專利名稱：動(dòng)態(tài)心電圖儀全信息記錄器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以診斷為目的探測(cè)、測(cè)量或記錄的儀器，特別是指一種探測(cè)、記錄人體心電活動(dòng)的記錄器。
現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)護(hù)設(shè)備，多為片段式記錄，例如中國(guó)專利92204749.5公開的“動(dòng)態(tài)心電監(jiān)護(hù)裝置”，93215977.X公開的“便攜式動(dòng)態(tài)心電圖記錄儀”，這類設(shè)備的特點(diǎn)是對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)記錄器內(nèi)的自動(dòng)分析程序?qū)π碾娦盘?hào)進(jìn)行判別，測(cè)量每分心率、ST變化趨勢(shì)等統(tǒng)計(jì)值，最后只記錄存儲(chǔ)數(shù)段它判為異常的心電信號(hào)和24小時(shí)的有關(guān)統(tǒng)計(jì)值，即片段式記錄，由于任何心電信號(hào)的自動(dòng)分析程序都不可能很準(zhǔn)確，如果沒有臨床醫(yī)師對(duì)原始心電波形和數(shù)據(jù)的復(fù)查，無(wú)法確認(rèn)其數(shù)據(jù)的可靠性，難以做出診斷報(bào)告。另外，片段式記錄器由于是一邊記錄一邊分析，在后一段數(shù)據(jù)來(lái)臨前必需處理完前一段數(shù)據(jù)，不能積壓，使其分析時(shí)間受到限制，同時(shí)受到便攜和耗電等因素制約，它的CPU功能不可能很強(qiáng)，工作頻率不可能很高。
本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有片段式記錄器存在的上述缺點(diǎn)，提供一種可24小時(shí)不間斷地連續(xù)記錄心電信號(hào)，記錄容量大，心電記錄完整、準(zhǔn)確，能反映心臟不同部位的心電情況的動(dòng)態(tài)心電圖儀全信息記錄器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本記錄器采用了多導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)輸入方式，動(dòng)態(tài)心電信號(hào)進(jìn)入記錄器后，先進(jìn)行放大、濾波，再通過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)CPU的控制，存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。51系列單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線為16位，最大只能尋址64k的地址空間，而僅一個(gè)導(dǎo)聯(lián)的24小時(shí)的心電信號(hào)的數(shù)據(jù)量就為17兆(采樣率以200HZ計(jì)算)，本記錄器采用了地址總線擴(kuò)展電路，擴(kuò)展地址總線，擴(kuò)展八位時(shí)，可尋址16兆；擴(kuò)展十二位時(shí)，可尋址256兆。同時(shí)采用數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路，將單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)總線，擴(kuò)展為16位，以提高傳輸速度。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可采用動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM，也可采用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。


圖1為本實(shí)用新型采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型采用靜態(tài)存儲(chǔ)器的原理方框圖；圖3為本實(shí)用新型記錄器總線擴(kuò)展原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明參見
圖1和圖2，本動(dòng)態(tài)心電圖儀全信息記錄器包括模擬通道、CPU及其附加電路、存儲(chǔ)器及其控制電路和并行發(fā)送電路和電源。模擬通道由心電信號(hào)輸入電路、心電放大濾波電路、采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接而成，將經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換的心電數(shù)據(jù)直接送入CPU。
由于人體心臟是三維立體的，某一個(gè)導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)實(shí)際上是心臟電活動(dòng)在該方向上的投影，要得到心臟電活動(dòng)的完整情況，需要對(duì)多個(gè)導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)進(jìn)行綜合分析，故模擬通道的心電信號(hào)輸入采用多導(dǎo)聯(lián)方式，輸入的導(dǎo)聯(lián)線是五芯或七芯。
存儲(chǔ)器及控制電路有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一種是采用動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DRAM，如
圖1所示，這種方式的電路包括地址總線擴(kuò)展電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、DRAM刷新時(shí)序控制電路、二選一電路和動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。地址總線擴(kuò)展電路和數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路都與CPU及其附加電路連接。
