基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀的制作方法
【專利摘要】一種基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，由心電電極和微電子模塊組成，外部包覆有硅膠外殼，所述的微電子模塊包括心電采集調(diào)理模塊、MCU控制模塊、存儲(chǔ)模塊、無(wú)線收發(fā)模塊和電池及電源管理模塊，由電池及電源管理模塊向各個(gè)模塊供電，所述的心電電極由電極帽和電極片組成，通過(guò)信號(hào)采集連接線與微電子模塊電連接，電極片上設(shè)有電極扣；所述的電極帽外設(shè)焊接槽，用于固定連接信號(hào)采集連接線，電極帽內(nèi)設(shè)彈簧片，硅膠外殼包覆除電極片外的其他部件，電極片通過(guò)電極扣與彈簧片外扣式連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)輕薄，適于便攜使用，具有方便電極片更換，超長(zhǎng)時(shí)間記錄和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)效果。
【專利說(shuō)明】基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種心電記錄儀，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)權(quán)威調(diào)查顯示，心血管疾病已經(jīng)成為世界人口死亡的主要原因之一。每年死于心血管疾病的人數(shù)約占死亡總?cè)藬?shù)的三分之一。因此，對(duì)于心電異常情況的發(fā)現(xiàn)、預(yù)防、治療及搶救對(duì)于挽救生命有著重要的意義。心電圖(Electrocard1gram,ECG)是通過(guò)人體體表記錄出來(lái)的反映每個(gè)心動(dòng)周期中心臟興奮的產(chǎn)生，傳導(dǎo)和恢復(fù)過(guò)程中所伴有的生物電變化。它作為主要反映心臟激動(dòng)的電學(xué)活動(dòng)量度，一直是心臟疾病診斷領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
[0003]隨著電子工程、半導(dǎo)體、集成電路、傳感器、計(jì)算機(jī)科學(xué)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線信號(hào)傳輸與接收、醫(yī)用電源等現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程理論與技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種針對(duì)人體心電圖測(cè)量的儀器設(shè)備。其基本工作原理是由醫(yī)學(xué)傳感器心電電極、心電導(dǎo)聯(lián)線獲得心電信號(hào)，通過(guò)心電放大器、心電濾波器處理，可直接描記或通過(guò)模擬/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換運(yùn)算，以數(shù)字信號(hào)形式進(jìn)行顯示、打印、存儲(chǔ)、無(wú)線傳輸或網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0004]在無(wú)創(chuàng)心電圖診斷方面,動(dòng)態(tài)心電圖記錄系統(tǒng)通?？梢赃B續(xù)記錄24?72小時(shí)體表心電圖，但仍會(huì)錯(cuò)過(guò)記錄具有臨床診斷意義的偶發(fā)異常心電事件。并且在記錄過(guò)程中，記錄裝置和導(dǎo)聯(lián)線會(huì)使被測(cè)者感到不舒適、不方便，影響其日常生活。長(zhǎng)時(shí)間片段式心電采集記錄器，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別或患者主動(dòng)操作，片段記錄具有臨床診斷意義的心電圖，但會(huì)遺漏系統(tǒng)無(wú)法鑒別、錯(cuò)誤鑒別，或無(wú)癥狀但具有臨床診斷意義的心電圖事件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，通過(guò)采用外扣式電極片，便于更換電極片，以便延長(zhǎng)時(shí)程。
[0006]為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供下述技術(shù)方案:一種基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，由心電電極和微電子模塊組成，外部包覆有硅膠外殼，所述的微電子模塊包括心電采集調(diào)理模塊、MCU控制模塊、存儲(chǔ)模塊、無(wú)線收發(fā)模塊和電池及電源管理模塊，由電池及電源管理模塊向各個(gè)模塊供電，其中:
[0007]所述的心電電極由電極帽和電極片組成，通過(guò)信號(hào)采集連接線與微電子模塊電連接，其中，所述的電極片上設(shè)有電極扣，通過(guò)電極扣與電極帽連接；所述的電極帽外設(shè)焊接槽，用于固定連接信號(hào)采集連接線，電極帽內(nèi)設(shè)彈簧片，硅膠外殼包覆除電極片外的其他部件，所述的電極片通過(guò)電極扣與彈簧片外扣式連接；
[0008]所述的心電電極、心電采集調(diào)理模塊、MCU控制模塊和存儲(chǔ)模塊順次電連接，無(wú)線收發(fā)模塊與MCU控制模塊相連，用于實(shí)時(shí)傳輸心電圖數(shù)據(jù)。
[0009]本實(shí)用新型電極片更換方便。
[0010]在上述方案的基礎(chǔ)上，為保證所述的電極與電極帽扣接后，連接處密封，所述的硅膠外殼與電極片的接觸面設(shè)有雙面膠體，扣入電極片后，雙面膠體與硅膠外殼密封貼合。所述的雙面膠體可更換。所述的硅膠外殼可通過(guò)注塑成型，扣入電極片后，雙面膠體與硅膠外殼密封貼合，實(shí)現(xiàn)電極片與整個(gè)裝置的雙面粘附，長(zhǎng)期貼敷不脫落，滿足長(zhǎng)期使用無(wú)感染、無(wú)滲漏的醫(yī)療要求。
[0011]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的電極帽采用銅鍍銀或者銅鍍金材質(zhì)，外徑為
