[發明專利]一種R波檢測電路、方法以及除顫器

有效

• 申請號: 201210404889.0
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102894970A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 王禮魁;程榮章;鄒健;洪潔新
• 申請（專利權）人: 深圳市邦健電子有限公司
• 主分類號: A61B5/0456
• 分類號: A61B5/0456;A61N1/39
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;馬翠平

技術領域

本發明涉及醫療電子技術領域，具體涉及一種R波檢測電路、方法以及除顫器。

背景技術

除顫（又名電擊復律）是利用電能來治療快速異位心律失常，使之轉復為竇性心律的一種有效方法。分同步電復律與非同步兩種：同步電復律是指除顫器由R波的電信號激發放電，非同步電復律是指除顫器在心動周期的任何時間都可放電。

R波同步復律主要應用于房顫和室速等心率失常。如果除顫電擊恰好落在T波的中部，由于此時正值心臟的易損期，外加的刺激很容易引起室顫。因此，電擊復律應避免電擊發生在T波的中部，最佳的放電時間是在R波的下降期或下降期的中部，這時整個心室肌纖維正處于絕對不應期，有利于心律的恢復、又可以避免電擊不落在T波段。

基于以上原因，同步除顫時必須從病人身上取得心電信號，經檢測出R波以后，再經過30ms延遲，然后才觸發放電，這時除顫脈沖大約是在R波的下降期中部。

由于軟件檢測的延時較大，不適合除顫的R波同步檢測，只能通過硬件檢測實現，現有技術的硬件R波同步檢測技術主要采用微分閾值法。

微分閾值法的基本思想是利用R波比較陡峭的特點進行檢測：首先對心電信號進行微分，然后設置一個閾值，當心電信號斜率大于閾值時，則輸出R波標記。通常該閾值與前面心電信號斜率的峰值大小關聯，其檢測電路框圖如圖1。

現有技術中，其閾值控制器采用MCU（微控制器）控制，自適應地控制比較電壓的輸出。為了實現正反向心電信號可檢，在微分到比較器的鏈路上增加了全波整流電路。

進一步在此基礎上可以作出細微的調整，采用一階微分和二階微分組合的方式檢測。其閾值控制采用固定的方式，前端采用了自動增益控制電路，使得信號的幅度在合適的范圍。

現有技術的不足之處在于：

其一、抗高頻噪音干擾能力弱，微分電路對高頻噪聲很敏感，普通的濾波不能有效地解決問題。

其二、檢測精度低，檢測的R波觸發點均是閾值與微分后信號幅值相等的點，如圖1中，觸發點為R1，實際的R波點在R2的位置，精度誤差高達幾十毫秒。

其三、對大P波和大T波的抗干擾能力低，P波和T波的頻段與R波的頻段很靠近，采用濾波方式抑制的效果不是很理想。

發明內容

本發明提供解決的技術問題是提高R波檢測的精度。

本發明提供的技術方案如下：

本發明的一個目的是提供一種R波檢測電路，包括微分電路、過零比較電路、閾值控制器和峰值比較器，所述微分電路輸出與過零比較電路輸入連接，微分電路輸出與閾值控制器輸入連接，微分電路輸出和閾值控制器輸出與峰值比較器的兩個輸入端連接，峰值比較器一路輸出和過零比較電路控制端連接；其中微分電路對輸入心電信號進行微分處理；過零比較電路檢測微分信號過零點；閾值控制器根據輸入信號微分峰值的大小自動調整第一門限閾值；峰值比較器進行判斷：微分電路輸出如果大于閾值控制器設定的第一門限閾值時，啟動過零比較電路檢測過零點并輸出。

優選地，還包括門控電路，峰值比較器另一路輸出和過零比較電路輸出連接到門控電路輸入，微分電路輸出如果大于閾值控制器設定的第一門限閾值時，峰值比較器啟動時間長度為t0的控制開關，并通過門控電路控制過零比較電路輸出。

優選地，閾值控制器包括兩級負反饋運放級聯，在第二級運放正極接有RC并聯放電電路。

優選地，還包括心電放大電路，所述心電放大電路位于微分電路之前，心電放大電路對輸入的心電信號進行濾波、放大處理。

優選地，在微分電路之前還包括絕對值電路，所述絕對值電路對信號進行整形，正的信號正常通過，負的信號翻轉。

優選地，在微分電路之前還包括一個順序連接的差分電路和半波整流電路，差分電路的兩個輸入分別來自心電信號輸入和閾值控制器的第二門限閾值輸出，只有大于閾值控制器設定的第二門限閾值的信號，才能通過，小于第二門限閾值的信號被置零。

優選地，在心電放大電路之前還包括前置保護電路，用于限制輸入信號幅度。

優選地，前置保護電路由氖泡構成的高壓保護電路和由兩個背對背的穩壓管接成串聯電路形式的中壓保護電路共同構成。

本發明的另一個目的是提供一種R波檢測方法，包括以下步驟：

首先對輸入信號進行微分；

接著預設一個第一門限閾值，所述第一門限閾值根據輸入信號微分峰值的大小自動調整；

如果輸入信號經微分電路處理后大于第一門限閾值時，接著再對微分信號過零點進行判斷并輸出。