专利名称：数字式心电监护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用数字式心电监护器，尤其涉及通过电话线以数字方式传输心电图的仪器。
在本实用新型出现前，病人端的监护器缺乏数字式存贮装置，使得病人端的监护器使用不方便。另外，现有技术中电话传输心电图多采用模拟调频传输。这是一种早期出现的传输方式，经模拟调频传输心电，其特点可以实现单导心电或多导心电分时传输，缺点是抗干扰性能差，发送信号易受发送和接收环境噪声干扰。美、以、澳的产品均为模拟调频传输。如果在接收器系统配有计算机管理系统，必须将接收到的模拟信号转换为数字信号才能进行处理。
另外，既往国内外均采用单台微机与单台电话并联作为工作站。一次接收一个病人的信号，这显然存在不方便的地方。
本实用新型的产品首先采用数字编码传输。数字编码是先进的通信技术，其特点是抗干扰性能强，不易受环境、噪声干扰，失真小，差错率低，传输速度快，计算机对接收的数字信号可以直接进行处理。本实用新型是世界上首先采用先进的数字编码传输技术的产品。
因此，本实用新型的第一目的在于提供一种体积小、价廉的监护器，使测得的信号可以以数字的方式存贮起来，并在必要的时候易于读取出来。
本实用新型的第二目的在于使所存贮的数据可通过电话以数字的形式传送。
本实用新型的第三目的在于采用多台微机组成的局网式的工作站，使得可同时接收多个病人的信号。
本实用新型的第四目的在于提供一个由数字式电话传输心电监护器(下简称监护器)和数字式电话传输心电工作站(下简称工作站)组成的装置。
为了实现以上目的，本实用新型提供了一个数字式心电监护器，包括心电电极、威尔逊电路、心电信号放大器、控制器、锁存器、实时时钟、指示电路、复位电路、电源电路、按键和调制解调器，其特征在于还包括一个A/D转换器和存贮器。
为了实现以上目的，本实用新型还提供了一种数字式电话传输心电工作站，由网络服务器、传输服务器、维护服务器、监护终端以及集线器、网线、打印机、电话组成的局网。
本实用新型与现有常规心电监护技术相比，具有如下优点使用者可随时对心电状况进行记录，从而在必要时可通过合适的方式将这些数据送到分析器，进行分析。
图1是数字式电话传输心电监护器的方框图。
图2是数字式电话传输心电监护器的记录器与调制解调器一体的外型示意图。
图3a和图3b分别是数字式电话传输心电监护器的记录器与调制解调器分体的外型示意图。
图4a是数字式电话传输心电监护器中的输入电路，图4b-图4d分别是放大器电原理图。
图5是数字式电话传输心电监护器中的数字电路电原理图。
图6是数字式电话传输心电监护器中的调制解调器电原理图。
图7是数字式电话传输心电工作站中的心电工作站框图。
图8是数字式电话传输心电工作站的软件流程图。
图9是数字式电话传输心电工作站中的监护终端窗口。
下面，结合附图对本实用新型做进一步详述图1是数字式电话传输心电监护器的方框图。参照图1，本实用新型监护器由心电电极1、威尔逊电路2、心电信号放大器3、4、5、单片(微型计算)机6、锁存器7、程序存贮器8、数据存贮器9、实时时钟10、指示电路11、复位电路12、电源电路13、按键14、调制解调器15等组成。心电电极检测到的心电信号经过威尔逊电路后由信号放大器放大，然后经单片机上集成的A/D转换器变换后存在数据存贮器中。程序存贮器提供单片机的控制所需的程序。在需要时，在数据存贮器中数据可通过调制解调器发送到远程计算机。
在该装置中，按键和指示电路可用来选择监护器的工作方式和当前的工作状态。时钟电路除提供当前的实时时间外，还具备闹钟的功能，当由按键设定的定时时间到时，可自动唤醒监护器，使其由省电(待机)方式自动进入工作状态，而无须人工干预。
