專利名稱：非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及心電領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。
技術(shù)背景隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展以及人類生活方式的變化，世界各國患上冠心病等心血管疾病的人群持續(xù)增長，傳統(tǒng)的心電監(jiān)護(hù)儀器用導(dǎo)聯(lián)線進(jìn)行測量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有病患的要求，為了對(duì)這些疾病進(jìn)行有效的防治，緩解醫(yī)院的壓力，便攜式心電監(jiān)護(hù)儀器成為了心電監(jiān)護(hù)儀器的趨勢。而在目前3G互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，若能結(jié)合現(xiàn)有移動(dòng)平臺(tái)一基于安卓系統(tǒng)的手機(jī)和平板電腦，其使用成本低，并采用革命性的新一代采集心電信號(hào)的傳感器，這樣的設(shè)計(jì)能大大減少用戶端的成本。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)摒棄了用導(dǎo)聯(lián)線進(jìn)行測量的方法，可方便攜帶在手腕上，使患者感受到自在、舒適，通過無線傳輸就完成常規(guī)的醫(yī)學(xué)檢測，方便簡單地得到監(jiān)護(hù)水平的心電圖、心率數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括心電檢測前端、內(nèi)置心電信號(hào)處理前端芯片且外置數(shù)據(jù)接口的心電信號(hào)處理終端、與數(shù)據(jù)接口連接的用戶終端，心電檢測前端，其功能是采集人體心電信號(hào)并通過無線方式發(fā)送到心電信號(hào)處理終端；將心電檢測前端戴在左手手腕處，可獲得更理想的心電信號(hào)；心電信號(hào)處理終端，其功能包括，通過無線方式連續(xù)接收來自心電檢測前端發(fā)來的實(shí)時(shí)信號(hào)；其內(nèi)有集成度極高，僅為一片的心電信號(hào)處理前端芯片，能夠快速有效地對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和A/D轉(zhuǎn)換；可以運(yùn)行自動(dòng)心律分析算法的飛思卡爾32位低功耗微處理器把輸入的心電數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析，提供非常精確的QRS (Q波形、R波形和S波形)檢測和特征提取、心跳分類、間歇測量和心律解釋。最后，通過一個(gè)USB接口或者一個(gè)與某種手機(jī)類型對(duì)應(yīng)的Micro USB接口將以上的ECG(心電圖)數(shù)據(jù)傳送到用戶終端。用戶終端，可以是用戶自己的平板電腦、PC機(jī)或者手機(jī)(用戶終端的接口要與心電信號(hào)處理終端的數(shù)據(jù)接口對(duì)應(yīng))，經(jīng)過心律分析算法分析后，用戶健康狀況的信息將通過應(yīng)用軟件顯示于用戶的PC機(jī)、手機(jī)或平板電腦上，用戶可以通過應(yīng)用軟件實(shí)時(shí)查看自己的心臟健康狀況，并得到一些簡單的改善建議。所述心電檢測前端包括均外裹塑膠體且對(duì)稱放置的兩傳感器、無線發(fā)送模塊、微型震動(dòng)裝置及電源模塊，四者通過外裹塑膠繃帶的電線構(gòu)成一電回路并連成一腕帶狀，所述傳感器的一面靠近皮膚或者與皮膚接觸。所述傳感器為EPIC傳感器，它能夠在30 40cm之內(nèi)可以非接觸地檢測到人體心電信號(hào)；EPIC傳感器的功耗很小，其典型功耗在6mW左右，所以非常適用于在便攜式設(shè)備上。所述心電信號(hào)處理前端芯片包括可運(yùn)行KineticTM算法的飛思卡爾32位低功耗微處理器，飛思卡爾32位ColdFire 器件MCF51MM256/128具有超低功耗、USB連接、圖形顯示器支持和無與匹敵的測量精度等特點(diǎn)，全部功能都集成在一個(gè)單獨(dú)的32位微處理器中，允許器件設(shè)計(jì)者以較低成本制造出更加完整功能的產(chǎn)品。另外MCF51MM256/128微控制器(MCU)上可以運(yùn)行自動(dòng)心律分析算法軟件。