专利名称：智能远程心电监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能远程心电监控装置。
目前，市场现有的同类产品只有单导联或双导联。从将心电信号经电话系统传输的方法分类可分为两类第一、模拟传输将心电信号变为电信号后，调制音频载波变为调频信号，经换能器变为声音信号，经电话机话筒变为电信号传输到医院后，再经反变换后变为心电信号。该方式抗干扰性能差，分辨力低。第二、数字传输将心电信号变为电信号后，经A/D转换器变为数字信号，串行输出后，调制音频变为调频信号，经换能器转换为声音信号，经电话机话筒变为电信号传输到医院后，再经反变换，变为心电信号。现有的这种设备一般都需人工接收，即病人拨通医院电话，医生接电话，病人发信号，医生等待发送。无法实现人机之间的语言对话，医生不在无法工作。
本实用新型的目的是提供一种可随时将病人的心电信号经公用电话系统传输到医院，并可以实现信号后台自动接收，语音和心电信号切换，同时还可以实现计算机和病人之间用语言对话，计算机可以对心电数据进行自动分析的智能远程心电监控装置。
本实用新型的目的是这样实现的该装置由两部分组成。即病人用的记录仪和医院用的自动接收卡。本装置为三导联。
记录仪是将心电信号V1、V3、V5三导联经三路放大器同步放大后，经A/D转换变为数字信号，压缩后，记录在随机存储器中，然后，将记录的心电信号变为300波特串行信号调制为音频信号，放大后，经换能器耳机转换为声音信号，通过电话机话筒变为电信号，再经公用电话网将数据传到医院的自动接收卡。
自动接收卡，插在医院的计算机内，它能在后台自动摘机、应答、后台传输心电信号，并以文件形式记录心电信号，接到信号后，以语言呼叫大夫，在大夫不在的情况下，能对病人的心电图数据自动分析，并能根据分析结果以语言方式给病人以指导。
本实用新型由记录仪和自动接收卡组成，记录仪由放大器、单片机U2、地址锁存器U1、程序存储器U3、数据存储器U4、音频调制器、功率放大器、换能器耳机S1组成，单片机U2、地址锁存器U1、程序存储器U3、数据存储器U4组成单片机系统，心电信号经放大器放大后，送到单片机内的多路模拟开关，再送到单片机内的A/D转换器，变为数字信号经压缩后存到数据存储器U4中，单片机的串行输出口接音频调制器，音频调制器的输出接功率放大器，功率放大器的输出接换能器耳机S1；自动接收卡由振铃隔离器、振铃放大器、摘机控制电路、摘机电路、声音和心电信号切换电路、音频解调器、声音切换控制电路、声音放大器、声音切换电路、扬声器S2组成，自动接收卡插在医院的计算机内，振铃隔离器的输出经振铃放大器接医院计算机内部的RS-232口的RI端，摘机控制电路的输出接摘机电路，摘机控制电路的输入端接RS-232口的DTR端，摘机电路与声音和心电信号切换电路相连接，声音和心电信号切换电路的输出接音频解调器，音频解调器的输出接RS-232口的RD端，声音切换控制电路的输入接RS-232口的RTS端，其输出端接声音和心电信号切换电路，声音放大器的输入接音卡语音信号IKI，其输出接声音切换电路，声音切换电路分别接扬声器S2和声音和心电信号切换电路。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型的原理框图。
图2为记录仪的原理框图。
图3、4为记录仪的电路原理图。
图5为自动接收卡的原理框图。
图6为自动接收卡的电路原理图。
由图1-6可知本实用新型由记录仪和自动接收卡组成，记录仪由放大器、单片机U2、地址锁存器U1、程序存储器U3、数据存储器U4、音频调制器、功率放大器、换能器耳机S1组成，单片机U2、地址锁存器U1、程序存储器U3、数据存储器U4组成单片机系统，心电信号经放大器放大后，送到单片机内的多路模拟开关，再送到单片机内的A/D转换器，变为数字信号经压缩后存到数据存储器U4中，单片机的串行输出口接音频调制器，音频调制器的输出接功率放大器，功率放大器的输出接换能器耳机S1；自动接收卡由振铃隔离器、振铃放大器、摘机控制电路、摘机电路、声音和心电信号切换电路、音频解调器、声音切换控制电路、声音放大器、声音切换电路、扬声器S2组成，自动接收卡插在医院的计算机内，振铃隔离器的输出经振铃放大器接医院计算机内部的RS-232口的RI端，摘机控制电路的输出接摘机电路，摘机控制电路的输入端接RS-232口的DTR端，摘机电路与声音和心电信号切换电路相连接，声音和心电信号切换电路的输出接音频解调器，音频解调器的输出接RS-232口的RD端，声音切换控制电路的输入接RS-232口的RTS端，其输出端接声音和心电信号切换电路，声音放大器的输入接音卡语音信号IKI，其输出接声音切换电路，声音切换电路分别接扬声器S2和声音和心电信号切换电路。
