求二采樣變換值的差分值的絕對值，當連續(xù)二個差分值的絕對值≤1時，則產(chǎn)生這二差分值的前一采樣點(靠近R波方向)即代表QRS波起點，［102］求QRS波終點，由Rt起向后求變換值的差分值可求得QRS波的終點，方法與求QRS波起點相同，［103］求QRS波寬度，QRS波起終點間的時間間隔即為QRS波寬度，求出QRS波寬度后［104］判別該寬度是否大于或等于0.12秒，判別不等式成立則判別為QRS波寬度異常進入異常心電波比較流程，判別不等式不成立則進入R波振幅異常判別流程。
圖11是R波振幅異常判別裝置工作流程圖，參見
圖11，［105］先求R波采樣值最大點，方法是由上述確定Rt后，在此后采樣點中找出斜率變號點該點即為R波采樣值最大點，設該點的采樣值為Ym，而其前一點和后一點的采樣值各為Ym－1和Ym＋1，［106］求R波振幅，由于最大采樣值點一般不會是R波波峰點，故必須進行修正，在假定R波峰值附近上升沿和下降沿為直線且斜率相等時，可以由下式求出其R波振幅值RM若Ym－Ym－1＝Ym－Ym＋1則RM＝Ym若Ym－Ym－1≠Ym－Ym＋1則RM＝Ym＋1／2｜Ym＋1－Ym－1｜若Ym＝Ym－1則RM＝Ym＋1／2(Ym－1－Ym＋1)若Ym＝Ym＋1則RM＝Ym＋1／2(Ym＋1－Ym－1)若Ym－1＝Ym＝Ym＋1則RM＝Ym求得R波振幅后，［107］，［108］進行異常判別，設第n個R波振幅為RMn，前一R波振幅為RMn－1則先判別RMn是否大于C4RMn－1，如不滿足該條件則再判別RMn是否小于C5·RMn－1，如也不滿足該條件則進入T波振幅異常判別流程，當上述兩項比較不等式任一個成立，則進入異常心電波比較流程。C4最好取為1.20－1.35，C5最好取為0.7－0.8。
圖12是T波振幅異常判別裝置工作流程，參見
圖12，［109］先求T波搜索范圍，QT段時間的理論值為QT＝RRt÷0.04/10]]>(秒)從QRS波起點起的QT／2到QT即為T波搜索范圍，［110］求T波振幅TM，在T波搜索范圍內(nèi)找出與基線差的絕對值的最大值即為T波振幅絕對值｜TM｜，求絕對值是由于T波有可能倒置，求出｜TM｜后再恢復符號就是T波振幅值TM，然后［111］TM和本次心電波的R波振幅RM比較，若TM＞RM／10則為正常T波，工作流程進入ST段異常判別，若TM不大于RM／10則［111］判別TM是否大于－0.1mv，若大于－0.1mv則該T波為T波低平，否則為T波倒置，而這兩種情況均為T波異常，流程進入異常心電波比較流程。
圖13是ST段異常判別裝置工作流程圖，參見
圖13，［115］先確定ST段搜索范圍，該范圍是從上述已確定的QRS波終點至(1／2QT－QRS寬度)，然后［116］判別QRS波終點偏離基線的電位差是否大于或等于0.3mv，若大于或等于0.3mv則判別為ST段抬高，否則［118］在上述ST段搜索范圍內(nèi)求出低于基線的最低電位點，［119］－［123］分別判別基線與最低電位點起的連續(xù)16點的電位差是否大于或等于0.3mv，大于或等于0.2mv，大于或等于0.1mv，判別不等式之一成立即確定為ST段壓低。ST段抬高或ST段壓低均為ST段異常，則進入異常心電波比較流程，若上述比較不等式均不成立則ST段正常，［126］流程返回，重新輸入數(shù)據(jù)判別。
圖14是異常心電波比較裝置工作流程圖，參見
圖14，在異常心電波判別裝置中共判別出RR間期異常，QRS波寬度異常，R波振幅異常，T波振幅異常和ST段異常五種異常情況，這五種異常均送入異常心電波比較裝置，與已存入的異常心電波比較特征參數(shù)進行比較以確定當前的異常心電波類型在異常心電波儲存裝置中是否已有儲存。