圖3所示是記錄器地址總線和數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展的一個(gè)實(shí)例。U91是CPU，采用87C51或89C51單片機(jī)。電容C6，C7和晶振T1是CPU的外接時(shí)鐘電路，電容C9和電阻R25組成復(fù)位電路。外接時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和CPU一起組成了87C51/89C51單片機(jī)典型的最小應(yīng)用系統(tǒng)。U73和CPU的連接也是51系列單片機(jī)的典型應(yīng)用方式，U73是八D鎖存器，在CPU地址鎖存信號(hào)ALE的控制下，鎖存低八位地址AB0-AB7。高八位地址AB8-AB15由CPU的P2口提供。這樣一共是16位地址線，可尋址64K的地址空間。
本專利通過(guò)八D鎖存器U1擴(kuò)展了八位地址總線。在需要讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，CPU先將需要的高位地址寫入U(xiǎn)1，在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)由U1提供高位地址。這時(shí)就有16＋8一共24位地址線，可尋址16M的地址空間。若需要更大的地址空間，可以照此方法進(jìn)一步擴(kuò)展。
數(shù)據(jù)總線的寫擴(kuò)展可用一片八D鎖存器74HC374來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)在寫入存儲(chǔ)器時(shí)，先將高八位數(shù)據(jù)寫入寫擴(kuò)展鎖存器U5，然后在存儲(chǔ)器寫信號(hào)MWR的控制下，將低八位數(shù)據(jù)和高八位數(shù)據(jù)一起寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展還可進(jìn)行讀擴(kuò)展，數(shù)據(jù)在讀入CPU時(shí)，通過(guò)存儲(chǔ)器讀信號(hào)MRD將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的低八位數(shù)據(jù)和高八位數(shù)據(jù)取出，其中低八位數(shù)據(jù)直接讀入CPU，而高八位數(shù)據(jù)先存入讀擴(kuò)展鎖存器U2，然后CPU再?gòu)淖x擴(kuò)展鎖存器讀入高八位數(shù)據(jù)。
圖中，H8WR是高八位數(shù)據(jù)寫入鎖存器U5的控制信號(hào)，H8RD是高八位數(shù)據(jù)從鎖存器U2中讀出的控制信號(hào)。
DRAM刷新時(shí)序控制電路連接CPU及其附加電路，產(chǎn)生行、列控制信號(hào)RAS和CAS，以及行、列地址轉(zhuǎn)換信號(hào)，提供給動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DRAM。
二選一電路的輸入連接擴(kuò)展后的地址總線，在行、列地址轉(zhuǎn)換信號(hào)的控制下，輸出行、列地址信號(hào)，連接動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DRAM連接CPU及附加電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、二選一電路、DRAM刷新時(shí)序控制電路，在行、列控制信號(hào)，行、列地址信號(hào)以及存儲(chǔ)器讀寫信號(hào)的共同作用下，完成數(shù)據(jù)輸入、輸出和保存的工作。
由于全信息記錄器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量很大，往往由幾組存儲(chǔ)器芯片組成，本設(shè)計(jì)還在CPU與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間連接了一個(gè)存儲(chǔ)器分組控制電路，通過(guò)控制電路使未工作的存儲(chǔ)器組處在空閑狀態(tài)，可以顯著降低存儲(chǔ)器的耗電量。
心電數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)之前可進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，以降低需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
并行發(fā)送接口電路連接數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路，記錄完成后輸出數(shù)據(jù)。
整個(gè)記錄器可由3*1.5VAA堿性電池提供電源，并可在CPU及其附加電路上連接液晶顯示及其控制電路，顯示記錄器工作狀態(tài)。
本實(shí)用新型的存儲(chǔ)器及控制電路的另一種實(shí)現(xiàn)方式是采用靜態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，如圖2所示其電路由地址總線擴(kuò)展電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路和靜態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三部分組成。地址總線擴(kuò)展和數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路與上述采用動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的方式相同。靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別與數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、地址總線擴(kuò)展電路和CPU及其附加電路相連，完成數(shù)據(jù)的輸入、輸出和保存工作。