记录仪的放大器由三路相同的放大器组成，每路放大器又由二级组成，第一级为三运放组成的高输入阻抗，高共模抑制比的数据放大器，第二级为单端放大器，三路放大器分别由三个低功耗四运放LF444组成，人体的V1、V3、V5位置的心电信号分别由放大器(3)、(2)、(1)放大，放大器(1)由四运放U9及其外接元件电阻R1-R13、R50、电容C1-C2、二极管D1组成，放大器(2)由四运放U10及其外接元件电阻R14-R26、R51、电容C3-C4、二极管D2组成，放大器(3)由四运放U11及其外接元件电阻R27-R40、电容C14-C15、二极管D3组成。
记录仪的音频调制器由集成块U5及其外围元件电容C18、C24、C25、晶体XT1组成。
记录仪的功率放大器由集成块U7及其外接元件电阻R48、R52、电容C20-C23组成。
自动接收卡的振铃隔离器由电容C29、稳压管D12、D13、电阻R57、R7、二极管D16、光电耦合器U15组成；振铃放大器由电平转换集成块U12C组成。
自动接收卡的摘机控制电路由电平转换集成块U13B、电容C10、三极管BG6、电阻R61、继电器J1、二极管D16组成，U13B的输出经R61接BG6的基极，继电器J1接在BG6的集电极电路中；摘机电路由防电话线接反的整流桥D19-D22、复合管BG2、BG5、电容C34-C36、隔离变压器T、电阻R67-R69、R56组成，整流桥D19-D22的输出经耦合电容C34、C35接T的初级，C36为BG2的基极交流旁路电容，R67、R68为BG2的偏置电阻。
自动记录卡的声音切换控制电路由电平转换集成块U13A、电容C11、三极管BG7、BG8、继电器J2、J3、电阻R62、R63、二极管D17、D18组成，U13A的输出分别经R62和R63接BG7和BG8的基极，J2、J3分别接在BG7、BG8的集电极电路中；声音和心电信号切换电路由继电器J3的触点J3-1、J3-2、稳压二极管D5、D8、隔离变压器T的次级组成；声音切换电路由继电器J2的触点J2-1组成。
自动接收卡的音频解调器由集成块U16及其外围元件晶体XT2、电阻R70、电容C12、C19、C26-C28、C37、C38组成，U16的3脚输出经电平转换集成块U12A接RS-232口的CD端，U16的5脚输出经电平转换集成块U12B接RS-232口的RD端。
自动接收卡的声音放大器由功放集成块U14及其外接元件电阻R64、T65、C30-C33组成。
记录仪的工作原理如下将电极按要求按到人体的V1、V3、V5位置，心电信号被转变为电信号，经三路放大器同步放大到A/D转换所需电平。三路放大器是相同的。第一级为三运放组成的高输入阻抗，高共模抑制比的数据放大器，第二级为单端放大器，它完成放大和电平转换的任务。三路放大器分别由三个低功耗四运放LF444组成，其中V5使用四运放的芯片标号为U9，V3使用U10，V1使用U11。图4中U6为负电压发生器，它将正电源变为负电源，提供给运算放大器使用。在图3中，电压基准由二极管D4、D9、D10、D11及运放集成块U8(F442)组成，它输出正负基准，其中正基准做为A/D转换器的参考电压，负基准送到三路放大器做为电平转换电路的参考电压。
单片机U2和地址锁存器U1、程序存储器U3及数据存储器U4组成单片机系统，该系统包括8路模拟开关，一个十位A/D转换器，2个定时器及一具全工串行口。
心电信号被放大后，送到单片机U2内部的多路模拟开关，再送到U2内部的A/D转换器，变为数字信号经压缩后存到数据存储器U4中。
当需要把记录的信号传输到医院时，首先拨医院指定的电话号码，当接通后，将电话机话筒放到记录仪换能器耳机上端，当红指示灯亮时按下功能选择键K2，则单片机系统将存储的心电信号数据经串行口发出，经过调制解调集成电路U5，调制成为音频信号，经LM386(U7)放大后，送到换能器(耳机)变为声音信号，经过电话机话筒变为电信号，再经过公用电话网，传送到医院计算机内的自动接收卡上。