［127］送入異常心電波比較裝置的RR間期異常和QRS波寬度異常的心電波形先將其QRS波寬度與比較參數(shù)(QRS)比比較，兩者差的絕對值是否小于C6，若不小于C6則新送入的異常心電波即被判別為第一次出現(xiàn)的新的異常心電波類型，若兩者差的絕對值小于C6則［128］，［129］將新送入的異常心電波的RRt與比較參數(shù)RR比比較若兩者差的絕對值小于0.12秒則新進入的異常心電波類型不是第一次出現(xiàn)，即在異常心電波儲存裝置中已存有該種類型的異常心電波形，若RRt與RR比差的絕對值不小于0.12秒則進一步比較RRt／ARt與比較參數(shù)(RR／AR)比，二者差絕對值是否小于C7，若小于C7則判定新進入的異常心電波不是第一次出現(xiàn)的新類型，若二者差的絕對值不小于C7則判定所進入的異常心電波是第一次出現(xiàn)的新類型，其中C6最好取0.01－0.015秒，C7最好取為0.1－0.12。
［130］送入異常心電波比較裝置的R波振幅異常的心電波形，將其振幅RM與比較參數(shù)RM比比較，若二者差的絕對值大于或等于0.3mv則判定該異常心電波為新類型，若兩者差絕對值小于0.3mv則［131］進一步比較QRS波寬度與比較參數(shù)QRS比，若二者差絕對值小于C6則判定該異常心電波不是新類型，若二者差絕對值不小于C6則判定該異常心電波是新類型。
［132］，［133］送入異常心電波比較裝置的T波振幅異常和ST段異常的心電波形均與比較參數(shù)中相應的改變范圍比較，若改變范圍相同則判定為不是新類型，否則即判定為新類型，T波振幅的改變范圍即指其TM是大于－0.1mv還是小于或等于－0.1mv兩個范圍，ST段改變范圍即是指ST段抬高，ST段壓低0.3mv，ST段壓低0.2mv和ST段壓低0.1mv四個。
對上述判定為不是第一次出現(xiàn)的異常心電波形則［135］僅存入異常心電波發(fā)生的時間和異常心電波分類號，該分類號按新類型異常心電波出現(xiàn)的時間順序編號。對判定為第一次出現(xiàn)的異常心電波則［137］先存入比較特征參數(shù)對R－R間期異常和QRS波寬度異常是存入異常心電波的R－R間期RR，平均R－R間期AR，和QRS波寬度QRS；對R波振幅異常是存入R波振幅RM和QRS；對T波振幅異常和ST段異常是存入改變的范圍。這些比較特征參數(shù)在流程圖中均在參數(shù)符號下標以下標“比”以示區(qū)別。在存入比較參數(shù)后，［138］再存入異常心電波發(fā)生的時間和異常心電波分類號，然后［139］把該異常心電波發(fā)生前3秒和后5秒心電數(shù)據(jù)壓縮后存入異常心電波儲存裝置。在做完上述步驟后［140］異常心電波比較流程返回重新輸數(shù)進行分析。
數(shù)據(jù)壓縮算法采用轉折點法，這種方法容易實現(xiàn)且計算速度快，它分析采樣點的趨勢并在每一對相鄰的點中只存貯其中一個，由于這種算法為人們所熟知，故不再贅述。
圖15是QRS波檢測電路框圖，在本實施例中，除在異常心電波判別流程中對R波進行識別外，還增加了QRS波檢測電路，其檢測結果與R波識別結果進行符合，只有當兩者都檢測到R波時才確認R波到來，這就進一步排除了干擾，提高了QRS波檢測的可靠性。
參見
圖15，由A點輸入的放大的心電信號同時送入心電信號鑒幅電路［141］，和心電信號整形電路［142］，心電信號鑒幅電路［141］鑒別閾值電壓低于R波而高于P波和T波，其輸出信號只有被整形的R波，該電路從幅度上抑止了干擾。心電信號整形電路［142］對輸入的心電信號進行整形其特點是保留信號在基線部分的寬度，其輸出信號是寬度不同的等幅脈沖，該輸出信號被送入脈沖寬度鑒別電路［143］，脈沖寬度鑒別電路［143］只允許脈寬在預定寬度范圍內(nèi)的脈沖通過，預置的寬度阻止寬的T波通過，自然脈寬在該預定寬度外的干擾也被排除，該電路從脈寬上抑止了干擾，心電信號鑒幅電路［141］和脈沖寬度鑒別電路［143］的輸出均送入邏輯比較電路［144］中進行比較，只有當兩者的信號同時存在時邏輯比較電路才有輸出，因此輸出信號中只有整形后的R波，干擾被排除，該輸出信號送到80C31的P1.7端被檢測，表明R波已到來。
