测量人体信号的便携式监控器

　　为了更好地对病人进行临床诊断，连续进行监控是很有必要的，在病人每天的活动中，特别是感到不舒服时，测量出各种连续变化的参数，把病人身上的各种信号记录并存贮起来，对分析病情大有帮助;其中比较重要的信号便是心率、呼吸、皮肤导电性及身体活动程度等。根据医学界的报告，有忧虑、精神混乱或焦虑忧郁等症状的病人，受到攻击处于惊慌状态的人，由于汗腺活动的增加或血液流动的变化，其心率、呼吸速率都有增加，皮肤导电性的波动很大，身体的活动和肌肉的紧张程度也都有明显的加大。如果把这些信号及其变化测量、记录并存贮起来，根据其变化，便能进一步分析和确定病人的病情，以便医生作出正确的处理。便携式监控器就是用来测量人体信号的小型仪器，仪器可由病人随身携带，多固定于腰部，随病人一齐活动。图1所示为病人身上的各种信号，病人身上一共放置了七个电极来获取信号，心率和呼吸信号来自病人胸部的四个电极，皮肤导电信号则来自装在手指上的两个电极，另一电极为接地极。身体活动信号从仪器内压电式晶片上获得，该晶片随身体活动而产生信号。所有这些微弱的人体信号进入仪器后，先由电子线路进行处理，得到我们所需要的QRS、呼吸、皮肤导电性及身体活动性等模拟信号，这些信号随时可由示波器显示，或由磁带记录仪记录存贮。监控器内的微型计算机能对各路模拟信号进行处理，经A/D转换器转换，将数据存放于存贮器内，并可由键盘控制在显示器上显示。存贮的数据能通过接口电路转存至外部计算机内长期保存，供医务人员随时分析、比较、处理或显示，如可用快速福里哀变换作频谱分析，等等。该仪器的结构如图2所示。下面简单介绍一下处理信号的电子线路:

　　1.心率

　　图3是QRS检测电路的方块图，由电极上得到的心电信号先经放大和滤波，由于这对电极同时还用于呼吸信号的测量，而呼吸放大器含有50kHz的载波，故滤波器的通频带为5一40Hz，以消除载波信号。为改善QRS波形，第二级QRS带通滤波器的中心频率选为17Hz。自动门槛电路能随QRS波不断调整比较器门槛，即信号幅度的变化改变门槛电平。最后，信号经单稳态多谐振荡器产生一连串200mV高的QRS脉冲。

　　2.呼吸

　　图4是呼吸信号检测电路方块图，采用四个电极可消除电极与人体之间的接触电阻，并减少运动膺象。用LF44tl运放设计恒流振荡源，狈压量中采用阻抗法，50kHz的高频载波信号经隔离变压器加到病人胸前的一对电极上，随病人呼吸的变化而产生变化的复合阻抗，从胸前的另一对电极上可得到随之变