基于可穿戴裝置的心電檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生命體征參數檢測裝置研宄領域，具體是指一種基于可穿戴裝置的心電檢測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，心血管疾病已成為危害人類健康的主要疾病，據統計，世界上每年有幾百萬人死于心血管疾病，因此心血管疾病的預防和診斷顯得格外重要。目前心電圖是測量和診斷異常心臟節律的最好方法，通過心電圖可診斷心電傳導組織受損時心臟的節律異常以及由于電解質平衡失調引起的心臟節律的改變。然而，在傳統的心電監測儀中，各硬件裝置間主要通過通信線纜連接，其操作平臺也基于有線裝置，這類傳統裝置因有線連接，使其可用范圍大大受到限制，不方便移動，還會給被檢測者帶來心理壓力，從而使檢測結果失真。
[0003]隨著人們生活水平的提高，人們的健康意識日益增強，希望能隨時隨地檢測生理參數，近幾年，發展迅速的可穿戴醫療產品正是滿足這種需求的理想產品。將心電檢測功能移植到可穿戴醫療產品上，一方面可以實時監測心血管疾病，方便使用者進行自我健康狀況評估，及時獲得發病信息，從而及早獲得救治，增加生存機會，同時，長期監測心電、心率的變化，也可從變化趨勢中獲得有用的信息，從而有益于指導疾病的預防和診療。另一方面，能夠為極限運動、高強度運動實時提供參考，有利于根據心電圖形和心率數值實時調整運動強度，制定、修改運動計劃，及早檢測到心臟的節律異常，在出現健康危害、生命危險前停止運動。
[0004]雖然目前市場上已經出現了一系列可穿戴式心電監測裝置，但大部分都采取將粘貼電極粘貼在人體的特征部位，通過導線將電極與控制器、顯示器相連，不僅使用不方便，而且不利于長期佩戴，粘貼電極和導線都會極大影響運動狀態時裝置的使用，這些局限都會很大程度地限制心電的實時監測和穩定性，從而影響到監測結果的準確性和實時性。此夕卜，現有心電檢測裝置電源幾乎全部采用電池供電或電源充電的方式，這種供電方式使檢測裝置可使用時間受到很大程度的限制，不能滿足實時監測的需求。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，該裝置是設置于現有的可穿戴式設備上，例如智能手表、智能手環等，具有體積小巧、使用方便、使用時間長的優點。
[0006]本實用新型的目的通過以下的技術方案實現:基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，包括心電采集器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、電源管理模塊、太陽能電池、輸入裝置和指示燈，所述心電采集器包括第一心電傳感器和第二心電傳感器，第一心電傳感器設置于可穿戴裝置外殼的背面，與皮膚接觸，第二心電傳感器設置于可穿戴裝置外殼正面或邊框；心電采集器與集成模擬前端相連，集成模擬前端通過SPI (Serial Peripheral Interface，串行外設接口)與混合信號微控制器相連，藍牙模塊通過 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用非同步收發傳輸器)與混合信號微控制器相連，藍牙模塊與外部網絡連接；電源管理模塊與太陽能電池相連，二者用于為心電檢測裝置中混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、指示燈供電；顯示裝置、輸入裝置、指示燈分別與混合信號微控制器相連，并由混合信號微控制器控制工作，所述輸入裝置用于啟動可穿戴裝置的心電檢測功能，指示燈用于顯示可穿戴裝置當前所處的心電檢測功能狀態。
