一種移動式心電監測終端的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種心電監測終端，尤其涉及一種移動式心電監測終端，適用于醫療 診斷、家庭監護、日常健康監測等領域。
【背景技術】
[0002] 隨著生活節奏的逐步加快，人們的生活壓力越來越大，生活壓力的增加，極易引起 心血管類疾病的發生。而對心血管類疾病的診斷，測量并觀察心電圖是最為有效和直觀的 方法。準確地提取心電信號并進行精確的分析和研究，能有效地輔助醫生對心血管類疾病 的分析和診斷。傳統的心電信號監測儀器的體積比較大且價格昂貴，不利于病人隨身攜帶 和進行長時間的監測，成本的高昂也加重了病人的負擔。傳統的心電儀之所以存在這些缺 點，主要是因為它是一體化的專用設備。這樣一來，存在低功耗、小體積、低成本、可擴展的 心電監測終端的需求。
【發明內容】
[0003] 為了解決上述難題，本發明提供一種低功耗、小體積、低成本、可擴展的移動式心 電監測終端。
[0004] 本發明采用的技術方案為一種移動式心電監測終端，包括：心電信號采集模塊，用 于采集人體心電信號并進行調理，然后將轉換為數字信號的心電信號進行預處理和外部傳 輸；與所述心電信號采集模塊連接的移動設備，用于接收預處理的心電信號并進行降噪處 理，用于發送和儲存心電數據，以及通過交互方式呈現心電監測和心電數據，其中所述交互 方式包括直接數據顯示、圖形化顯示、聲音反饋和振動反饋中的一種或多種。
[0005] 作為本發明方案的進一步改進，所述心電信號采集模塊包括：采集電極，用于設置 在人體的檢測部位以采集人體心電信號；心電信號調理單元，用于放大采集的心電信號和 抵消共模干擾；心電信號預處理單元，用于控制電信號調理單元，對采集的模擬心電信號實 現數字化，對數字化心電信號進行編碼和傳輸；無線收發單元，用于心電信號采集模塊與移 動設備進行無線通信；電源管理單元，用于為心電信號調理單元、心電信號預處理單元和無 線收發單元提供可靠供電。
[0006] 優選地，所述心電信號調理單元包括腿部驅動電路，其中所述腿部驅動電路通過 檢測一組采集電極的共模信號，創建負反饋回路，把共模信號加載在人體上，從而降低和消 除共模干擾信號。
[0007] 優選地，所述無線收發單元包括：藍牙通信模塊、WiFi通信模塊、近場通信模塊、 Zigbee通信模塊、射頻通信模塊或ANT低功耗通信模塊。
[0008] 作為本發明方案的進一步改進，所述心電信號采集模塊包括：數模混合處理芯片， 用于實現對采集的心電信號的調理；主控芯片，用于觸發心電信號的采集、調理、預處理和 傳輸工作。
[0009] 作為本發明方案的進一步改進，所述主控芯片包括采集流程管理模塊，其中所述 采集流程管理模塊被配置為監控傳輸接口是否收到移動設備的命令，如果收到命令則根據 不同的命令來觸發外部中斷和數模混合處理芯片的工作，否則繼續等待命令。
[0010] 作為本發明方案的進一步改進，所述移動設備包括配置有預設截止頻率的數字濾 波器，其中所述數字濾波器包括：用于消除心電測量過程中由基線漂移引起的干擾的高通 濾波器，該高通濾波器采用Z平面簡單零極點法來設計；用于抑制測量環境中的工頻干擾 的帶阻濾波器，該帶阻濾波器基于有限脈沖響應（FIR)濾波方法來設計；用于抑制高頻干 擾的低通濾波器，該帶阻濾波器基于無限脈沖響應（IIR)濾波方法或FIR方法來設計。 [0011] 作為本發明方案的進一步改進，所述移動設備包括心電特征提取模塊、心電數據 分析模塊和心電數據存儲模塊，其中：所述心電特征提取模塊被配置為執行如下步驟，在給 定的時間段內采集一組心電電壓值，獲得心電電壓的最大值、最小值和平均值，設置心電電 壓的閾值等于心電電壓的最大值減去平均值之差再除以二或者等于心電電壓的平均值減 去最小值之差再除以二，當測量的當前心電電壓值達到閾值則保存跳變沿位置，根據跳變 沿位置計算心率值，如果計算的心率值合理則記錄該心率值，否則丟棄；所述心電數據分析 模塊用于將由所述心電特征提取模塊計算得到的心率值與預設的心率值范圍進行比較，然 后根據判斷結果反饋心率情況；所述心電數據存儲模塊用于緩存心電特征提取和分析過程 中的心電數據以及通過圖片和文本的方式保存心電數據結果作為本發明方案的進一步改 進，所述移動設備包括心電圖形化顯示模塊，所述心電圖形化顯示模塊被適配為根據所述 移動設備的顯示屏分辨率和方向而調整顯示內容。作為本發明方案的進一步改進，所述移 動設備包括智能移動設備和/或嵌入式系統設備。優選地，所述移動設備包括智能手機、平 板電腦、掌上電腦、可穿戴設備或其他運行嵌入式系統的移動設備。所述移動設備進一步通 過相關通信協議對數據進行封裝打包，再將數據傳輸至遠程服務器端。
[0012] 根據本發明的移動式心電監測終端，將傳統的心電儀的系統結構改善為兩部分， 其中，一部分為信號采集單元，另一部分為信號處理及顯示單元。信號采集單元和信號處理 及顯示單元通過無線傳輸技術來進行通信，實現數據的傳輸；信號處理及顯示單元采用人 們平時都會隨身攜帶的智能終端（智能手機、平板電腦或智能手表）來實現。用智能終端來 進行信號的處理及顯示有兩個好處，一來可以極大地降低心電儀的成本、減少體積和降低 功耗，二來智能終端對數據的處理能力很強、可擴展性非常好。
[0013] 根據本發明的移動式心電監測終端實現了：在心電信號采集階段采用可靠的電極 和使用數模混合處理芯片進行調理，最大限度的減少信號的失真；內置的腿部驅動放大器 電路可以有效的抑制工頻干擾；心電信號預處理單元和主控芯片根據需求，靈活地通過無 線通信模塊把數據發到智能終端；利用智能終端接收到心電數據之后，用數字濾波器把心 電數據中的基線漂移、工頻干擾及肌電干擾等各種干擾濾除，提高了心電監測結果真的準 確性；然后基于低功耗的閾值算法對心電信號波進行檢測，得到心率值；最后把完整的心 電圖和心率值等信息顯示到智能終端上，方便用戶讀取；還可以把心電波形以圖片或數據 的格式進行保存，以便日后的分析和診斷。本發明操作簡單，可擴展性好，方便地將個人的 心電健康監測融入日常生活，對防治和診斷心血管疾病有顯著積極的意義。
【附圖說明】
[0014] 圖1所示為根據本發明實施例的移動式心電監測終端的結構框圖； 圖2所示為根據本發明實施例的心電采集模塊的工作流程圖； 圖3A所示為未經濾波處理的含有工頻干擾的心電波形圖； 圖3B所示為濾除工頻干擾后的心電波形圖； 圖4所示為根據本發明實施例的心電波檢測及心率計算流程圖； 圖5所示為根據本發明實施例的移動設備界面設計示例圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖并通過多個示例性實施例對本發明的技術方案作更詳細的描述。
[0016] 圖1所示為根據本發明實施例的移動式心電監測終端的結構框圖。根據本發明的 移動式心電監測終端將傳統的心電儀的系統結構改善為兩部分，其中，一部分為心電信號 采集模塊，另一部分為信號處理及顯示設備。心電信號采集模塊和信號處理及顯示設備通 過無線傳輸技術來進行通信，實現數據的傳