圖16是QRS波檢測電路的電原理圖，參見
圖16，所述的心電信號鑒幅電路［141］包括由NE555片子組成的斯密特觸發(fā)器［146］和由9601片子組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器［147］，NE555組成可變閾電平斯密特觸發(fā)器，閾電平最好調(diào)至0.5v，由于心電信號放大器的放大倍數(shù)約為500，故未經(jīng)放大的心電信號需1毫伏以上才能使電路觸發(fā)，通常R波電壓大于1.5毫伏，而T波和P波電壓則低于1毫伏，故斯密特觸發(fā)器［146］輸出端只有R波，該輸出送往由9601片子構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器［147］，其作用是在相應于斯密特觸發(fā)器［146］輸出的后沿產(chǎn)生一脈沖，以便與脈沖寬度鑒別電路［143］的輸出脈沖沿對齊。所述的心電信號整形電路［142］包括雙運放片子LM358［148］，LM358的一個運放構成截止頻率為0.1HZ的巴特沃斯低通濾波器，在濾波器輸出端獲得心電信號的直流分量，在由LM358另一運放構成的比較器中該直流分量與已經(jīng)放大的心電信號比較。因而在其輸出端得到相應于P波，R波，T波的三個等幅但不同寬度的脈沖。所述的脈沖寬度鑒別電路［143］包括由9602片子組成的單穩(wěn)態(tài)電路［149］和四與非門4011［150］，其脈寬甄別范圍最好調(diào)在0.04毫秒至0.16毫秒。T波和脈寬在該范圍外的干擾被排除。所述的邏輯比較電路［144］由四與非門4011構成，鑒幅電路［141］和脈沖寬度鑒別電路［143］的輸出信號均接到邏輯比較電路［144］的輸入端，在其輸出端相應于R波的后沿得到一負脈沖，該負脈沖被送到80C31的P1.7端被異常心電判別流程所檢測。
參見
圖17，
圖17是QRS波檢測電路輸入端A點，斯密特觸發(fā)器［146］輸出端B點，心電信號鑒幅電路［141］輸出端C點，心電信號整形電路［142］輸出端D點，脈沖寬度鑒別電路［143］輸出端E點和邏輯比較電路［144］輸出端F的波形圖。
監(jiān)測儀的使用十分方便，操作過程是1.在胸部按放好心電電極。電極可使用常規(guī)電極如銀－氯化銀電極，海棉導電液電極或帶緩沖放大器的電極，電極負極最好安放在胸骨柄右緣外2－3厘米的第三、四肋間；電極正極最好安放在胸骨柄左緣第五肋間的腋前線，或根據(jù)心電波形放在一個QRS波中Q波不明顯的位置；地線最好安放在胸骨柄劍突下2厘米或劍突部，電極安放位置如
圖18所示。
2.打開面板按鍵保護蓋板［15］。
3.按按鍵K5，清除內(nèi)存。
4.裝入電池。
5.接通儀器電源開關［18］。
6.根據(jù)需要用8位撥碼開關［13］輸入報警要求及報警范圍。
7.按動按鍵K0，K1，輸入起始時間的小時數(shù)和分數(shù)。
8.將儀器固定在身體某部位，如
圖18所示監(jiān)測儀可以固定在腰帶上或斜背在身上。
9.把心電電極導聯(lián)線插頭插入監(jiān)測儀輸入插座［11］。
10.按啟動鍵K4，啟動儀器工作。
11.合上按鍵保護蓋板［15］。