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的全信息記錄器采用二至三個(gè)導(dǎo)聯(lián)，有助于觀察心臟不同部位的情況，當(dāng)某個(gè)導(dǎo)聯(lián)出現(xiàn)干擾時(shí)，多導(dǎo)聯(lián)的系統(tǒng)可參照其余導(dǎo)聯(lián)的情況，保持心電記錄的完整性、準(zhǔn)確性。本記錄器由于采用了數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、地址總線擴(kuò)展電路和DRAM刷新時(shí)序控制電路等，擴(kuò)大了地址空間和數(shù)據(jù)容量，可24小時(shí)不間斷地連續(xù)記錄心電信號(hào)，心電記錄完整、準(zhǔn)確，有助于臨床醫(yī)師對(duì)原始心電波形和數(shù)據(jù)的復(fù)查，以做出準(zhǔn)確的診斷。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)態(tài)心電圖儀全信息記錄器，包括模擬通道、CPU及其附加電路、存儲(chǔ)器及其控制電路、并行發(fā)送電路和電源，模擬通道由心電信號(hào)輸入電路、心電放大濾波電路、采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接而成，將經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換的心電數(shù)據(jù)直接送入CPU，其特征在于模擬通道的心電信號(hào)輸入端接五芯或七芯導(dǎo)聯(lián)線，以多導(dǎo)聯(lián)方式輸入心電信號(hào)；存儲(chǔ)器及控制電路包括地址總線擴(kuò)展電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、DRAM刷新時(shí)序控制電路、二選一電路和動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；地址總線擴(kuò)展電路與CPU連接，通過(guò)鎖存器鎖存高位地址來(lái)實(shí)現(xiàn)地址總線的擴(kuò)展；數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路與CPU連接，它用一片八D鎖存器來(lái)實(shí)現(xiàn)寫擴(kuò)展，數(shù)據(jù)在寫入存儲(chǔ)器時(shí)，先將八位數(shù)據(jù)寫入寫擴(kuò)展鎖存器U5，然后在存儲(chǔ)器寫信號(hào)的控制下，將數(shù)據(jù)總線DB0-DB7上的八位信號(hào)和U5已鎖存的八位信號(hào)一起寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；DRAM刷新時(shí)序控制電路連接CPU及其附加電路，產(chǎn)生行、列控制信號(hào)RAS和CAS，以及行、列地址轉(zhuǎn)換信號(hào)；二選一電路的輸入連接擴(kuò)展后的地址總線，在行、列地址轉(zhuǎn)換信號(hào)控制下，輸出行、列地址信號(hào)，其輸出連接動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DRAM連接CPU及其附加電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、二選一電路、DRAM刷新時(shí)序控制電路，在行、列控制信號(hào)，行、列地址信號(hào)以及存儲(chǔ)器讀寫信號(hào)的共同作用下，完成數(shù)據(jù)輸入、輸出和保存，并行發(fā)送電路連接數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路，輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)心電圖全信息記錄器，其特征在于所述的存儲(chǔ)器及控制電路也可由靜態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別連接CPU及其附加電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路和地址總線擴(kuò)展電路而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)態(tài)心電圖全信息記錄器，其特征在于記錄器的CPU是51系列單片機(jī)。
專利摘要一種動(dòng)態(tài)心電圖儀全信息記錄器，包括模擬通道、CPU及其附加電路、存儲(chǔ)器及其控制電路和并行發(fā)送電路，模擬通道的心電信號(hào)輸入采用多導(dǎo)聯(lián)方式，存儲(chǔ)器及控制電路有兩種方式，一種包括地址總線擴(kuò)展電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、DRAM刷新時(shí)序控制電路、二選一電路和動(dòng)態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，另一種包括數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、地址總線擴(kuò)展電路和靜態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本設(shè)計(jì)可24小時(shí)連續(xù)記錄心電信號(hào)，記錄容量大、信號(hào)完整、準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)A61B5/0432GK2250729SQ9622002
公開日1997年4月2日 申請(qǐng)日期1996年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月1日
發(fā)明者夏紅軍 申請(qǐng)人:夏紅軍