7.5mm?9.5mm,厚度為2.5mm?3.5mm。本實(shí)用新型相對(duì)常見的外徑為12mm的電極帽，其體積小、重量輕，在不改變電極帽與電極片外扣式連接的情況下，減小電極帽的重量和體積，不增加心電電極高度，使本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)輕薄，適于便攜使用。
[0012]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的MCU控制模塊，內(nèi)置12位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，并設(shè)有SPI接口分別與存儲(chǔ)模塊和無(wú)線收發(fā)模塊連接。
[0013]原理是:包含低功耗前級(jí)放大、濾波、抗基線漂移、抗高壓、特殊A/D轉(zhuǎn)換、心電采集調(diào)理電路心電采集調(diào)理模塊，將心電信號(hào)調(diào)理后經(jīng)過(guò)ADC輸出給MCU控制模塊，檢測(cè)到心電信號(hào)后，經(jīng)低功耗運(yùn)放及放大的信號(hào)，輸出給MCU控制模塊，經(jīng)過(guò)SPI接口把所采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊，并把存儲(chǔ)模塊內(nèi)的心電數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊傳送給帶有接收系統(tǒng)和心電分析處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)終端。
[0014]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的存儲(chǔ)模塊為Nand-flash存儲(chǔ)器，采用Nand-flash芯片，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的超長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，存儲(chǔ)天數(shù)達(dá)30天。
[0015]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的無(wú)線收發(fā)模塊包括RF芯片、2.4G天線和天線匹配電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)已采集心電數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送和接收計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指令，并可以將存儲(chǔ)模塊內(nèi)數(shù)據(jù)以無(wú)線方式與帶接收系統(tǒng)且有心電分析處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令無(wú)線通?目。
[0016]在上述方案的基礎(chǔ)上，為滿足系統(tǒng)低功耗要求，所述的電池及電源管理模塊，利用
3.6V的鋰亞電池供電，采用低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)輸出1.25V、1.5V、2.8V三檔電壓。
[0017]本實(shí)用新型的有益之處是:
[0018]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)輕薄，適于便攜使用。
[0019]2、電極片與電極帽外扣式連接，方便電極片更換，且通過(guò)增加雙面膠體，實(shí)現(xiàn)電極片與硅膠外殼的雙面粘附，長(zhǎng)期貼敷不易脫落。
[0020]3、采用Nand-flash芯片，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的超長(zhǎng)時(shí)間記錄。
[0021]4、采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，減小和避免記錄裝置和導(dǎo)聯(lián)線給被測(cè)者帶來(lái)的不舒適、不方便感，不影響其日常生活。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型電極帽和電極片外扣式連接的局部放大圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一安裝電極片后的仰視圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型圖2未安裝電極片的A-A剖視圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二安裝電極片后的仰視圖；
[0027]1-心電電極；
[0028]11——電極帽；
[0029]111——焊接槽；112——彈簧片；
[0030]12、12，——電極片；
[0031]121——電極扣；
[0032]2—微電子模塊；
[0033]21——心電采集調(diào)理模塊；22——MCU控制模塊；
[0034]23——存儲(chǔ)模塊；24——無(wú)線收發(fā)模塊；
[0035]25——電池及電源管理模塊；
[0036]3、3’——娃膠外殼；
[0037]4——信號(hào)采集連接線；
[0038]5-雙面膠體。

【具體實(shí)施方式】
[0039]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的易于明白，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0040]實(shí)施例1
[0041]如圖1為本實(shí)用新型電極帽和電極片外扣式連接的局部放大圖、圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一安裝電極片后的仰視圖、圖3為本實(shí)用新型圖2未安裝電極片的A-A剖視圖和圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0042]如圖1至4所示，一種基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，由心電電極I和微電子模塊組成，外部包覆有硅膠外殼3，所述的微電子模塊2如圖4所示，包括:心電采集調(diào)理模塊21、MCU控制模塊22、存儲(chǔ)模塊23、無(wú)線收發(fā)模塊24和電池及電源管理模塊25，由電池及電源管理模塊25向各個(gè)模塊供電，所述的心電電極1、心電采集調(diào)理模塊21、MCU控制模塊22和存儲(chǔ)模塊23順次電連接，無(wú)線收發(fā)模塊24與MCU控制模塊22相連，用于實(shí)時(shí)傳輸心電圖數(shù)據(jù)至外設(shè)PC機(jī)；
