高速同步采样的十二道心电图机电路设计

　　1　引　　言

　　十二道高速同步采样心电图机是目前国内外心电图机的主要发展方向。要实现十二道高速同步采样,对心电图机的电路设计有很高的要求,不仅要考虑心电测量中各种干扰的抑制问题,还要考虑工艺、成本和高速同步采样电路的实现问题。

　　已有许多学者研究生物电放大器,但所提出的放器不适合于十二道高速同步采样心电图机。为消除心电检测中极化电压的影响,I.A.Dotsinsky等人提出将心电信号进行两级直流放大,并在主放大器的输入端用数模转换器的输出电压来抵消极化电压[2]。该方法不仅较之常规的时间常数电路去除极化电压成本较高,而且很难把基线线调到理想的零点。李刚[3]等提出了新型多通道放大电路。该电路在容易实现十二导心电信号同步采样的同时,对心电检测中最主要的干扰50Hz具有较强的抑制作用。为进一步抑制工频干扰,该电路也方便采用右腿驱动电路。此外,在软件上还采用高效的滤除工频干扰的自适应模板法等算法[4,5],使心电图的记录达到了理想效果。本文研究了一种既具有技术方面的先进性,又造价低廉,适合中国国情的十二导高速同步采样心电图机。该心电图机是世界上第一台“傻瓜”型心电图机,简单到只需按一个按键,就可完成全部12导联的测量、打印任务。

　　2　电路设计

　　本研究开发的十二道高速同步采样心电图机采用新型单片机ADμC812作核心,利用单片机内嵌的模数转换器(ADC)对心电检测电路采集到的多通道心电信号采样,经软件合成和处理之后送打印。本机是“傻瓜”型心电图机,除实现打印功能外,还具有导联脱落、缺纸和过热自动报警功能。

　　图1所示为十二道高速同步采样心电图机的整机原理框图。下面对其部分电路进行说明。

　　2.1　前置放大器

　　本心电图机利用图2所示新型生物电前置放大器,构成8通道的心电检测前置放大电路,实现十二导联心电信号的同步采样。

　　2.2　时间常数和主放大器

　　时间常数电路和主放大器如图3所示。

2.3　右腿驱动电路

　　本机采用右腿驱动电路如图4所示。

　　2.4　时间常数快恢复电路

　　由于采用时间常数电路去除极化电压,因此,为使基线快速恢复到零点,在电路中设置了模拟开关,图3的开关K即为实现此功能所设置。

　　2.5　导联脱落检测电路

　　图5所示为导联脱落检测电路。电路主要由一支10M的电阻,两个参考电源VREF1、VREF2和比较器A2构成,并利用前置放大器来检测导联脱落信号。