一種基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療電子技術領域，特別涉及一種基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器及其使用方法，是一種當心率超出危險閾值時單片機會自動觸發(fā)放電以應急調(diào)整心率并報警的裝置。
【背景技術】
[0002]在光譜中波長自760nm至400 μπι的電磁波稱為紅外線，紅外線是不可見光線，所有高于絕對零度(-273.15°C)的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線?，F(xiàn)代物理學稱之為熱射線。
[0003]將紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外線照射到人體的血管位置，通過紅外光對血管的透射或反射，血液的流動信號返回到接收管，經(jīng)過模塊電路調(diào)試，由接收管傳感器采集脈搏信號，經(jīng)過前置放大、濾波、單片機數(shù)據(jù)處理后可以得出人體的實時心率值。
[0004]心臟電擊除顫是終止心室顫動的最有效方法，應早期除顫。有研宄表明，絕大部分心搏驟停是由心室顫動所致，75%發(fā)生在醫(yī)院外，20%的人沒有任何先兆，而除顫每延遲I分鐘，搶救成功的可能性就下降7%?10%。
[0005]心臟除顫器是一種應用電擊來搶救和治療心律失常的醫(yī)療電子設備。只有當心臟的所有肌纖維在精確的同步收縮下，心臟才能產(chǎn)生有效的搏動。當患者發(fā)生嚴重快速心律失常時，如心房撲動、心房纖顫、室上性或室性心動過速等，往往造成不同程度的血液動力障礙。尤其當患者出現(xiàn)心室顫動時，正常而規(guī)律的心室收縮被快速無規(guī)律的顫動所代替，引起嚴重的血液搏出銳減。如果正常的心律不能快速恢復，病人很快就會死亡。
[0006]在異位性快速心律失常中，由于異位起搏點的自律性增強、存在觸發(fā)或折返機制等因素，造成部分心肌電活動的位相不一致。如在短時間內(nèi)經(jīng)胸壁或直接向心臟通以高電流，人為地使所有心肌纖維瞬間同時除極，異位心律也被消除，此時如心臟起搏傳導系統(tǒng)中自律性最高的竇房結，能恢復其心臟起搏點的作用而控制心搏，即轉復為竇性心律，這即為除顫器作用的生理機理。
[0007]每年都有很多心臟病患者因突發(fā)心臟病不能得到及時救助死亡，而目前國內(nèi)在便攜式電擊除顫心臟復蘇器方面的研宄還很少。近年來每年都有很多心臟病患者因突發(fā)心臟病不能得到及時救助死亡，而目前緊急的電擊除顫器都還只存在醫(yī)院等固定場所，且還沒有便攜式電擊除顫器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種可以隨身攜帶，并在心臟病突發(fā)導致心率失常的情況下通過電擊以應急調(diào)整心率，并發(fā)出報警信號從而挽救病人生命的基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器及其使用方法。
[0009]本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
一種基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器，其特征在于:包括血液波動檢測電路，放大、濾波電路，單片機，控制芯片，放電裝置，報警裝置和電源模塊，所述血液波動檢測電路先連接放大、濾波電路，然后通過單片機連接到控制芯片，所述放電裝置和報警裝置直接連接到控制芯片；所述血液波動檢測電路包括紅外傳感器，發(fā)光二極管Dl，電阻Rl，R2，R3和電容Cl，所述血液波動檢測電路通過電容Cl耦合到放大、濾波電路；所述單片機包括AD轉換器。
[0010]所述電源模塊采用長效免護的鋰電池供電。具體的，采用12V直流、4.2Ah的鋰電池，可回收的，長效原電池，其容量可以滿足最少300次電擊或12小時工作時間。