[0043]如圖1所示，所述的心電電極I由電極帽11和電極片12組成，通過(guò)信號(hào)采集連接線4與微電子模塊2電連接，所述的電極片12上設(shè)有電極扣121，通過(guò)電極扣121與電極帽11連接；所述的電極帽11外設(shè)焊接槽111，用于固定連接信號(hào)采集連接線4，電極帽11內(nèi)設(shè)彈簧片112，硅膠外殼3包覆除電極片12外的其他部件，所述的電極片12通過(guò)電極扣121與彈簧片112外扣式連接。
[0044]所述的MCU控制模塊22，內(nèi)置12位的ADC，并設(shè)有SPI接口的單片機(jī)，經(jīng)SPI接口分別與存儲(chǔ)模塊23和無(wú)線收發(fā)模塊24連接。本實(shí)施例中，采用包含低功耗前級(jí)放大、濾波、抗基線漂移、抗高壓、特殊A/D轉(zhuǎn)換、心電采集調(diào)理電路的心電采集調(diào)理模塊21，將檢測(cè)到的微弱心電信號(hào)，經(jīng)低功耗運(yùn)放及放大后，經(jīng)過(guò)ADC輸出給MCU控制模塊22，并經(jīng)過(guò)SPI接口把所采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊23，或通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊24傳送給帶有接收系統(tǒng)和心電分析處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)終端。
[0045]所述的存儲(chǔ)模塊23為Nand-flash存儲(chǔ)器，采用Nand-flash芯片，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的超長(zhǎng)時(shí)間(30天)存儲(chǔ)。
[0046]所述的無(wú)線收發(fā)模塊24包括RF芯片、2.4G天線和天線匹配電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)已采集心電數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送和接收計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指令，并可以將存儲(chǔ)模塊23內(nèi)數(shù)據(jù)以無(wú)線方式與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令無(wú)線通信。
[0047]所述的電池及電源管理模塊25，利用3.6V的鋰亞電池供電，采用LDO提供1.25V、
1.5V、2.8V三檔電壓，滿足系統(tǒng)低功耗要求。
[0048]所述的硅膠外殼3通過(guò)注塑成型，其與電極片12的接觸面設(shè)有雙面膠體5，如圖1所示，裝入電極片12后，雙面膠體5與硅膠外殼3貼合，實(shí)現(xiàn)完全密封，實(shí)現(xiàn)電極片與整個(gè)裝置的雙面粘附，長(zhǎng)期貼敷不脫落，滿足長(zhǎng)期使用無(wú)感染、滲漏的醫(yī)療要求。
[0049]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的電極帽11采用銅鍍銀或者銅鍍金材質(zhì)，外徑為
7.5mm?9.5mm,厚度為2.5mm?3.5mm,具有體積小、重量輕的明顯優(yōu)勢(shì),通過(guò)該優(yōu)化設(shè)計(jì)，在不改變電極帽11與電極片12外扣式連接的情況下，減輕電極帽11的重量，不增加心電電極I高度，適于便攜使用。
[0050]本實(shí)用新型粘附于皮膚，開啟后可通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送信號(hào)給帶接收功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者手機(jī)發(fā)送給服務(wù)器或者心電工作站。
[0051]本實(shí)用新型工作方式如下:待機(jī)時(shí)微電子模塊2維持在31KHz晶振的低功耗模式下，此時(shí)功耗最低，待機(jī)電流為150uA ;每5!118間隔采集一次數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)單片機(jī)工作在8MHz晶振的高速模式，采集和存儲(chǔ)完成后單片機(jī)返回到31KHz晶振的低功耗模式；長(zhǎng)期處于低功耗工作模式，平均電流326.5uA，一天所消耗的電池電量7.836mAh,30天所需電量消耗235.08mAh。選用的鋰亞電池電量為550mAh,考慮電池冗余和系統(tǒng)安全，按照電池使用電量50%計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)30天的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0052]本實(shí)用新型使用步驟如下:
[0053]1、對(duì)被測(cè)試者胸前待粘貼部位進(jìn)行清潔消毒。
[0054]2、確認(rèn)適合長(zhǎng)期粘附以便獲得良好的心電圖的記錄位置，如:可通過(guò)常規(guī)心電圖機(jī)做心電圖找出。
[0055]3、電極片12與電極帽11外扣式連接，使用雙面膠體5將電極片12與硅膠外殼3粘貼牢固。
[0056]4、將本實(shí)用新型粘附在測(cè)試好的記錄位置，按下按鍵開啟，對(duì)粘貼位置及粘貼效果測(cè)試。測(cè)試正常，則退出測(cè)試，開始正常記錄；測(cè)試不正常，通過(guò)按鍵暫停測(cè)試，改變粘貼位置直至獲得更好的心電圖。
