便携式心电监护仪采集系统设计.pdf

制作天地 HANDS ON PROJECTS 作 者 魏 珑 莱芜职业技术学院 便携式心电监护仪采集系统设计 信息工程系 心血管疾病是危害人类健康的一种常见疾病。 二、电路设计 随着新技术、新器件的出现，心电监护仪监测已 经成为心血管疾病诊断领域中的实用、高效、安 1.前置放大器设计 全、准确的重要检测手段。而便携式监护仪以其 AD620的增益通过电阻Rg的设置来实现，或 小型方便，结构简单，性能稳定等优越性一般用 更精确地通过1脚和8脚之间的阻抗来确定，可达 于非监护室及外出抢救病人的监护。由于心电(  1~100倍，计算公式为：G=49.4/Rg+l。为防止前 Electrocardiogram,ECG) 信号是诊断心血管疾病的 置放大器工作于饱和区或截止区，其增益不能过大， 主要依据，因此设计便携式心电监护仪采集系统具 这里取10左右。前置放大电路可见图2。由图可见 有重要意义。 前置放大倍数为： 一、系统整体设计   心电信号采集系统框图如图1：主要包括导联 系统；保护电路；前级放大；右腿驱动；后级放大 为提高前置放大器的共模抑制效果，这里采用 及滤波；电平提升等几部分组成。采集电路的任务 了右腿驱动电路，见图2。它由LF444的一路运放 是从噪声中提取心电信号,并将它放大到合适的电 及R9、C3组成。在电路中共模信号由R5与R6检出， 平提供给A/D转换电路。从导联系统中得到的心电 经过LF444的倒相、放大并且反馈到人体上。事实 信号先要经过前置放大电路,进行初级放大,被处 上这就构成了一个负反馈，人体的偏移电流不直接 理后的信号具有低噪声、低漂移、低共模信号等性 流到地，而是连接到辅助运放的输出端，从而降低 能，此时通过带通滤波和50Hz陷波进一步滤除干扰, 了共模电压，很好地降低了仪表放大器对共模电压 再由二级放大电路放大到合适范围后,通过电平提 的检取。经过右腿驱动电路后，使整个心电放大电 升电路将信号转变符合A/D转换输入要求的模拟信 路的共模抑制比达到100dB以上，能够使50Hz工 号，从而进行高精度的模数转换和采集存储。 频干扰电压降低道1%以下，并不以损失心电图频 率成分为代价。 防脱落电路  在采集系统中由身体进入仪器的大电流往往会 保护电路及右腿 使前置级阻塞或损坏，造成心电检测无法正常进行， 导联系统  前置放大电路  带通滤波器  驱动电路  对于这种情况，可以在两输入端各自接入一对反相 A/D转换  电平提升电路  二级放大器  50Hz陷波器  串联的齐纳二极管，由于其对地漏电流很小，因此   在特殊情况下对放大器进行保护。（见图2上方部分 图1 心电信号采集系统框图 电路）  图1中前置放大电路采用了AD公司的高性能 运放AD620；二级放大、右腿驱动电路及陷波其采