Monebo技術(shù)開發(fā)的Kinetic 心電圖算法，從而使信號(hào)處理和解釋心電圖波形。該算法提供高度精確的QRS(Q波，R波和S波)檢測和特征提取，節(jié)律分類，測量時(shí)間間隔和節(jié)奏解釋捕獲高達(dá)16導(dǎo)心電圖數(shù)據(jù)信息。該算法能夠?yàn)椴东@到的最多16個(gè)導(dǎo)聯(lián)的ECG數(shù)據(jù)提供非常精確的QRS (Q波形、R波形和S波形)檢測和特征提取、心跳分類、間歇測量和心律解釋。Monebo的Kinetic軟件運(yùn)行在各種飛思卡爾微處理器(MPU)和微控制器(MCU)上。這些處理平臺(tái)選項(xiàng)使開發(fā)人員能夠根據(jù)他們的性 能、操作功率、集成和系統(tǒng)成本需求，自由選擇ECG應(yīng)用。所述心電信號(hào)處理前端芯片還包括用于ECG模擬前端的ADS1298，ADS1298是集成了心電圖(ECG)前端的8路24位精度如1七&-^81^(八Σ )模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有同時(shí)取樣和內(nèi)置的可編增益放大器(PGA)，基準(zhǔn)電壓和振蕩器，包含了醫(yī)療心電圖(ECG)和腦電圖(EEG)所有的功能。與分立實(shí)施相比，ADS1298縮減了組件數(shù)并降低了高達(dá)95%的功耗，每通道僅需ImW的功效，同時(shí)客戶還可獲得最高級(jí)別的診斷準(zhǔn)確度。所述無線發(fā)送模塊為低功耗ZigBee無線傳輸集成模塊,ZigBee是嵌入式的,提供更便利的使用方式，目前系統(tǒng)只應(yīng)用了 ZigBee無線傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向通信功能，因此，對(duì)于未來家庭保健平臺(tái)，ZigBee能夠最大限度地發(fā)揮它的優(yōu)勢。家庭保健平臺(tái)采用無縫連接和數(shù)據(jù)聚合，以便提供遠(yuǎn)程訪問并且改善醫(yī)療保健管理。它可以提供多種連接選項(xiàng)，從商用有線和無線醫(yī)療設(shè)備(例如血壓計(jì)、脈動(dòng)血氧計(jì)、體重計(jì)、血糖儀)中獲得數(shù)據(jù)。除了從醫(yī)療設(shè)備采集數(shù)據(jù)的連接功能以外，平臺(tái)也能提供連接，通過帶有顯示器的遠(yuǎn)程智能設(shè)備例如平板電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)或者云環(huán)境共享數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)采取措施。這種連接能力為被監(jiān)測者和看護(hù)人員(包括家人、朋友和醫(yī)生)提供了跟蹤和監(jiān)測健康狀態(tài)的方式，還可以發(fā)出警報(bào)和用藥提醒。最為重要的是，該界面可以為看護(hù)人員提供實(shí)時(shí)連接功能，為他們減輕壓力，確保被監(jiān)測者的安全。所述微型震動(dòng)裝置為微型震動(dòng)馬達(dá)，能提供危險(xiǎn)警報(bào)，當(dāng)用戶出現(xiàn)心律失常、心肌缺血或心肌梗塞導(dǎo)致心率高于或者低于針對(duì)不用年齡階段的患者預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，將發(fā)出報(bào)警——心電檢測腕帶震動(dòng)，在設(shè)定為開機(jī)啟動(dòng)的應(yīng)用軟件的界面上顯示警報(bào)提示和播放語音提示(對(duì)于移動(dòng)平臺(tái)的手機(jī)和平板電腦增加震動(dòng)和閃屏報(bào)警提示)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)連接預(yù)設(shè)的接點(diǎn)(親屬、護(hù)理人員或急救機(jī)構(gòu))，通過SMS文本信息或電話信息求救。所述電源模塊內(nèi)置兩紐扣電池，為整個(gè)檢測裝置提供+6v電源。本實(shí)用新型的傳感器、無線發(fā)送模塊、微型震動(dòng)裝置、電源模塊，以上設(shè)備集成于一個(gè)腕表中，以上設(shè)備將會(huì)集成于一個(gè)便攜、美觀的腕表中，能對(duì)用戶健康情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，這樣的設(shè)計(jì)主要是為了方便用戶可以更自由地、舒適地活動(dòng)，為用戶帶來更人性化的檢測體驗(yàn)。


圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的心電檢測前端的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的工作流程圖；圖4是使用EPIC的心電圖；圖5是傳統(tǒng)濕法電極的心電圖。其中，I、心電檢測前端；2、心電信號(hào)處理終端；21、數(shù)據(jù)接口 ；3、用戶終端；11、傳感器；12、無線發(fā)送模塊；13、微型震動(dòng)裝置；14、電源模塊；15、電線。
具體實(shí)施方式
以下是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)用新型的非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，心電檢測前端I、內(nèi)置心電信號(hào)處理前端芯片且外置數(shù)據(jù)接口 21的心電信號(hào)處理終端2、與數(shù)據(jù)接口 21連接的用戶終端3 ；如圖2所示，心電檢測前端I包括對(duì)稱放置的兩EPIC心電檢測傳感器11，兩EPIC心電檢測傳感器11的側(cè)面外裹塑膠膠圈，且兩EPIC心電檢測傳感器11的其中一面與左手手腕貼合或左手手袖貼合；內(nèi)置無線發(fā)送模塊12及微型震動(dòng)裝置13的塑膠體一，無線發(fā)送模塊12內(nèi)含低功耗ZigBee無線傳輸集成模塊，微型震動(dòng)裝置13內(nèi)含低功耗的微型震動(dòng)馬達(dá)，能提供無線傳送模式和震動(dòng)報(bào)警；外裹塑膠體二的電源模塊14內(nèi)置兩(可更換)紐扣電池，為整個(gè)檢測前端提供+6V電源；兩傳感器11、無線發(fā)送模塊12、微型震動(dòng)裝置13及電源模塊14通過外裹塑膠繃帶的電線15構(gòu)成一電回路，塑膠繃帶內(nèi)為有絕緣材料和屏蔽材料包裹的連接整個(gè)檢測前端的金屬導(dǎo)線；包裹兩傳感器11的塑膠膠圈、內(nèi)含低功耗ZigBee無線傳輸集成模塊及微型震動(dòng)馬達(dá)的塑膠體一、內(nèi)置兩紐扣電池的塑膠體二，通過塑膠繃帶構(gòu)成心電檢測前端I的支架，成腕表帶狀，這樣便可以佩戴到左手手腕上。如圖3所示，本實(shí)用新型工作過程如下，傳感器11采集人體心電信號(hào)并通過無線方式發(fā)送，低功耗檢測端無線收發(fā)的人體心電信號(hào)經(jīng)由低功耗處理端外置的接收器傳送到信號(hào)處理端，經(jīng)由信號(hào)處理端處理后的數(shù)據(jù)通過USB接口傳輸?shù)絇C機(jī)、手機(jī)或平板電腦，通過開發(fā)的基于安卓平臺(tái)、Java、Android和Windows系統(tǒng)的應(yīng)用軟件和底層控制硬件的腳本文件的的應(yīng)用軟件進(jìn)行顯示、預(yù)警等操作。同時(shí)，用戶的手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦將經(jīng)由應(yīng)用軟件與家庭其他成員或醫(yī)院醫(yī)療人員的手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦通過網(wǎng)絡(luò)連接，一旦用戶心臟出現(xiàn)問題，通過互聯(lián)網(wǎng)終端的SMS信息發(fā)送功能、GPRS網(wǎng)絡(luò)信息傳輸功能，用戶家人或醫(yī)療人員將第一時(shí)間得到警報(bào)，并迅速做出應(yīng)急措施。除此之外，還提供了以下三個(gè)方面的功能I、健康情況顯示[0036]經(jīng)過心律分析算法分析后，用戶健康狀況的信息將通過我們開發(fā)的應(yīng)用軟件顯示于用戶的PC機(jī)、手機(jī)或平板電腦上，用戶可以通過應(yīng)用軟件實(shí)時(shí)查看自己的心臟健康狀況，并得到一些簡單的改善建議。