[0057]5、使用過(guò)程中，當(dāng)電極片12到達(dá)使用壽命后，被測(cè)試者可按下按鈕暫停數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，更換新的電極片12和雙面膠體5。電極片12重新安裝好后，可再次按下按鈕，恢復(fù)系統(tǒng)測(cè)試。如此累計(jì)連續(xù)工作時(shí)間，可記錄心電圖30天。
[0058]6、工作期間，可根據(jù)設(shè)定，實(shí)時(shí)、定時(shí)或以心電設(shè)定種類事件發(fā)生為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)射頻(RF)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將心電數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖粶y(cè)試者附件的接收裝置，如計(jì)算機(jī)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，將心電數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至指定數(shù)據(jù)服務(wù)器分析識(shí)別處理；也可以通過(guò)智能手機(jī)，以無(wú)線移動(dòng)信息傳輸方式，將心電數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至指定數(shù)據(jù)服務(wù)器分析識(shí)別處理。
[0059]7、被測(cè)試者心電信息存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊23中。30天測(cè)試結(jié)束后，可將該存儲(chǔ)模塊23中數(shù)據(jù)以無(wú)線方式與帶接收系統(tǒng)且有心電分析處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)連接，自動(dòng)進(jìn)行心電分析識(shí)別。分析結(jié)果可以顯示、打印或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳送至指定服務(wù)器進(jìn)行進(jìn)一步分析、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)等處理。
[0060]8、針對(duì)可能出現(xiàn)在不同部位分段記錄的、累計(jì)長(zhǎng)達(dá)30天的心電數(shù)據(jù)，利用心電分析軟件可以自動(dòng)識(shí)別各段數(shù)據(jù)的首尾位置，分段處理不同部位的不同波形心電數(shù)據(jù)，保證整體心電數(shù)據(jù)分析處理的連續(xù)性、統(tǒng)一性。
[0061]實(shí)施例2
[0062]如圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二安裝電極片后的仰視圖所示，相較于實(shí)施例1的左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例二采用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，硅膠外殼3’為不對(duì)稱形狀，電極片12’的安裝位置不對(duì)稱，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0063]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，由心電電極和微電子模塊組成，外部包覆有硅膠外殼，所述的微電子模塊包括心電采集調(diào)理模塊、MCU控制模塊、存儲(chǔ)模塊、無(wú)線收發(fā)模塊和電池及電源管理模塊，由電池及電源管理模塊向各個(gè)模塊供電，其特征在于: 所述的心電電極由電極帽和電極片組成，通過(guò)信號(hào)采集連接線與微電子模塊電連接，其中，所述的電極片上設(shè)有電極扣，通過(guò)電極扣與電極帽連接；所述的電極帽外設(shè)焊接槽，用于固定連接信號(hào)采集連接線，電極帽內(nèi)設(shè)彈簧片，硅膠外殼包覆除電極片外的其他部件，所述的電極片通過(guò)電極扣與彈簧片外扣式連接； 所述的心電電極、心電采集調(diào)理模塊、MCU控制模塊和存儲(chǔ)模塊順次電連接，無(wú)線收發(fā)模塊與MCU控制模塊相連,用于實(shí)時(shí)傳輸心電圖數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，其特征在于:所述的硅膠外殼與電極片的接觸面設(shè)有雙面膠體，扣入電極片后，雙面膠體與硅膠外殼密封貼合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，其特征在于:所述的電極帽采用銅鍍銀或者銅鍍金材質(zhì)，外徑為7.5mm?9.5mm,厚度為2.5mm?3.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，其特征在于:所述的MCU控制模塊，內(nèi)置12位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并設(shè)有SPI接口分別與存儲(chǔ)模塊和無(wú)線收發(fā)模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，其特征在于:所述的存儲(chǔ)模塊為Nand-flash存儲(chǔ)器，采用Nand-flash芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，其特征在于:所述的無(wú)線收發(fā)模塊包括RF芯片、2.4G天線和天線匹配電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外扣式電極的超長(zhǎng)時(shí)程心電遙測(cè)記錄儀，其特征在于:所述的電池及電源管理模塊，利用3.6V的鋰亞電池供電，采用低壓差線性穩(wěn)壓器輸出.1.25V、1.5V、2.8V 三檔電壓。
【文檔編號(hào)】A61B5/0408GK203953646SQ201420313809
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】張文贊 申請(qǐng)人:杰升生物科技(上海)有限公司