[发明专利]一种基于FPGA技术的十二导联心电图数据采集卡

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗设备，特别涉及一种十二导联心电图数据采集卡。

背景技术

现有的十二导联心电图的心电数据采集和数据传输电路基本上通过多片选择器集成电路、译码器集成电路、计数器集成电路、单片机主控芯片、串口通信电路，WILSON电阻网络，右腿驱动电路，滤波电路等实现十二导联选择、导联脱落和灵敏度控制，信号滤波，采集电路和数据传输电路较复杂、模拟电路成分较多。从而使十二导联心电图机存在体积大、功耗大，难以零成本维护升级和不能在采集卡上实现数据采集和数据数字化处理实时同步等不足。经检索，采用FPGA技术实现十二导联心电图的心电数据采集和数据处理传输技术在国内外至今未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中的上述缺陷，设计一种利用FPGA技术实现体积小、功耗低、电路结构简单、易于维护升级，的十二导联心电图数据采集卡。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是，设计一种基于FPGA技术的十二导联心电图数据采集卡，该十二导联心电图数据采集卡的选择与控制部分(不需WILSON电阻网络)、AD转换部分、采样率的控制部分、心电数据预处理部分、灵敏度控制部分、数据存储部分、导联脱落控制部分、定标电路控制部分和传输部分在FPGA中采用VHDL等硬件描述语言编程实现。仅有光电隔离电路、导联脱落电路、定标电路和信号放大电路仍采用模拟电路实现。

十二导联心电图选择与控制部分输入端口连接各导联信号，设置FPGA的输入端口作为心电信号输入端口，分别输入右手电极信号、左手电极信号、左腿电极信号、胸导联1电极信号、胸导联2电极信号、胸导联3电极信号、胸导联4电极信号、胸导联5电极信号和胸导联6电极信号，采集十二导联心电信号，确定选通的导联信号；总控制模块控制A/D转换部分对经放大处理的导联信号进行A/D转换，控制灵敏度控制模块对A/D转换控制模块输出的数字导联信号进行灵敏度检测，控制数据处理模块对灵敏度检测后的导联信号进行滤波处理；导联脱落检测部分根据导联脱落信号判断导联是否脱落；数据传输模块接收上位机发送的控制指令，将经滤波处理的导联信号传送到上位机。总控制模块的控制命令指令由八位数据构成，其中定义低四位为指令类型，高四位为其指令参数，指令类型包括：灵敏度控制命令、数据处理控制命令、定标电路控制命令、导联脱落检测控制命令、数据回放控制命令；指令参数包括：灵敏度等级、滤波处理类型、检测导联的编号、回放导联参数编号。

采用FPGA技术设计的十二导联心电图数据采集卡，能够提高采集电路的集成度、减少采集卡体积、大大减少电阻的使用量、从而减少数据采集卡功耗、节约成本和提高抗干扰性。在信息采集和医学电子仪器上有着广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明十二导联心电图数据采集卡功能模块结构示意图

图2为本发明十二导联心电图数据采集卡中FPGA功能模块图

具体实施方式

本发明基于FPGA技术设计的十二导联心电图数据采集卡的选择与控制部分、AD转换部分、采样率的控制部分、心电数据预处理部分、灵敏度控制部分、数据存储部分、导联脱落控制部分、定标电路控制部分和传输部分在FPGA中采用VHDL等硬件描述语言编程实现。仅有光电隔离电路、导联脱落电路、定标电路和信号放大电路仍采用模拟电路实现。

以下针对附图和具体实施例对本发明的实施作进一步具体描述。

本发明基于FPGA技术设计了一种十二导联心电图数据采集卡，基于FPGA实现十二导联心电信号采集和处理，该数据采集卡包括FPGA外围模拟电路部分和FPGA数据采集处理两个部分：

如图1所示为本发明基于FPGA的十二导联心电图数据采集卡功能模块结构示意图。该十二导联心电图数据采集卡基于FPGA采用VHDL等硬件描述语言编程实现数据采集卡的选择与控制、A/D转换、采样率控制、心电数据预处理、灵敏度控制、数据存储、导联脱落检测、定标电路控制和数据传输功能。光电隔离电路、导联脱落检测电路、定标电路和信号放大电路在FPGA外围采用模拟电路实现。