心電檢測(cè)設(shè)計(jì)方案-資料下載頁(yè)
2025-10-14 12:37本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】于未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和搶救極易發(fā)生死亡。然而由于心律失常的出現(xiàn)常常是。而現(xiàn)在較為有效的檢測(cè)心電失常的方法就是采用記錄24小時(shí)以。一個(gè)方便攜帶的心電監(jiān)測(cè)儀是很有用的。在本方案中研究設(shè)計(jì)了一種低。動(dòng)態(tài)心電記錄儀。該儀器的最大優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、實(shí)用、低功耗且成本。低廉，對(duì)各中小型醫(yī)院的危重病人的搶救和家庭監(jiān)護(hù)有較好的實(shí)用價(jià)。
【正文】 價(jià)格低，建立時(shí)問(wèn)短，所 以它也非常適用于多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的 V/I變換電路。 芯片管腳如圖 32所示： 圖 32 AD620芯片管腳分布圖 B）、 前置設(shè)計(jì)圖 圖 33是 AD620在心電圖監(jiān)測(cè)儀的 應(yīng)用， AD620的低功耗、低供電電壓及低噪聲特性得到了充分發(fā)揮。 圖 33 前置放大電路 心電設(shè)計(jì)方案 Page 13 元件參數(shù)計(jì)算： AD620部分放大倍 數(shù)約 (式中 G為增益 ) 。 以 AD620為主的一級(jí)放大電路，其中兩個(gè)輸入端 ?inV 和 ?inV 分別通過(guò)導(dǎo)聯(lián)線 和電阻 接患者的右臂和左臂，采用雙端供電，分別接＋ 6V和－ 6V，由于整個(gè)系統(tǒng)為浮地設(shè)備，故取電源的中心端為電源地，參考電位點(diǎn) efR 接到電源的中心端。其中， C R1和 C R2 分別構(gòu)成兩個(gè)相等的 低 通濾波器。 由公式： 12f RC?? ， 取 C1＝ C2＝ ， R1＝ R2＝ 1kΩ，得： ?f 1600 Hz 即：頻率大于 1600 Hz的高頻部分被慮除。 由芯片介紹中我們已知， AD620是 通過(guò)在腳 1和腳 8之間外接一電阻 gR 來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的增益，該增益可從 1到 1000不等。 AD620部分放大 7倍， 電阻 gR 的大小由下式來(lái)決定： ? ? 1// 54 ????? RRRG g 計(jì)算得到， RG=8kΩ， 前級(jí)總放大倍數(shù) VA =G＝ 。 右腿驅(qū)動(dòng)電路 A）、芯片介紹 TL082是一通用的 JFET雙運(yùn)用算放大器，其特點(diǎn)有：較低輸入偏置電壓和偏移電流 ；輸出沒(méi)有短路保護(hù) ，輸入級(jí)具有較高的輸入阻抗，內(nèi)建頻率被子償電路，較高的壓擺率。最大工作電壓為 18V。 圖 34 TL082芯片管腳分布 B）、 電路設(shè)計(jì)圖 體表驅(qū)動(dòng)電路是專(zhuān)為克服 50Hz共模干擾，提高 CMRR而設(shè)計(jì)的，原理是采用以人體為相加點(diǎn)的共模電壓并聯(lián)負(fù)反饋，其方法是取出前置放大級(jí)中的共模電壓，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路倒相放大后再加回體表上，一般的做法是將此反饋共模信號(hào)接到人體的右腿上，所以稱(chēng)為右腿驅(qū)動(dòng)。通常，病人在做正常的心電檢測(cè)時(shí)，空間電場(chǎng)在人體產(chǎn)生的干擾電壓以及共模干擾是非常嚴(yán)重。而使用右腿驅(qū)動(dòng)電路就能很好地解決了上述問(wèn)題 。下圖就是右腿驅(qū)動(dòng)電路主要構(gòu)成。其中反饋共模電壓可以消除人體共模電壓產(chǎn)生的干擾，還可以心電設(shè)計(jì)方案 Page 14 抑制工頻干擾。 元件參數(shù)計(jì)算： R7=1M? ,R8=10M? ,C3=(C3的作用是使右腿驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)定 )。 電路如圖 34： 圖 34 右腿驅(qū)動(dòng)電路 低通濾波和高通 濾波 由于心電信號(hào)屬于低頻信號(hào) ,為了去掉高頻的干擾 ,還須通過(guò)低通濾波。放大器的溫漂、皮膚電阻的變化、呼吸和人體運(yùn)動(dòng) ,都會(huì)造成心電信號(hào)出現(xiàn)所謂的“基線 漂移”現(xiàn)象 ,也即輸出端的心電信號(hào)會(huì)在某條水平線上緩慢地上下移動(dòng)。從頻譜上說(shuō) ,這些影響都可以歸結(jié)為一個(gè)低頻噪聲干擾。