在实时时钟、按键等的联合作用下，通过复位电路，使监护器无论在任何情况下均可处于正常工作状态或可以进入正常工作状态。调制解调器具有自动拨号、占线自动转移呼叫、线路质量不良自动降低转输速度等多项功能，一旦受试者选择传输工作方式，则RAM中的数据就可自动地经调制解调器利用电话线路传送到工作站。
一旦工作站(工作站的构成将在后面描述)与受试者建立电话联系，心电数据即刻传到中心，在工作站微机内装的专用程序控制下，该数据可以变成受试者的心电图形，该图形可以滚动、放大及打印，以便工作站的医生做出诊断，并经由电话线对受试者做出医疗或急救指导。
另外，单片(微型计算)机内集成有中央处理器CPU、A/D转换器、RAM。环绕单片(微型计算)机的其它外围集成电路由固化在ROM中的程序加以控制，以完成它们各自担负的任务，从而实现监护器的各种功能。
在其它实施例中，控制器和A/D转换器显然可以是分离的。单片机可以和存贮器集成在一起。
在本实用新型的一种实施方式中，采用表面装贴焊接技术，选用优质的元器件，因此实现了微型化，便于随身携带，可对受试者进行长时间的心电监测，并能按照受试者的意愿随时与工作站取得联系，得到工作站医生的及时诊断，医疗或急救指导。
在其它实施例中，可用EEPROM来作为存贮器，尤其是用EEPROM来当数据存贮器，这样可以不怕掉电。
在其它实施例中，单片机6可以是任何形式的微处理器。程序存贮器和数据存贮器可以是同一个存贮器。调制解调器可以在必要时才连接。
图2是数字式电话传输心电监护器的记录器与调制解调器一体的外型示意图。图3a和图3b分别是数字式电话传输心电监护器的记录器与调制解调器分体的外型示意图。如图2和图3a及3b所示，本实用新型有两种结构型式如图2所示的一体式和如图3a及3b所示的分体式。参照图2，整个监护器可安装在一个或两个比手掌稍大的机壳内，机壳上装有与心电电极相连的导联线插座、电话线路插座及外部直流电源插孔。参照图3a和3b，调制解调器部分安装在具有圆弧造型底座中，监护器的其余部分则安装在具有艺术造型的手持机壳中，底座有容纳手机的凹槽，底座凹槽的向上端面和手机的向下端面分别装有镀金的电气触点，无须特殊的操作部件，只须将手机对准底座的凹槽轻轻滑入，即可实现可靠的连接。而将手机自下而上的自凹槽中拔出，即可断开连接，插、拔方便快捷。从图2和图3a及3b可以看出二者的区别在于一体式是监护器的所有部分均安装在一个机壳内，而分体式是监护器的调制解调器部分安装在一个机壳内，其余部分安装在另一个机壳内。
图4a是数字式电话传输心电监护器中的输入电路，图4a-图4d分别是放大器电原理图。参照图4a-4d，威尔逊电路、心电放大器电路由集成电路U1～U11、二极管D1～D12、三极管BG1～BG3、电阻R1～R33、电容C1～C3等组成。
图5是数字式电话传输心电监护器中的数字电路电原理图。参照图5，单片(微型计算)机系统主要由集成电路U12～U16等组成。
图6是数字式电话传输心电监护器中的调制解调器电原理图。参照图6，调制解调器主要由集成电路U18～U21组成。
在图4a-4d到6中，集成电路U1的型号为四运算放大器MAX4044；U2的型号为双运算放大器MAX4042；U3、U4、U5的型号为四选一多路开关；U6、U7、U8的型号为仪表放大器MAX4194；U9、U10、U11的型号为MAX4040单运算放大器；U12的型号为单片计算机80C552；U13的型号为锁存器74HC373；U14的型号为ROM27C512；U15的型号为RAM 684000；U16的型号为实时时钟DS12887；U17的型号为去抖动电路MAX6817；U18的型号为MODEM芯片RCV336ACF；U19的型号为ROM 27C010；U20的型号为RAM62256；U21的型号为非易失RAM 24C02；V22的型号为ITC117P。本领域的普通技术人员显然知道如何用其它型号的芯片来替代这里公开的芯片。