2、危險(xiǎn)警報(bào)當(dāng)用戶出現(xiàn)心律失常、心肌缺血或心肌梗塞導(dǎo)致心率高于或者低于針對(duì)不用年齡階段的患者預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)將發(fā)出報(bào)警——心電檢測腕帶震動(dòng)，在設(shè)定為開機(jī)啟動(dòng)的應(yīng)用軟件的界面上顯示警報(bào)提示和播放語音提示(對(duì)于移動(dòng)平臺(tái)的手機(jī)和平板電腦增加震動(dòng)和閃屏報(bào)警提示)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)連接預(yù)設(shè)的接點(diǎn)(親屬、護(hù)理人員或急救機(jī)構(gòu))，通過SMS文本信息或電話信息求救。 3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用軟件會(huì)將系統(tǒng)測得的心臟健康狀況的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)的硬盤，手機(jī)或平板電腦儲(chǔ)存卡上，之后發(fā)給醫(yī)護(hù)人員，也可以將心電數(shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)定的服務(wù)器上。這樣就可以方便醫(yī)生或醫(yī)療人員查看原始數(shù)據(jù)和患者病史，對(duì)用戶健康情況進(jìn)行有針對(duì)性的分析，并對(duì)癥下藥，給予醫(yī)療建議。如圖4、5所示，顯示了使用EPIC和使用傳統(tǒng)的濕法電極的結(jié)果之間的比較，EPIC比傳統(tǒng)電極的傳感器提供了多種優(yōu)勢，節(jié)約資金，加快采取讀數(shù)。首先，EPIC傳感器是干接點(diǎn)，凝膠或類似的液體，所以沒有需要進(jìn)行接觸。其次，該傳感器可以簡單地清洗之后使用，不像常規(guī)心電圖傳感器，必須每次使用一套2美元的一次性電極。第三，對(duì)傳感器使用要求簡單，不同于目前的做法，需要7個(gè)或更多的要慎重選擇適用于身體的具體位置，而且在對(duì)病人的活動(dòng)有限制。當(dāng)EPIC的傳感器被放置在(或接近)病人，心電信號(hào)可以被采集。該EPIC心電檢測傳感器能夠既用于簡單的“監(jiān)護(hù)級(jí)”心電圖也可以用于更嚴(yán)格的臨床診斷測量。它可以被用來作為替代傳統(tǒng)12導(dǎo)聯(lián)心電圖。
權(quán)利要求1.非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括心電檢測前端(I)、內(nèi)置心電信號(hào)處理前端芯片且外置數(shù)據(jù)接口(21)的心電信號(hào)處理終端(2)、與數(shù)據(jù)接口(21)連接的用戶終端(3)，所述心電檢測前端(I)包括傳感器(11)、無線發(fā)送模塊(12)及微型震動(dòng)裝置(13)，電源模塊(14)，四者通過外裹塑膠繃帶的電線(15)構(gòu)成一電路并連成一腕帶狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器(11)為EPIC心電檢測傳感器，所述傳感器(11)的其中一面靠近皮膚或者與皮膚接觸，所述心電信號(hào)處理前端芯片包括可運(yùn)行Kinetic 算法的飛思卡爾32位低功耗微處理器及用于ECG模擬前端的ADS1298，所述無線發(fā)送模塊(12)為ZigBee無線傳輸集成模塊，所述微型震動(dòng)裝置(13)為微型震動(dòng)馬達(dá)，所述電源模塊(14)內(nèi)置有兩紐扣電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開了非接觸式智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括心電檢測前端、內(nèi)置心電信號(hào)處理前端芯片且外置數(shù)據(jù)接口的心電信號(hào)處理終端、與數(shù)據(jù)接口連接的用戶終端，所述心電檢測前端包括傳感器、無線發(fā)送模塊及微型震動(dòng)裝置，電源模塊，四者通過外裹塑膠繃帶的電線構(gòu)成一電路并連成一腕帶狀，所述傳感器的一面靠近皮膚或者與皮膚接觸。本實(shí)用新型可攜帶在手腕上，并通過無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，可在用戶終端得到心電水平等數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK202477682SQ20112052764
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者麥志華 申請(qǐng)人:雍遠(yuǎn)舜, 麥志華