本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)生物電信號(hào)檢測(cè)設(shè)備，具體涉及一種高性能多維實(shí)時(shí)心電成像系統(tǒng)電路。
背景技術(shù)：
心臟生物電活動(dòng)具有方向、途徑、次序及時(shí)間規(guī)律，其變化反映到身體表面形成心電位，通過(guò)電子儀器記錄下來(lái)的這種電位變化就是心電圖。很多心臟疾病可以引起心臟電活動(dòng)的異常。心電圖的記錄已有100多年歷史。電極在體表放置部位的不同，形成不同的心電圖導(dǎo)聯(lián)體系，從而記錄下不同的心電圖。心臟是一個(gè)立體的三維結(jié)構(gòu)，心臟的電活動(dòng)也應(yīng)該是三維形式。然而目前的臨床心電圖只反映了綜合心肌動(dòng)作電位的一維線性變化，其提取的信息量可能還不到整個(gè)心電信息量的10%。二維心電圖又稱為心電向量圖，臨床應(yīng)用不多。鑒于技術(shù)和設(shè)備的限制，三維空間心臟電活動(dòng)基本上還處于實(shí)驗(yàn)研究階段。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn1206580a公開(kāi)了一種“立體心電圖的成像方法及成像儀”，使用16通道記錄儀，記錄顯示了三維心電圖。然而由于其電極及導(dǎo)聯(lián)數(shù)較少，設(shè)備過(guò)于簡(jiǎn)單，難以完成多維心電的實(shí)時(shí)采樣，達(dá)不到臨床應(yīng)用要求。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn103829941a公開(kāi)了一種“多維心電成像系統(tǒng)及方法”，整合體表電位標(biāo)測(cè)技術(shù)和心電向量技術(shù)，描述了以解剖定位為基礎(chǔ)的心電功能成像方法，檢測(cè)跨壁心電活動(dòng)信息，幫助心臟疾病的診斷。這種方法比較局限，還不能實(shí)現(xiàn)完整的三維心電向量的實(shí)時(shí)采樣及顯示。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，旨在提供一種高性能多維實(shí)時(shí)心電成像系統(tǒng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)多達(dá)數(shù)百個(gè)通道心電信號(hào)實(shí)時(shí)同步采樣，重建完整三維心電向量圖的多維成像。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，其包括：心電電極接口、報(bào)警單元、前置信號(hào)處理器、電源模塊、板載存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器、外接存儲(chǔ)器、arm控制器、有線傳輸控制器、無(wú)線傳輸控制器及外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)。心電電極接口與前置信號(hào)處理器連接，前置信號(hào)處理器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器分別與板載存儲(chǔ)器、外接存儲(chǔ)器及有線傳輸控制器連接，arm控制器分別與板載存儲(chǔ)器、外接存儲(chǔ)器、有線傳輸控制器及無(wú)線傳輸控制器連接，有線傳輸控制器與外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)連接，無(wú)線傳輸控制器與外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)無(wú)線連接，電源模塊及報(bào)警單元為整機(jī)相關(guān)電路提供電源及處理報(bào)警信號(hào)。
本發(fā)明可以使用數(shù)十、甚至數(shù)百個(gè)電極與人體連接，再連接到心電電極接口，前置信號(hào)處理器采用基于asic的前端心電信號(hào)處理器，用于心電信號(hào)的放大、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)前端處理系統(tǒng)產(chǎn)生的多維實(shí)時(shí)心電數(shù)字信號(hào)，再采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器芯片進(jìn)行匯總和存儲(chǔ)?？梢圆捎冒遢d存儲(chǔ)器對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，也可以采用大容量外接存儲(chǔ)器對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，如sd卡，ssd硬盤等。arm控制器讀取板載存儲(chǔ)器或外接存儲(chǔ)器中的心電數(shù)據(jù)，通過(guò)有線數(shù)據(jù)傳輸控制器或無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸控制器，傳輸至外部數(shù)據(jù)匯總、處理及顯示系統(tǒng)，輸出一維心電圖（常規(guī)心電圖）、二維心電圖（心向量圖）及多維實(shí)時(shí)心電成像圖。有線數(shù)據(jù)傳輸可以使用千兆以太網(wǎng)，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸可以使用藍(lán)牙、wifi等。如需高速數(shù)據(jù)發(fā)送，可使用fpga直接進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)電極對(duì)的心電信號(hào)采樣監(jiān)測(cè)，或中心電極對(duì)其他任意電極的心電信號(hào)采樣監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)交流或直流電源供電。各種類型的錯(cuò)誤或者異常，由報(bào)警單元處理及報(bào)警。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：由于本發(fā)明使用了特別定制的專用的高度集成的數(shù)據(jù)處理芯片及技術(shù)，使得對(duì)大量心電信號(hào)的采樣、處理速度、處理效能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)傳輸性能都有了大幅度提高。本發(fā)明可以連接多達(dá)數(shù)百個(gè)心電電極，由于采用基于asic的前端心電信號(hào)處理器，可以對(duì)多達(dá)數(shù)百個(gè)心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣、放大、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換。由于采用了先進(jìn)的arm控制器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器芯片，可以對(duì)大量心電數(shù)據(jù)進(jìn)行高速匯總，分別存儲(chǔ)在板載存儲(chǔ)器或大容量外接存儲(chǔ)器中，有利于原始數(shù)據(jù)的保存、處理和交換。可以任意選擇高速有線、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，使得本設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)功能大大增強(qiáng)，為后期的大數(shù)據(jù)及云計(jì)算打下了基礎(chǔ)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明一種高性能多維實(shí)時(shí)心電成像系統(tǒng)電路，其包括：心電電極接口1、報(bào)警單元2、前置信號(hào)處理器3、電源模塊4、板載存儲(chǔ)器5、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器6、外接存儲(chǔ)器7、arm控制器8、有線傳輸控制器9、無(wú)線傳輸控制器10及外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)11。心電電極接口1與前置信號(hào)處理器3連接，前置信號(hào)處理器3與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器6連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）控制器6分別與板載存儲(chǔ)器5、外接存儲(chǔ)器7及有線傳輸控制器9連接，arm控制器8分別與板載存儲(chǔ)器5、外接存儲(chǔ)器7、有線傳輸控制器9及無(wú)線傳輸控制器10連接，有線傳輸控制器9與外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)11連接，無(wú)線傳輸控制器10與外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)11無(wú)線連接，電源模塊4及報(bào)警單元3為整機(jī)相關(guān)電路提供電源及處理報(bào)警信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)施例中，電極采用128通道，前置信號(hào)處理器采用特別定制的專用的高度集成的數(shù)字信號(hào)處理器芯片，arm控制器及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）采用xilinxxc7a100t芯片，外部數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)使用高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作站。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，不論是否采用其他任何同類電路芯片，均落在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。