自动接收卡的工作原理如下
自动接收卡插在医院的计算机内，和计算机组成心电信号自动接收系统。这里的所谓自动接收，是指计算机自动识别电话振铃信号，自动摘机，在后台接收传输来的心电数据，接收完成后，用语言呼叫大夫。计算机在完成上述工作时，不用人工干预。此时，计算机仍可做别的工作，即上述工作是在后台自动完成的，可减少医院工作人员的工作量。其工作过程如下当病人拨叫医院的指定电话时，其振铃信号，通过C29隔直，稳压管D12、D13限幅整形，经过D16及光电耦合器变为负脉冲信号，经U12C送到计算机内部RS-232口的RI端。当计算机中断接收到振铃信号后，控制RS232口的DTR信号，使BG6导通，继电器J1吸合常开点闭合，模拟电话摘机。记录仪首先发载波信号，载波信号经整流桥D19-D22、C34、C35及T传送到调制解调器芯片U16，其收到载波信号后，发送载波有效信号，经U12A传到计算机内的RS-232口的DCD端。计算机中断收到DCD信号CD时，则开始接收数据。记录仪发送的数据信号经整流桥D19-22、C34、C35及T，传送到调制解调器芯片U16，解调被音频调制的信号，变为串行信号经经U12B送到计算机的RS-232口的RD端，计算机中断接收传来的数据信号。当收到所有数据后，以文件形式存数据到指定用户的子目录下。然后，计算机调用声音文件送到声卡，声卡信号IKI送到U14放大，用喇叭发声呼叫大夫。大夫听到呼叫，按医院计算机的F5键，计算机使RS-232DTR无效，切换医院电话机DHJ到线路上，医生可查看传送来的心电图，用电话给病人以指导。如果计算机呼不到医生，则计算机自动判病，然后计算机控制RS-232的RTS信号，使BG7、BG8导通使继电器J2、J3吸合，将声音输出电路切换到电话线路上。计算机根据自动判病结果，驱动声卡，将声音通过公用电话网，传送到病人所用电话，给病人以指导。
上述装置还具有如下功能记录病人的所有传输心电信号，可以根据人名、日期随时查看、打印指定的心电信号。
在图4中，三极管BG3、BG4、发光二极管D6、D7、电阻R53-R55、R49组成红绿灯显示电路。三极管BG1、电阻R58-R60组成串行输出电路。
本实用新型的优点如下第一，心电信号经A/D转换变为数字信号。可以实现心电信号后台自动接收，能以文件形式存储存硬盘，可供查询，作为资料保存。第二，本装置的心电信号变为数字信号，经串口音频调制后变为音频信号，以普通耳机作为换能器的方法，设计新颖、可靠。第三，利用计算机的现有的RS-232口接收信号，充分利用RS-232口的控制线，实现信号后台自动接收，语音和心电信号切换，电路简单可靠。第四，具有语音功能，可以实现计算机和病人之间用语言对话，计算机可以对心电数据进行自动分析，可以无人值守。
权利要求1.一种由记录仪和自动接收卡组成的智能远程心电监控装置，其特征在于记录仪由放大器、单片机U2、地址锁存器U1、程序存储器U3、数据存储器U4、音频调制器、功率放大器、换能器耳机S1组成，单片机U2、地址锁存器U1、程序存储器U3、数据存储器U4组成单片机系统，心电信号经放大器放大后，送到单片机内的多路模拟开关，再送到单片机内的A/D转换器，变为数字信号经压缩后存到数据存储器U4中，单片机的串行输出口接音频调制器，音频调制器的输出接功率放大器，功率放大器的输出接换能器耳机S1；自动接收卡由振铃隔离器、振铃放大器、摘机控制电路、摘机电路、声音和心电信号切换电路、音频解调器、声音切换控制电路、声音放大器、声音切换电路、扬声器S2组成，自动接收卡插在医院的计算机内，振铃隔离器的输出经振铃放大器接医院计算机内部的RS-232口的RI端，摘机控制电路的输出接摘机电路，摘机控制电路的输入端接RS-232口的DTR端，摘机电路与声音和心电信号切换电路相连接，声音和心电信号切换电路的输出接音频解调器，音频解调器的输出接RS-232口的RD端，声音切换控制电路的输入接RS-232口的RTS端，其输出端接声音和心电信号切换电路，声音放大器的输入接音卡语音信号IKI，其输出接声音切换电路，声音切换电路分别接扬声器S2和声音和心电信号切换电路