通过参看图4-6的电路图及上面公开的集成电路型号，本领域的普通技术人员显然能轻易地知道整个电路是如何连接的。因此，申请人在此仅对认为必要的一些对方进行描述。在本实施例中，采用的控制器的P0端口是地址和数据复用的，一方面它直接连到存贮器集成块U14和U15的数据端口，另一方面它通过一个锁存电路U15连接到存贮器的低位地址输入。控制器的高位地址端口P2与存贮器的高位地址线相连。另外，调制解调器的DCD端，RXD端以及TXD端分别与控制器的P3.2,P3.0和P3.1相连。调制解调器的GND接地。
该装置的工作是这样的，心电电极贴在受试者身体的特定部位，它检测到的心电信号经威尔逊电路送到心电信号放大器放大后，输出到单片(微型计算)机，单片(微型计算)机利用内建的A/D转换器将此信号变换成数字量后，存贮在数据存贮器RAM内。RAM内的数据可按照由按键确定的状态，经过调制解调器，利用电话线路传送到心电监测中心。在必要的情况下，由单片机采集的数据可以直接通过调制解调器发送而不用先存在数据存贮器中再通过专门的发送按钮发送。
使用时，将心电电极贴在受试者测量心电图的常规位置上，经过专用导联线与监护器相连，受试者按照监护器的显示器的提示按动按键，选定手动或定时记录方式之一，经确认后，即开始记录信号。此时受试者的心电信号经导联线传给心电信号放大器加以放大，再经集成电路U12内含的A/D转换器转换成数字量(转换速率200次/秒，精度10位)，大约经过半分钟，受试者的符合心电监测规范的心电图数据即存贮在本监护器中。本监护器的数据存贮器可以容纳例如24次的测量数据。只要数据不被更新以及不断电，已存贮的数据可长时间保留。然后，无论存贮器中有多少数据，存满或者是未存满，只要受试者感到有必要，将本监护器与电话连接好以后，均可将该批数据经调制解调器自动地通过电话线传到指定的工作站。然后，受试者就可拿起电话听筒聆听工作站医生对受试者根据所记录心电图做出的诊断、医疗或急救指导。
在本实用新型的其它实施方式中，监护器也可以不通过调制解调器和电话线与服务中心的工作站相连，而是先将数据发送到一台电脑，然后由该电脑与服务中心的工作站相连。即在必要的情况下，将监护器与一台电脑的串行口或并行口相连，并通过串行口或并行口将数据送到电脑。然后由电脑通过因特网或其它合适的方式送给工作站。在这种情况下，本实用新型的监护器还需要有一个串行口或并行口。关于如何与电脑进行串行或并行通信是本领域的普通技术人员所熟知的，在这里不再详细描述。
数字式电话传输心电工作站(下称工作站)本实用新型的数字式电话传输心电工作站是以计算机为核心，由多台计算机组成的心电监护工作站。
1．工作站硬件结构和功能(1)硬件组成参照图7此工作站是由网络服务器、UPS、集线器、网线、传输服务器、维护服务器、监护终端、打印机、电话等多种硬件设备组成的局网。
网络服务器是系统的最主要组成部分，主要用于存贮用户心电及病历信息，实现资源共享和管理整个网络系统。
传输服务器管理接收用户传来的心电及语音信息。
UPS(不间断电源)为网络服务器提供稳定、可靠的电源，防止因突然掉电等不良因素给网络服务器造成故障。
集线器实现计算机在网络系统中的互联，确保网络的正常运行。
维护服务器工作站系统维护及网络维护。
监护终端诊断心电数据。
打印机打印心电图等。
电话与用户通话。
网线通过集线器使计算机连接到网络系统上。
2．工作流程参照图8在上述工作站上运行如下软件(1)用户采集心电信号，通过电话线传至传输服务器，由传输服务器处理，并将信息传到网络服务器上。
(2)监护终端从服务器上取出相应心电信息，处理、显示。若需要保留信息，则将需保留的信息存贮到网络服务器上，以便可以由其它监护终端调用，实现共享。
(3)维护服务器对用户资料的管理结果存贮到网络服务器，以便各监护终端调用，当需专家诊断时，可以从服务器上读取信息并转发给专家的电脑。
3．维护终端工作站工作站窗口是数字式电话传输心电工作站的主体窗口，见图9，其自上而下的功能分区如下(1)菜单条列有下列按钮“应答”、“心电图”、“对比图”、“测量”、“填诊断”、“打印”、“删除”及“退出”。
