一種生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)，具體涉及一種基于阻抗檢測的呼吸波形的監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]當前對呼吸波形的監(jiān)測是通過對心電波形的提取來實現(xiàn)的。在對心電波形的監(jiān)測中，由于呼吸運動會導致電極與皮膚接觸區(qū)域的位移，從而會導致基線漂移，接著通過將心電波形中的基線漂移提取出來，可以得到近似的呼吸波形。
[0003]該技術方案例如適用于在臨床中比較安靜睡臥的病人。但是，該技術方案不能有效的解決由于運動所帶來的基線漂移對呼吸波形提取的干擾，例如對于好動的新生兒或者處于運動狀態(tài)中的人。原因在于被監(jiān)測者在運動時，同樣也會導致電極與皮膚接觸區(qū)域的位移，而由此帶來的基線漂移在頻段上與呼吸波形頻段重合，從而難以將呼吸波形從運動干擾中提取出來，進而導致呼吸波形采集有誤。

【發(fā)明內容】

[0004]針對這個問題，本發(fā)明提出了一種基于阻抗檢測的呼吸波形的監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明的發(fā)明構思是:在整個呼吸過程中，當呼氣時，肺部氣體減少，整個肺部的等效阻抗減小;吸氣時，肺部氣體增加，整個肺部的等效阻抗增加，由此通過監(jiān)測肺部的等效阻抗大小，可以精確的得到呼吸波形，包括頻率和呼吸深度(相對換氣量的多少)。
[0005]在實施例中提供一種基于阻抗檢測的呼吸波形監(jiān)測系統(tǒng)，包括測量電極和呼吸波形監(jiān)測通道，其特征在于，所述呼吸波形監(jiān)測通道包括:信號源和順序連接的調制電路、解調電路以及第一低通濾波器;測量電極用于與被監(jiān)測者的皮膚接觸并檢測電信號；信號源用于提供預定頻率的交流信號，所述信號源與測量電極電連接，為測量電極提供輸入到被監(jiān)測者的激勵信號;調制電路分別與測量電極和信號源電連接，將信號源輸出的信號I(Fc)和測量電極所檢測的電信號進行幅度調制，輸出調制后信號;解調電路對調制后信號進行解調，輸出解調后信號;低通濾波器具有與呼吸頻率匹配的頻率帶寬，對解調后信號進行濾波處理后得到呼吸信號。
[0006]進一步地，信號源為電流源，測量電極檢測的為電壓信號。
[0007]進一步地，電流源輸出信號的頻率大于IKHz。
[0008]進一步地，信號源包括第一信號源和第二信號源，所述第一信號源與測量電極電連接，所述第二信號源與調制電路電連接。
[0009]進一步地，第一低通濾波器為2Hz-4Hz的低通濾波器。
[0010]進一步地，生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)為可穿戴的心電監(jiān)測模塊。
[0011]進一步地，生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)還包括:連接在調制電路和解調電路之間的第一放大器，連接在信號源和調制電路之間的第一電容(CT)，和連接在所述調制電路和第一放大器之間的第二電容(CR)，所述第一放大器放大頻率為2HZ-4HZ。
[0012]進一步地，生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)還包括與第一低通濾波器的輸出端連接的第一模數(shù)轉換器和處理器，所述第一模數(shù)轉換器對第一低通濾波器輸出的呼吸信號進行模數(shù)轉換，并將轉換后的呼吸信號輸出到處理器，所述處理器將轉換后的呼吸信號處理為呼吸波形數(shù)據(jù)。
[0013]進一步地，生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)還包括心電波形監(jiān)測通道，所述呼吸波形監(jiān)測通道與心電波形監(jiān)測通道共用測量電極。
