CN2524670Y - 数字式心电信号发生器 - Google Patents
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Abstract
一种可主动产生正常或异常心电信号的装置，用于测试、检查各种心电图机的电子仪器。它是数字式的，可产生21种或更多种的心电信号，只要能把心电图形数字化就可以使该装置发出同样波形的心电图。它包括：健盘(1)，输入控制器(2)，中央处理器(3)，输出控制器(4)，存储器(5)，D/A转换器(6)，指示灯(7)，输入阻抗匹配器(8)，放大器(9)，输出阻抗匹配器(10)，信号输出口(11)，电源(12)。
Description
本实用新型涉及一种数字式心电信号发生器，以及任一种心电信号和任一种干扰信号相叠加的心电模拟信号。可用于心电图机、心电监护器等医用设备的检测，研制和表演、以及电化教育、个人保健等。
本实用新型出现前，心电信号发生器是有源或无源模拟电路，按心电波的时序对方波进行处理而获得P-QRS-T波群，自然后者的波形与人体产生的P-QRS-T波相差较大。而且通过一个模拟电路实现任一心电波形也是不可能的，本实用新型首先采用将模拟心电信号数字化，经D/A(模/教)转换变为模拟心电信号。它的优点是抗干扰能力强、失真小，易存取，可产生任意多种心电信号。
为实现上述目的，本实用新型包括输入和输出控制，信号数据存储器、D/A转换器、模拟放大器和总控六部份。
为实现上述目的，本实用新型力图低功耗，低成本。因此选用MAX856作为DC/DC芯片，可用一节1.5V电池供电。键盘和指示灯采用薄膜开关，由盒内单片机控制，信号数据存储在单片机内FLASE区，D/A转换器用MAX5385，CPU选用W78LE58，模拟放大器和阻抗匹配器选用MAX4294。
本实用新型与现有常见心电信号发生器技术相比，是有如下优点：可以产生任一种与人体心电信号完全一致的不失真的，低功耗的心电信号。
图1是数字式心电信号发生器的方框图。
图2是数字式心电信号发生器的面板与结构图。
图3是数字式心电信号发生器的电原理图。
图4是数字式心电信号发生器的输出波形：
图4.1心房颤动(ATRIAL FIBRILLATION)，简称AF。
图4.2心房扑动(ATRIAL FLUTTER)，简称AFI。
图4.3 I度房室传导阻滞(I°ATRIOVENTRICULAR BLOCK)，
简称I°B。
图4.4 II度房室传导阻滞(II°ATRIOVENTRICULAR BLOCK)，简
称II°B。
图4.5完全性房室传导阻滞(COMPLETE ATRIOVENTRICULAR
BLOCK)，简称III°B。
图4.6(DEMAND PACEMAKER-INDUCED VENTRICULAR RHYTHM)，
简称DEM。
图4.7室性早博(PREMATURE VENTRICULAR CONTRACTION)简
称PVC。
图4.8二联律(BIGEMING)，简称BIG。
图4.9三联律(TRIGEMING)，简称TRI。
图4.10心动过缓(LOW RATE)，简称LOR。
图4.11心动过速(HIGH RATE)，简称HIR。
图4.12室性逸博(VENTRICULAR ESCAPE)，简称VES。
图4.13多形性室早(MULTIFORM VENTRICULAR TACHYCARDIA)，
简称MF。
图4.14 R落在T上的室早(VENTRICULAR PREMATURE BEAT
OF R/T)，简称R/T。
图4.15呈双搏动(PAIRED BEATS)，简称PAI。
图4.16室性逸搏奔逸(VENTRICULAR ESCAPE RUN)，简称VER。
图4.17室速(VENTRICULAR TACHYCARDIA)，简称VT。
图4.18心停搏(ASYSTOLE)，简称ASY。
图4.19室颤(VENTRICULAR FIBRILLATION)，简称VF。
图4.20正常节律(NORMAL RHYTHM)，简称NR。
图4.21晚电位(LATE POTENTIAL)，简称LPS。
图4.22工频干扰(AC NOISE)，简称CAN。
图4.23肌电伪迹(MUSCLE ARTIFACT)，简称MUA。
图4.24正常心电叠加工频干扰，简称(NR+CAN)。
图4.25正常心电叠加肌电伪迹干扰，简称(NR+MUA)。
下面，结合附图对本实用新型做进一步详述：
图1是数字式心电信号发生器的方框图。参照图1，本实用新型发生器由键盘1、本实用新型发生器由键盘1，输入控制器2，中央处理器(CPU)3，输出控制器4，指示灯5，闪存卡6，D/A转换器7，输入阻抗匹配器8，放大器9，输出阻抗匹配器10，信号输出端11，电源12组成。将任一种心电信号数字化后，存入闪存卡中，当操作者按动某一键时，CPU一面使相应指示灯点亮，一面使闪存卡的数字信号经D/A转换器变为模拟量，模拟心电信号经输入(出)阻抗匹配器、放大器放大成任意大的信号后在输出端输出，控制程序在CPU中。
在该装置中，按键和指示灯电路可用来选择发生器的工作状态，是在发生哪一种心电信号。
在实施例中，输入(出)控制器，CPU，FLASH存储器集成在一个芯片中，称之为单片机。
在其它施实中，可用不集成在一起的CPU和控制芯片及存储芯片。或自常D/A的CPU，可用EPROM作为存储器，可不怕掉电。
