[实用新型]改善心内电极输出刺激时心内电生理波形的滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物电微弱信号检测仪器领域，尤其是一种具有改善心内电极输出刺激时心内电生理波形的滤波装置。

背景技术

为滤除工频干扰，目前的心电类医疗仪器都采用普通陷波器，例如中国发明专利说明书，2004年5月5日公告了一种具有心电监护功能的心脏生理起搏/程控刺激仪，公告号CN1148233C，它包含前置放大电路，陷波电路；低通滤波放大电路，一阶积分和微分电路，增益控制电路，比较电路，光电耦合电路，心率音指示装置，单片机电路，超音频振荡电路，升压整流电路，整形放大电路，输出端口。还包含有接在陷波电路另一路输出的低通滤波放大电路，调零电路，模数转换电路，显示处理单片机电路，数据显示电路。它的滤波部分就采用了陷波电路，然而由于陷波电路具有一定的带宽，当有刺激信号输入时，会造成心内信号变形，从而给医学诊断带来误差。

发明内容

本实用新型的目的在于：克服以前滤波器的不足和缺点，提供一种能够有效解决心内电极输出刺激时心内信号变形的问题，改善刺激时心内电生理波形的滤波装置。

本实用新型的技术方案是：

一种改善刺激时心内电生理波形的滤波装置，包括有信号输入端，模数转换电路和与模数转换电路相连接的信号处理芯片，其特征在于，信号输入端通过模拟开关后连接在模数转换电路上，模数转换电路上还连接有工频信号采集电路。

优选地，可以选用电源信号作为工频信号源，经过衰减处理后进行传输，在输入模数转换电路前再进行放大处理和低通滤波，以便得到更为纯净的工频信号。

在信号处理芯片中，通过对采集的工频信号进行自适应滤波处理，可以达到过滤掉指定频率信号目的。

本实用新型的有益效果是：采集工频信号作为参考信号，经过信号处理芯片的自适应滤波算法处理，其带宽仅1Hz，因此对指定频率附近的频率成分基本没有影响，有刺激时电生理波形基本没有变形，陷波深度可达30dB。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图

图2是工频信号采集、调理部分的电路原理图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型的具体实施例，如图1和图2所示一种改善刺激时心内电生理波形的滤波装置，包括有信号输入端，模数转换电路和与模数转换电路相连接的信号处理芯片，信号输入端通过模拟开关后连接在模数转换电路上，模数转换电路上还连接有工频信号采集电路，其电路原理框图如图1所示。本实施例选用电源信号作为工频信号源，电源信号经过信号调理后，送到模拟开关的输入IN1，模拟开关在控制信号CTL的作用下，轮流切换输入信号IN1、IN2、IN3、……、INn给模数转换器，最后送入DSP处理器进行处理。IN2、IN3、……、INn表示正常采集的心电信号。

由上叙述可知，除了多路模拟通道采样心电数据送至信号处理器外，还需多加一路通道采样50Hz电源信号送至信号处理器作为参考信号。信号调理的作用一是要满足模数转换器的采集要求，二是要减小50Hz电源信号对微弱心电信号的干扰。50Hz电源信号在传输前应该先衰减，在传输到模拟开关前再放大到模数转换器要求的电平幅度，并做低通滤波。为了使模数转换器采集到的50Hz电源信号没有直流成分，使自适应滤波器算法更简单，在50Hz电源信号传输前，还应该去掉直流成分。去掉直流成分的最简单办法就是用一个小电容对信号进行耦合后，再传输。其具体电路如图2所示，F1、F2、F3是保险管，T1是变压器，U1、U2是运算放大器。电源通过变压器T1后，输出幅度为2V的50Hz交流信号。由于要采集的心电信号是微弱信号，为了减小50Hz电源信号对心电信号的干扰，需要对50Hz电源信号衰减。这里用R1和R2串联分压，减小信号幅度到16mv左右，再在电路板上传输。耦合电容C1的目的是隔直流，去掉50Hz电源信号中的直流成分。为了满足模数转换器的采集要求，还需要用放大器U1进行放大，电阻R3和R4决定了放大倍数。为了减小50Hz电源信号所受到的干扰，使模数转换器采集到更纯净的50Hz电源信号，用放大器U2做了一个二阶有源低通滤波器，最后输出到模拟开关。

采集到的50Hz电源信号送至信号处理器作为参考信号，该参考信号在信号处理器中需经HILBERT变换变成两路正交正余弦信号X1、X2，然后采用自适应滤波器算法滤掉50Hz信号。

所采用的自适应滤波器算法举例如下：

估计噪声noise(k)＝W1(k)*X1(k)+W2(k)*X2(k)，W1、W2为修正权值。