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于记录仪的放大器由三路相同的放大器组成，每路放大器又由二级组成，第一级为三运放组成的高输入阻抗，高共模抑制比的数据放大器，第二级为单端放大器，三路放大器分别由三个低功耗四运放LF444组成，人体的V1、V3、V5位置的心电信号分别由放大器(3)、(2)、(1)放大，放大器(1)由四运放U9及其外接元件电阻R1-R13、R50、电容C1-C2、二极管D1组成，放大器(2)由四运放U10及其外接元件电阻R14-R26、R51、电容C3-C4、二极管D2组成，放大器(3)由四运放U11及其外接元件电阻R27-R40、电容C14-C15、二极管D3组成。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于记录仪的音频调制器由集成块U5及其外围元件电容C18、C24、C25、晶体XT1组成。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于记录仪的功率放大器由集成块U7及其外接元件电阻R48、R52、电容C20-C23组成。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于自动接收卡的振铃隔离器由电容C29、稳压管D12、D13、电阻R57、R7、二极管D16、光电耦合器U15组成；振铃放大器由电平转换集成块U12C组成。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于自动接收卡的摘机控制电路由电平转换集成块U13B、电容C10、三极管BG6、电阻R61、继电器J1、二极管D16组成，U13B的输出经R61接BG6的基极，继电器J1接在BG6的集电极电路中；摘机电路由防电话线接反的整流桥D19-D22、复合管BG2、BG5、电容C34-C36、隔离变压器T、电阻R67-R69、R56组成，整流桥D19-D22的输出经耦合电容C34、C35接T的初级，C36为BG2的基极交流旁路电容，R67、R68为BG2的偏置电阻。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于自动记录卡的声音切换控制电路由电平转换集成块U13A、电容C11、三极管BG7、BG8、继电器J2、J3、电阻R62、R63、二极管D17、D18组成，U13A的输出分别经R62和R63接BG7和BG8的基极，J2、J3分别接在BG7、BG8的集电极电路中；声音和心电信号切换电路由继电器J3的触点J3-1、J3-2、稳压二极管D5、D8、隔离变压器T的次级组成；声音切换电路由继电器J2的触点J2-1组成。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于自动接收卡的音频解调器由集成块U16及其外围元件晶体XT2、电阻R70、电容C12、C19、C26-C28、C37、C38组成，U16的3脚输出经电平转换集成块U12A接RS-232口的CD端，U16的5脚输出经电平转换集成块U12B接RS-232口的RD端。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于自动接收卡的声音放大器由功放集成块U14及其外接元件电阻R64、T65、C30-C33组成。
专利摘要本实用新型涉及一种智能远程心电监控装置,它由病人用的记录仪和医院用的自动接收卡两部分组成,记录仪将心电信号V1、V3、V5三导联经三路放大器同步放大后,经A/D转换、压缩后记录在数字存储器中,然后经音频调制器及放大器后经耳机转换为声音信号。再经电话将数据传到医院的自动接收卡,自动接收卡插在医院的计算机内,它能在后台自动摘机、应答,后台传输心电信号。本新型的优点是可实现自动摘机及人机对话,在医生不在时,对病人的心电数据自动分析,并将分析结果以语言方式给病人以指导。
文档编号G06F19/00GK2301756SQ9721668
公开日1998年12月23日 申请日期1997年5月30日 优先权日1997年5月30日
发明者耿肇英, 赵书良, 刘虹霞, 王生池, 杜建文, 田义, 刘增锁 申请人:河北师范大学