(2)病历菜单条以下为病历资料，其中左半为一般资料窗，右半为疾病资料窗(既往病史)。
①一般资料窗。
②一般资料窗内自左向右排列每一位用户的如下资料网号、注册期、姓名、性别、出生日期、婚否、身高、体重、职业、饮酒史、饮酒量、吸烟史、吸烟量、工作单位、家庭住址、住宅电话、寻呼机号、手机号、合同医院、该院病历号等资料。用鼠标按水平滚动条，可以阅览每位用户的上述资料。
③疾病资料窗。
(3)库存心电数据窗位于一般资料窗及疾病资料窗下面。
(4)心电图显示窗及对比图显示窗界面下半部为心电图显示窗及对比心电图显示窗。
(5)提取电话传输数据。
(6)心电图形放大。
(7)填诊断。
(8)打印。
(9)删除。
4．系统维护
系统维护终端①转发。
②删除。
③查阅。
④语音。
⑤病历。
⑥整理。
⑦交费。
本实用新型与现有常规心心监护技术相比，具有如下优点1．整机结构高度紧凑，实现了微型化，便于携带，操作简单，价格低廉，既适合个人用户使用，也适合集体用户使用，特别适宜于在已通直拔电话的广大农村地区使用。
2．可对人体心电信号进行实时动态监测。只要受试者携带了本实用新型监护器，无论他在什么地方，也不管在什么时间，只要出现突发心脏事件，均可准确及时地记录在案，为医生根据心电图对受试者做出诊断提供强有力的手段。
3．由于采用电话线路传输心电数据新技术，为普及常规心电图监护奠定坚实的物质基础，由于使用专用软件的工作站可以通过电话线路联网。
这不仅可以提高广大农村地区的医疗水平，使群众受益，而且可以使工作在广大农村地区的医务人员得到心脏病专家的指导和帮助，提高他们的业务能力。
4．采用数字式传输，局网工作站，可同时接收数个乃至数十个病人的信号，可靠性高，无差错传输，抗干扰能力强。工作站除接收数据外，还有录音/回放、临时文件排队、建立数据库、资源共享、写号、维护、计费、转发、登录、会诊、显示心电图、测量心电图、查看既往心电图等功能。
权利要求1．一种数字式心电监护器，包括心电探测极(1)、威尔逊电路2、心电信号放大器(3,4,5)、控制器(6)和数据输出接口，其特征在于还包括一个A/D转换部分，一个存贮器，和一个调制解调器，其中控制器的数据端口与存储器的数据线相连，控制器的地址端口与存贮器的地址线相连，调制解调器的DCD端，RXD端和TXD与控制器相连。
2．根据权利要求1所述的监护器，其特征在于所述调制解调器与其它的电路部分安装于一个机壳内。
3．根据权利要求1所述的监护器，其特征在于所述调制解调器与其它的电路部分分开安装，在需要时才连接。
4．根据权利要求1-3所述的监护器，其特征在于所述A/D转换器与控制器集成在一起。
5．根据权利要求1-3所述的监护器，其特征在于所述存贮器与所述的控制器集成在一起。
6．根据权利要求1-3所述的监护器，其特征在于所述的控制器是一个单片机。
7．根据权利要求1-3所述的监护器，其特征在于所述A/D转换器的转换速率为200次/秒，精度为10位。
8．根据权利要求1-3所述的监护器，其特征在于所述的存贮器是EEPROM。
专利摘要一种病人用心电监护器,由心电电极、威尔逊网络、三通道心电信号放大器、单片(微型计算)机、锁存器、存贮器ROM、RAM、实时时钟、指示电路、复位电路、电源电路、按健、调制解调器等组成,把既往的模似调频电话传输改为利用调制解调器数字式电话传输,提高了传输的可靠性、抗干扰能力、抗背景噪声的能力等。本实用新型还提供了一种医生用电话传输心电监护工作站,可接收数字信号,显示病人电话传输心电监护器传来的心电信号。
文档编号G06F17/00GK2437292SQ9924273
公开日2001年7月4日 申请日期1999年9月17日 优先权日1999年9月17日
发明者王湘生 申请人:北京卡迪欧医疗设备有限责任公司