[发明专利]一种便携式七导联智能心电信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种采集人体心电信号的装置，属于智能家庭医疗设备领域，具体是一种便携式七导联智能心电信号采集装置。

背景技术

中国心脏病和心血管病患者人数在逐年增加，对于许多病患者而言，其心脏生理参数能有效地反映病情状态以及治疗康复情况，因此及时掌握患者心电信号参数有重要意义。然而，由于我国医院（医疗）资源紧张，许多老年患者和白领阶层由于行动不便或者工作忙碌，无法及时到医院进行心电参数监护，错过心脏病预防和治疗的良机。

现有的心电信号参数采集装置大部分存在价格昂贵、功耗高、体积大、不易移动等缺点，无法满足老年病患者在家中（或者白领阶层在办公室中）对身体状况进行自检，也无法对康复患者的心电信号进行实时监护。

发明内容

本发明的目的在于针对目前家用心电图机存在不便携和体积大等缺点，提供一种便携式七导联智能心电信号采集装置，其能够方便的将电极夹夹在被测者身体上，实时准确的将七个心电导联图波形显示在LabVIEW上位机上，LabVIEW上位机并配有心电图保存和一些波形分析功能，有助于心血管疾病患者在家中对心电参数监护，同时为医生的诊断提供了一份可靠的材料。

为达到上述目的，本发明才有如下技术方案：

一种便携式七导联智能心电信号采集装置，包括5根带屏蔽导联线，ADS1298转换模块，STM32F103主控MCU模块，隔离模块，USB转串口模块，串口蓝牙模块，LabVIEW上位机心电波形显示模块，锂电池充电模块，锂电池电压转换模块，电池电量测量模块；所述5根带屏蔽导联线与ADS1298转换模块的输入端相连，ADS1298转换模块的通信端和控制端与STM32F103主控MCU模块的通信端和控制端相连，STM32F103主控MCU模块的串口分别与隔离模块和串口蓝牙模块的串口相连，隔离模块与USB转串口模块相连，USB转串口模块与LabVIEW上位机心电波形显示模块相连，锂电池充电模块与锂电池电压转换模块相连，电池电量测量模块与STM32F103主控MCU模块相连，锂电池电压转换模块分别与ADS1298转换模块、电池电量测量模块、STM32F103主控MCU模块、USB转串口模块和串口蓝牙模块相连。

优选地，所述ADS1298转换模块由24位高精度A/D转换模块和心电信号预处理电路模块组成，每片ADS1298有8个通道的差分输入用于输入前端电极采集的心电信号，并且内置右腿驱动放大电路和威尔逊中心电端。心电信号预处理电路模块由低通滤波电路和钳位电路组成，低通滤波电路对极高频率的噪声进行简单滤波，由两个二极管构成的钳位电路可以防止噪声的引入，避免信号的电压过高或过低。这里只采用3个通道即可用于七导联心电波形的显示，选择AD转换的参考电压为2.4V，这样AD的转换精度可以达到0.14uV。STM32F103主控MCU模块通过SPI总线可以配置采集通道的参数，如PGA倍数、采样频率等和配置芯片的工作模式。

优选地，所述STM32F103主控MCU模块，包括STM32F103单片机、芯片晶振电路、复位电路以及芯片供电电源滤波电路，STM32F103单片机是32位处理器，工作频率为72MHz，外设丰富，满足系统所需要的GPIO、SPI和USART功能模块，GPIO和SPI外设模块联合控制ADS1298，通过USART功能向USB转串口模块或串口蓝牙模块传送数据。

优选地，所述USB转串口模块选用FT232RL芯片，STM32F103单片机与USB转串口模块实际上是串口通信方式，与USB方式通信方式相比较为简单，隔离模块选用ADUM1201隔离芯片，ADUM1201的RXD引脚接接收串口8位数据帧，FT232RL芯片的VBUS、D-，D+，GND引脚与MicroUSB的四个引脚对应连接，可通过USB数据线将串口数据传送到PC机的端口。LabVIEW上位机不断地读取端口上的数据，把心电数据转化为心电波形显示。

优选地，所述串口蓝牙模块选用HM-11蓝牙4.0芯片，该芯片集成度高，超低待机功耗，有超快的反应速度，尺寸仅仅13.8*18mm，该蓝牙模块配有一个连接指示灯，未连接时该灯一直闪烁，蓝牙连接时该灯保持常亮状态，该模块配有一个轻触按键，当蓝牙连接时按下按键可以将连接断开，连接断开时按下按键可以将配置信息清除重新启动连接，HM-11蓝牙4.0芯片的RXD引脚接收到串口8位数据帧，可通过蓝牙无线方式传给LabVIEW上位机的端口，该模块是作为便携式智能硬件设备的最佳选择之一。