這也就是使用高通濾波器 (HPF)的原因。而這些噪聲主要集中于 ～ 2Hz。但是 ,心電信號(hào)中的 ST段和 Q波頻率分量集中于 ～ 2Hz,與上述低頻噪聲分量很接近。因此 ,不可簡(jiǎn)單地把高通截止頻率定為 2Hz,否則將使心電信號(hào)的波形出現(xiàn)較大失真。所以 ,把高通濾波器的截至頻率 fL定在 ,低通和高通濾波電路如圖 35所示。 高 通濾波： ???? 2 1 510 CRf L ? 低通濾波： ???? 1062 1 48CRf H ? 放大倍數(shù)： 211112 ??? RRG 圖 35 低通和高通濾波 心電設(shè)計(jì)方案 Page 15 工頻 50Hz 的濾除電路 工頻干擾是心電信號(hào)的主要干擾，雖然前置放大電路對(duì)共模干擾具有較強(qiáng)的抑制作用，但有部分工頻干擾是以差模信號(hào)方式進(jìn)入電路的，且頻率處于心電信號(hào)的頻帶之內(nèi)，加上電極和輸入回路不穩(wěn)定等因素 ，前級(jí)電路輸出的心電信號(hào)仍存在較強(qiáng)的工頻干擾，所以必須專(zhuān)門(mén)濾除，電路如 36所示： 圖 36 50Hz工頻陷波 后級(jí)放大電路 后級(jí)放大采用反相放大 器，反相放大器一般形式如下圖所示： 圖 38 后級(jí)放大電路 前 端放大的為 16倍，后級(jí)放大為 100倍，共放大 1600倍左右： 10 11 1415 ??? RRG 心電設(shè)計(jì)方案 Page 16 第四章 總結(jié) 信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、陷波、濾波后級(jí)放大處理后送入單片機(jī)進(jìn)行 A/D變換，一方面將 A/D變換后的數(shù)據(jù)送入 LCD實(shí)時(shí)顯示心電圖形 ECG及有關(guān)數(shù)據(jù)；另一方面將數(shù)據(jù)壓縮后存入快閃存儲(chǔ)器。然后從存儲(chǔ)器中將數(shù)據(jù)讀出，解壓縮后通過(guò)異步串行通訊 RS232接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到 PC，在 PC上形成數(shù)據(jù)文件，有 PC對(duì)生成的文件做進(jìn)一步的分析處理。 心 電系統(tǒng)的前向通路對(duì)目前面世的許多醫(yī)學(xué)儀器起著不可漠視的重要角色；這相當(dāng)于一個(gè)基石，沒(méi)有了它，很多心血管病人不能得到正確的診斷，所以當(dāng)前對(duì)心電的研究是至關(guān)重要的。 剛要做時(shí)，我覺(jué)得無(wú)法入手，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)相關(guān)資料的了解，明白自己首 先 要做的事情就是要了解心電信號(hào)的特點(diǎn)，因?yàn)樾碾娦盘?hào)輸出時(shí)的幅度不上 5mV，那么選擇一個(gè)適合的放大器對(duì)設(shè)計(jì)是第一個(gè)要點(diǎn)，尤其是前級(jí)放大，不能放大的過(guò)大，以免把干擾信號(hào)也給放大了，在課題的一步步設(shè)計(jì)下去，碰到的問(wèn)題不少，如放大電路中芯片的選擇，在對(duì)比心電放大的各種要求才確定一個(gè)最方便、最 實(shí)用的辦法。根據(jù)心電信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)帶通濾波器、一個(gè)陷波器來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，也使我明白了多階濾波器的設(shè)計(jì)；還有一點(diǎn)很重要的就是電容和電阻的參數(shù)確定比較繁瑣，在選取使要考慮電阻標(biāo)稱(chēng)值，同時(shí)在用 AD620做前置時(shí)，一定要選取阻值基本上完全相等的電阻，以消除差模信號(hào)。 心電設(shè)計(jì)方案 Page 17 參考書(shū)籍 i 《醫(yī)用電子學(xué)簡(jiǎn)明教程》 北京醫(yī)科大學(xué) 和中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社 魏崇卿主編 p73~74 ii 《生理學(xué)》 人民衛(wèi)生出版社出版 （第七版） 朱大年主編 p97~98 iii 《生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)》 張唯真等主編 P45~52 iv 《運(yùn)算放大器應(yīng)用基礎(chǔ)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版 段上樞等人主編 總體電路圖 心電設(shè)計(jì)方案 Page 18
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