[实用新型]用于心脏除颤器的心电图R波快速检测电器

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种用于心脏除颤器的心电图R波快速检测电路，利用该电路可实现房颤、室速等的R波同步电复律。

背景技术

心律失常是一种发病急、进展快，致残致死率高的心血管疾病，严重威胁人类健康甚至生命。很多慢性、复杂性心律失常通常较难用药物控制和终止。

目前，临床上终止各种复杂性心律失常的有效方法是电击复律。即将高压(1000伏以上)，大电流(大于10安培)的电脉冲作用于心脏，使所有心肌细胞同时兴奋并进入不应期，以终止心脏上的各种电传导，一段时间之后即可恢复窦性(正常)心律。

在发生房颤、室速等心律失常时，心室肌细胞的电活动还基本同步，在进行电复律时，若电击脉冲落在心室肌细胞复极化过程中的易损期(对应于体表心电图中T波的上升沿)，则非常容易造成心室肌细胞电活动的紊乱，从而导致更为严重的心律失常，如室颤。因此，在对房颤、室速等进行电复律时，需要对电击脉冲的发放时刻进行控制，以避免其落入心室肌细胞电活动的易损期。

体表心电图中的R波对应于心室肌细胞的去极化过程，是体表心电图中的一个标志性波群，相对比较容易检测和识别。若用R波作为除颤器放电的同步信号(即R波同步电复律)，则可避免随机放电时出现的放电脉冲落在心室肌细胞电活动易损期的情况。

与其它的R波识别算法相比，R波同步电复律对R波识别的最特殊要求是“快速”，否则无法达到同步电复律的目的；另外，对R波识别的特异性的要求要高于敏感性要求，也即宁可漏判，不能误判。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可满足在R波同步电复律中对R波识别的实时性和特异性要求的一种用全硬件实现的用于心脏除颤器的心电图R波检测电路。

R波同步电复律主要应用于房颤、室速等心律失常，在这些情况下，体表心电图中R波区别于其它波的一个最显著的标志就是其上升沿和下降沿的斜率较大。本实用新型基于这一特点，设计了一个以斜率检测为核心的R波识别电路。

本实用新型提出的心电图R波检测电路，由前置保护电路、心电放大模块、微分放大器、全波整流电路、多路电压窗口比较器和微处理器(MCU)依次连接组成，见图2。其中心电放大模块为心电采集的主要部分，由前置放大器、Hz滤波器、高通滤波器、可调增益控制器(包括倍、倍、自动增益控制AGC三档)和有源低通滤波器依次连接组成，见图所示；所述微分放大器、全波整流电路和多路电压窗口比较器依次连接组成心电图R波识别电路；来自人体的原始心电信号经前置保护电路和心电放大模块后，被放大、滤波，然后进入R波检测电路；R波检测电路每识别出一个R波，就输送出一个脉冲至微处理器，作为R波识别输出；微处理器根据识别情况对多路电压窗口比较器的识别窗口进行自动调节。

前置放大器是一个由三个运算放大器组成的仪表放大器，其内部结构如图3所示。其中运算放大器U1和U2接成跟随器形式，以便增加输入阻抗，来自人体的心电信号v_i1和v_i2分别接到运算放大器U1和U2的同相输入端，运算放大器U1的反相输入端与输出端v_o1之间接电阻R₂，运算放大器U2的反相输入端与输出端v_o2之间接电阻R₃，运算放大器U1和U2的反相输入端之间接电阻R₁。运算放大器U3接成差分放大器的形式，仅对差分输入信号进行放大。运算放大器U1的输出v_o1通过电阻R₄接至运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U2的输出v_o2通过电阻R₅接至运算放大器U3的同相输入端；同时运算放大器U3的反相输入端与输出端之间通过反馈电阻R₆相连，运算放大器U3的同相输入端与地之间通过电阻R₇相连。为了保证前置放大器的共模抑制比，电路连接必须对称，即做到R₂＝R₃，R₄＝R₅，R₆＝R₇。