图2是数字式心电信号发生器的面板与结构图。在面板上，AF为心房纤颤(ATRIALFLUTTER)键；AFI为心房扑动(ATRIALFLUTTER)键；I°B为I度房室传导阻滞(I°ATRIOVENTRICULAR BLOCK)键；II°B为II度房室传导阻滞(II°ATRIOVENTRICULAR BLOCK)键，III°B为完全性房室传导阻滞(COMPLETE ATRIOVENTRICULAR BLOCK)键；DEM为按需起搏器诱发的室性节律(DEMAND PACEMAKER-INDUCEDVENTRICULAR RHYTHM)键；PVC为室性早博(PREMATURE VENTRICULARCONTRACTION)键；BIG为三联律(BIGEMING)键；TRI为三联律(TRIGEMING)键；LOR为心动过缓(LOW RATE)键；HIR为心动过速(HIGH RATE)键；VES为室性逸博(VENTRICULAR ESCAPE)键；MF为多形性室早(MULTIFORM VENTRICULAR TACHYCARDIA)键；R/T为R落在T上的室早(VENTRICULAR PREMATURE BEAT OF R/T)键；PAI为呈双博动(PAIRED BEATS)键；VER为室性奔逸(VENTRICULAR ESAPE RUN)键；ASY为心停博(ASYSTOLE)键；VF为室颤(VENTRICULAR FIBRILLAT10N)键；NR为正常节律(NORMALRHYTHM)键；LPS为晚电位(LATE POTENTIAL)键；CAN为工频干扰(AC NOISE)键；MUA为肌电伪迹(MUSCLE ARTIFACT)键；CLR/VT2键用来消除叠加波中的干扰信号；CLS用来清零，使已键入的信息失效；RST用于使整机复位；
图3是数字式心电信号发生器的电原理图，参照图3，由UI-U4组成。
图4是数字式心电信号发生器产生的心电信号波形图。这些波形，在按动相应的键后，可周而复始地在信号输出端产生。
在图3中，U1为单片机，WINBOND78LE58(也可选用87LPC769)，其中含有微型中央处理器(CPU)，输入控制器和输出控制器，闪存卡(FLASH)，U2A，U2B，U2C，U2D为四运放MAX4294，其中U2B为1/4MAX4294，用作输出阻抗匹配器，U2C为1/4 MAX4294作线性放大，U2D为1/4 MAX4294，用作输出阻抗匹配器，U2A为MAX4294和U3MAX856组成DC/DC电源，可用一节干电池供电，U4为MAX5385(CPU选用87LPC769时可自带D/A)作为D/A转换器。
通过参看图3的电路图及上面公开的集成电路型号，本领域普通技术人员显然能容易地知道整个电路是如何连接和运行的。单片机WR端口与U4的D/A转换器的数字输出口DIN相连接。单片机的端口RESET与复位电路相连，清除已键入的各键失效的电路与单片机INT相连接，D10/T，P11/T，P12-P17与指示灯电路相连，P00-P27与24个键相连。
使用时，按RST键，使整机复位，再按某个键，整机输出端立即输出某种与按键符号相应的模拟信号，幅度1mv-3V可调。
图4是本实用新型产生的信号及其各命名键的字符。
本实用新型与现有心电信号发生器相比，有如下优点：
1.只要将心电信号数字化，就可获得任意一种异常心电信号，而现有模拟心电信号发生器只能产生1-5种异常心电信号。本实用新型可产生21种异常心电信号，还可以扩充。
2.抗干扰能力强，而现有模拟心电信号发生器易受电磁波干扰。
3.操作简单，成本低，体积小。
4.数字式心电信号发生器不是用电阻、电容，放大器芯片凑成的模拟心电的信号，而是把真正的心电信号放在存储器中，所以它易调试，易批量投产，易增加波形种类。
Claims (3)
1.一种可产生正常和不正常数字式心电信号的数字式心电信号发生器，用于检测各种心电图机的故障，包括：键盘(1)，输入控制器(2)，中央处理器(3)，输出控制器(4)，存储器(5)，D/A转换器(6)，指示灯(7)，输入阻抗匹配器(8)，放大器(9)，输出阻抗匹配器(10)，信号输出口(11)，电源(12)。
2.根据权利要求1所述的数字式心电信号发生器，其特征在于所述的输入控制器(2)，中央处理器(3)，输出控制器(4)和存储器(5)都由一块型号为WINBOND78LESS或87LPC769的单片机组成，输入阻抗匹配器(8)，放大器(9)，输出阻抗匹配器(10)和电源(12)由型号为MAX4294的四运放集成电路构成，其中的一个运放用作输入阻抗匹配器(8)，一个运放用作放大器(9)，一个运放用作输出阻抗匹配器(10)，一个运放与型号为MAX856的集成电路组成电源，D/A转换器由型号为MAX5 385的集成电路构成，并且单片机的WR端口与D/A转换器的数字输出口DIN相连，单片机的端口RESET与复位电路相连，清除已键入的各键失效的电路与单片机的INT相连，D10/T，P11/T，P12-P17与指示灯电路相连，P00-P27与24个键相连.
3.根据权利要求1或2所述的数字式心电信号发生器，其特征在于将输入/输出控制器，中央处理器、存储器集成在一个单片机中，也可以是分开的。
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| CN101947111A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-19 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 一种输出极化电压信号的心电模拟装置及方法 |
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2001
- 2001-08-13 CN CN 01233204 patent/CN2524670Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN101947111A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-19 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 一种输出极化电压信号的心电模拟装置及方法 |
| CN101947111B (zh) * | 2010-09-30 | 2012-09-05 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 一种输出极化电压信号的心电模拟装置及方法 |
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