[0011]所述紅外傳感器采用TCRT5000紅外傳感器，包括紅外線發(fā)射管和紅外線接收管；所述外線發(fā)射管，紅外線接收管和發(fā)光二極管Dl分別各自串聯(lián)電阻R2，R3和R1，然后三者并聯(lián)，其輸出端接地線，紅外線接收管與電阻R3之間連接電容Cl。
[0012]所述放大、濾波電路包括一級放大電路和二級放大電路，二級放大電路后面連接RC兩階濾波電路，所述RC兩階濾波電路輸出端ADCX連接到單片機；所述二級放大電路與RC兩階濾波電路之間還連接有二極管D3，二極管D3與接地線之間依次連接電阻RlO和發(fā)光二極管D2 ;所述一級放大電路、二級放大電路的晶體管Al、A2與接地線之間分別連接有電阻R8、R9。
[0013]所述放大、濾波電路中兩級放大器均為反相比例電路，晶體管Al，A2的供電方式是正負電源供電，電源為+12V、-10V。
[0014]所述放大、濾波電路的放大倍數(shù)為400~1000倍。
[0015]更優(yōu)的，所述放大、濾波電路的放大倍數(shù)為500倍。
[0016]本發(fā)明基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器的使用方法，其特征在于:
(1)將紅外傳感器的探頭貼在人體待檢測的部位，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線穿過動脈血管經(jīng)骨骼反射回來，反射回來的信號強度隨著血液流動的變化而變化，紅外線接收管把反射回來的光信號變成微弱的電信號，并通過Cl耦合到放大、濾波電路；
(2)所述紅外傳感器產(chǎn)生的電信號為2~5mV，經(jīng)兩級放大器電路放大、反相后的波形是跟電信號輸入波形同相、且放大了的交流電信號波形；
(3)所述交流電信號波形經(jīng)過二極管D3檢波后變成單方向的模擬信號，并把檢波后的模擬信號送到RC兩階濾波電路，RC兩階濾波電路的作用是濾除放大后的干擾信號；
(4)多數(shù)單片機的AD轉換器接收到RC兩階濾波電路輸出端ADCX的模擬信號后進行AD轉換，將獲得的數(shù)字信號通過軟件轉變?yōu)樾穆市盘?，最后將該心率信號送到控制芯片，通過控制芯片判斷心率是否超出危險閾值；
(5)所述電阻R9和發(fā)光二極管D2組成傳感器工作指示電路，當紅外傳感器接收到心跳信號時，發(fā)光二極管D2就會按心跳的強度而改變亮度，并按心跳的頻率閃爍；當心率超過危險閾值范圍時，控制芯片發(fā)出信號，觸發(fā)放電裝置調(diào)節(jié)心率，同時觸發(fā)報警裝置發(fā)出報警信號以挽救突發(fā)心臟病人生命。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:與傳統(tǒng)的心臟電擊設備相比，該基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器及其使用方法，攜帶更加便捷也可隨身穿戴，能夠自動對突發(fā)心臟病人做及時的應急心率調(diào)節(jié)，還能發(fā)出報警信號，能夠及時挽救突發(fā)心臟病人的生命，且成本低廉，易于推廣。
【附圖說明】
[0018]附圖1為本發(fā)明基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器結構示意圖。
[0019]附圖2為本發(fā)明血液波動檢測電路示意圖。
[0020]附圖3為本發(fā)明放大、濾波電路示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0022]該基于紅外心率檢測的便攜式心臟除顫器，包括血液波動檢測電路，放大、濾波電路，單片機，控制芯片，放電裝置，報警裝置和電源模塊，所述血液波動檢測電路先連接放大、濾波電路，然后通過單片機連接到控制芯片，所述放電裝置和報警裝置直接連接到控制芯片；所述血液波動檢測電路包括紅外傳感器，發(fā)光二極管Dl，電阻Rl，R2，R3和電容Cl，所述血液波動檢測電路通過電容Cl耦合到放大、濾波電路；所述單片機包括AD轉換器。
[0023]所述電源模塊采用長效免護的鋰電池供電。具體