[發(fā)明專利]一種非接觸心電檢測電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110055486.9
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112869749A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李剛;孔莉;王云翼;王康;林凌
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/319;A61B5/28;A61B5/308
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種非接觸心電檢測電路，電路采取差動輸入方式，由兩套相同電路形式組成，其中任意一套電路由阻容耦合電路、電壓跟隨器、自舉電路以及虛地電路構(gòu)成。本發(fā)明通過自舉方式大幅提高檢測電路的輸入電阻，將輸入電阻阻值提升至實(shí)際阻值的可控倍數(shù)，并利用電阻分壓避免自舉電路使整體電路進(jìn)入自激振蕩的狀態(tài)，解決了非接觸心電檢測電路中需要超高輸入阻抗的難題，從而實(shí)現(xiàn)了非接觸式心電檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種非接觸式的心電監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

駕駛員不良的身體和精神狀態(tài)如醉駕、疲勞駕駛、情緒異常以及突發(fā)疾病等是引發(fā)交通事故的主要原因；航天醫(yī)學(xué)保障技術(shù)成為推動載人航天工程發(fā)展的重要基礎(chǔ)，監(jiān)測宇航員健康狀況的新技術(shù)和新設(shè)備成為亟需解決的問題；心臟病患者的日常心電監(jiān)測更是必不可少。心電是判斷身心狀態(tài)最重要的指標(biāo)，是臨床診斷和病情評估的重要依據(jù)，長期實(shí)時的心電監(jiān)測可以反映一個人的身體精神狀況。因此，對上述人員進(jìn)行心電監(jiān)測是極其必要的。但由于駕駛員、宇航員以及心臟病患者需要長時間的連續(xù)心電監(jiān)測且需要一定的活動自由，因此，在心電監(jiān)測時更傾向于一種非接觸式的無感測量。

傳統(tǒng)的濕電極需要使用水凝膠來增加皮膚和電極之間信號路徑的導(dǎo)電性，容易造成皮膚過敏，不適于長時間使用。干電極與濕電極一樣也需要與皮膚直接電接觸，此外，不具有導(dǎo)電凝膠的干電極對皮膚狀況敏感得多，并且非常容易受到人體運(yùn)動的影響。與傳統(tǒng)濕電極、干電極相比，非接觸式電極在使用時不要求與患者的身體直接接觸，并且不需要事先準(zhǔn)備，也不需要考慮使用者的體表狀態(tài)，可以讓使用者隔著絕緣層材料檢測心電信號。然而由于采集電極與人體耦合形成的電容值很低，在pF量級，因此檢測電路的輸入電阻至少也應(yīng)該在TΩ數(shù)量級才能分壓獲得心電電壓。這就要求后端采集電路的輸入阻抗非常高。由于高輸入阻抗運(yùn)算放大器輸入端的場效應(yīng)晶體管的柵極在無輸入偏置網(wǎng)絡(luò)的情況下將通過泄露電流充電并在短時間內(nèi)使放大器達(dá)到飽和，運(yùn)算放大器的高輸入阻抗是無法直接用于人體生物電信號的電容耦合式采集。

針對現(xiàn)有的應(yīng)用需求以及現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了通過自舉方式大幅提高檢測電路的輸入電阻，將輸入電阻阻值提升至實(shí)際阻值的可控倍數(shù)，并利用電阻分壓避免自舉電路使整體電路進(jìn)入自激振蕩的狀態(tài)，解決了無感、非接觸心電檢測電路中需要電路有超高輸入阻抗的難題，從而實(shí)現(xiàn)了非接觸式心電檢測。

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