權利要求1.一種便攜式智能型心電監(jiān)測儀，包括心電信號放大、濾波和模數(shù)轉換裝置[6]，心電波形輸出裝置[10]，異常心電波判別裝置[7]，異常心電波儲存裝置[9]，其特征在于，所述的異常心電波判別裝置包括R波振幅異常判別裝置和/或T波振幅異常判別裝置。
2.按權利要求1所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，所述的R波振幅異常判別裝置是根據(jù)R波的振幅是否超過第一預定范圍而進行判別的裝置。
3.按權利要求2所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，所述的第一預定范圍的最佳范圍是(0.7－0.8)RMn－1≤RM≤(1.20－1.35)RMn－1，其中RMn，RMn－1分別是第n個和第n－1個R波的振幅。
4.按權利要求1所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，所述的T波振幅異常判別裝置是根據(jù)T波振幅是否小于或等于第一預定值而進行判別的裝置。
5.按權利要求1至4所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，還包括一個異常心電波比較裝置［8］，該裝置利用被比較的異常心電波特征參數(shù)與儲存的異常心電波比較特征參數(shù)進行比較以確定該異常心電波與異常心電波儲存裝置所儲存的異常心電波在類型上是否不同。
6.按權利要求5所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，所述的異常心電波比較裝置包括利用被比較的異常心電波QRS波寬度與儲存的比較特征參數(shù)的QRS波寬度的差的絕對值大于或等于第二預定值或二者的RR差的絕對值大于或等于第三預定值而二者的RR／AR的差的絕對值大于或等于第四預定值而對RR間期異常或QRS波寬度異常的心電波進行比較的裝置。其中RR、AR分別是R－R間期和平均R－R間期。
7.按權利要求5所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，所述的異常心電波比較裝置包括利用被比較的異常心電波的R波振幅與儲存的比較特征參數(shù)的R波振幅差的絕對值大于或等于第五預定值或二者的QRS波寬度差的絕對值大于或等于第二預定值而對R波振幅異常的心電波進行比較的裝置。
8.按權利要求5所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，還包括一個用于檢測QRS波到來的QRS波檢測電路，該電路包括心電信號鑒幅電路［141］，心電信號整形電路［142］，脈沖寬度鑒別電路［143］和邏輯比較電路［144］。
9.按權利要求5所述的心電監(jiān)測儀，其特征在于，還包括導線脫落檢測電路［26］，電源電壓不足檢測電路［27］，蜂嗚器電路［28］，并行接口芯片［39］，打印機［40］，顯示驅動電路［41］，液晶顯示［12］，8位撥碼開關［13］，按鍵［14］。
專利摘要一種便攜式智能型心電監(jiān)測儀，包括心電信號放大、濾波和模數(shù)轉換裝置，心電波形輸出裝置，異常心電波判別裝置，異常心電波比較裝置和異常心電波儲存裝置。由于具有對R波振幅異常和T波振幅異常的判別功能以及異常心電類型的比較功能，并有抗干擾的QRS波檢測電路，因而提高了檢測異常心電波的可靠性。本監(jiān)測儀體積小、功耗低，操作方便。
文檔編號A61B5/04GK2044473SQ88217820
公開日1989年9月20日 申請日期1988年12月24日 優(yōu)先權日1988年12月24日
發(fā)明者沈仲元 申請人:沈仲元