[0014]進一步地，心電波形監(jiān)測通道包括順序連接的第二放大器、第二低通濾波器和第二模數(shù)轉換器，所述第二低通濾波器為頻率小于IKHz的低通濾波器。
【附圖說明】
[0015]圖1為呼吸阻抗監(jiān)測模型等效示意圖；
[0016]圖2為呼吸監(jiān)測通道和心電監(jiān)測通道電路示意圖；
[0017]圖3為有關信號的示意圖；
[0018]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的呼吸波形與傳統(tǒng)實施例的呼吸波形的對比圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]在本發(fā)明實施例中，利用在呼吸過程中肺部阻抗的大小變化所帶來的相應電壓變化來對呼吸波形進行監(jiān)測。
[0021]在本實施例中提供了一種生理信號的監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2所示，具體包括測量電極100、心電監(jiān)測通道200和呼吸監(jiān)測通道300;測量電極100用于與被監(jiān)測者的皮膚接觸并檢測電信號，心電監(jiān)測通道200用于檢測出被監(jiān)測者的心電信號，以便后續(xù)生成心電波形；呼吸監(jiān)測通道300用于檢測出被監(jiān)測者的呼吸信號，以便后續(xù)生成呼吸波形。心電監(jiān)測通道200和呼吸監(jiān)測通道300都與測量電極100電連接，共用測量電極100。
[0022]呼吸監(jiān)測通道300包括信號源301和順序連接的調制電路302、解調電路303以及第一低通濾波器304。
[0023]信號源301用于提供預定頻率的交流信號，本實施例中，采用一個信號源301，信號源301分別與測量電極100和調制電路302。本實施例中，信號源300為電流源，其輸出的信號可以是高頻方波電流信號或正弦波電流信號，本實施例中，電流源輸出的電流信號的頻率大于IKHz，例如為30KHz。當信號源300為電流源時，測量電極檢測到的是電壓信號。在其它實施例中，信號源也可以是電壓源，相應的，測量電極檢測的可以是電流信號。
[0024]當信號源301與測量電極100連接時，為測量電極提供輸入到被監(jiān)測者的激勵信號，如圖1所示，該激勵信號施加到被監(jiān)測者身體(例如胸腔400)上后，使得信號源300、測量電極100和胸腔400之間形成電流回路。圖1為呼吸阻抗監(jiān)測模型等效示意圖。在圖1中，假定胸腔的常值阻抗為Rb，由呼吸引起的變化阻抗為△ R，將高頻方波交流電流I (Fe)輸入胸腔中，由此形成回路。胸腔阻抗Rb+A R上的電壓信號波形即是呼吸信號波形。此種情況下，測量電極100檢測到的電壓信號中除了包含因心臟搏動產(chǎn)生的生物電信號外，還疊加有因胸腔阻抗Rb+Δ R產(chǎn)生的電壓信號。
[0025]當信號源301與調制電路302電連接時，為調制電路302提供包絡波形或載波波形。
[0026]調制電路302分別與測量電極和信號源電連接，將信號源輸出的信號I(F。)和測量電極所檢測的電信號進行幅度調制，輸出調制信號。
[0027]解調電路303將對調制信號進行解調，輸出解調信號。
[0028]第一低通濾波器304用于對解調信號進行低通濾波，本實施例中，低通濾波器304具有與呼吸頻率匹配的頻率帶寬，對解調信號進行濾波處理后可得到呼吸信號。例如，通常情況下，人的呼吸頻率小于心率，通常為2-4Hz，因此，第一低通濾波器304的濾波帶寬可設定為2Hz-4Hz，使得解調信號中的呼吸信號通過，而心電信號被濾除。
[0029]本實施例中還包括:連接在調制電路和解調電路之間的第一放大器305，連接在信號源和調制電路之間的第一電容CT，和連接在所述調制電路和第一放大器之間的第二電容Cr。第一放大器305用于對調制信號進行放大，為了著重對呼吸信號進行放大，將第一放大器放大頻率設置為2Hz-4Hz，使其與呼吸信號的頻率匹配。第一電容Ct和第二電容Cr的作用是隔直。
[0030]心電波