[0007]優選的，所述電源管理模塊包括太陽能充電電路、太陽能放電電路、太陽能充電控制器、太陽能放電控制器、太陽能接口、蓄電池接口、負載接口和蓄電池，其中太陽能電池與太陽能接口連接，蓄電池接口與蓄電池連接，蓄電池還設有接口用于與外部充電電源連接；負載接口與所述混合信號微控制器連接；太陽能充電控制器控制太陽能充電電路工作，太陽能電池通過太陽能充電電路向蓄電池充電；太陽能放電控制器控制太陽能放電電路工作，蓄電池通過太陽能放電電路向心電檢測裝置中混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、指示燈供電。
[0008]優選的，由所述太陽能充電電路和所述太陽能充電控制器組成的太陽能充電模塊與由所述太陽能放電電路和所述太陽能放電控制器組成的太陽能放電模塊彼此獨立，充電和放電過程獨立進行。從而可以大幅度降低功耗，進一步延長待機、使用時間。
[0009]更進一步的，所述太陽能電池采用多晶硅薄膜型太陽能電池。該電池是由高效能、高光電轉換效率的多晶硅薄膜型光電材料得到的，因此具有體積小、供電時間長的優點。
[0010]優選的，所述藍牙模塊包括主控制模塊、射頻核心模塊、通用外圍設備接口模塊、傳感器接口模塊和天線，所述主控制模塊用于接收、存儲混合信號微控制器傳來的信號，并在信號需要向外傳輸時，將信號傳入射頻核心模塊，主控制模塊包括導線相連的主控制器、JTAG (Joint Test Act1n Group，聯合測試工作組)接口、ROM (Read-Only Memory，只讀存儲器)、閃存、SRAM;所述射頻核心模塊用于在信號需要向外傳輸時，接收主控制模塊傳入的信號，并將信號由天線向外傳輸，射頻核心模塊包括導線相連的協控制器、數字鎖相環、DSP調制解調器、SRAM, ROM和放大器，放大器與天線相連接；所述天線用于將信號發送到外部移動終端，并接收移動終端反饋結果，并將反饋結果發送到顯示裝置顯示；通用外圍設備接口模塊由導線相連的i2c、uart和SPI組成；傳感器接口模塊包括導線相連的傳感器控制器、ADC(Analog to Digital Converter,模擬數字轉換器)和比較器；主控制模塊分別通過導線與射頻核心模塊、通用外圍設備接口模塊和傳感器接口模塊相連。
[0011]更進一步的，所述主控制模塊在將信號傳到射頻核心模塊后進入睡眠狀態。從而可以大大降低藍牙模塊的功耗。
[0012]更進一步的，所述傳感器控制器用于感知外接心電采集器的工作狀態，若外接心電采集器沒有進行信號采集，則控制藍牙模塊自動進入睡眠狀態。從而可以大大降低藍牙模塊的功耗。
[0013]更進一步的，所述藍牙模塊采用藍牙標準V4.0，用以將wif 1、UWB無線射頻技術納入藍牙技術。從而將高速傳輸和超低功耗有機地結合，可以實現本實用新型與其他來自全球制造商不同設備之間的信息交互，進行信息共享。
[0014]具體的，所述集成模擬前端選用TI公司的ADS1293芯片，可用于對采集到的心電信號進行濾波、自動增益、AD轉換。
[0015]具體的，所述混合信號微控制器選用TI公司的MSP430FR5739微控制器，在這里采集到的心電信號采用低通平滑的算法實現低通濾波，采用基于奇異值分解方法的濾波法去除肌電干擾和運動干擾，采用自適應相干模板法抑制采集過程中和采集后的工頻干擾，采用多項式插值方法中的三次樣條函數差值法對基線漂移進行糾正，最后采用小波變換法進行信號消噪、數據壓縮和奇異點檢測，并利用小波變換在多尺度下具有的濾波器組特性，實現相應的QRS波與其他波形的區分。
[0016]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0017](I)本實用新型的心電檢測裝置基于可穿戴裝置，克服了傳統心電檢測裝置中有線連接帶來的使用局限性，并且通過可穿戴裝置可以實現隨時隨地的心電檢測。體積小巧，可穿戴，結果準確，功耗極低，可利用太陽能充電，便于進行戶外運動或者心血管疾病的心電隨時隨地監測，最大程度地降低心臟節律異常對機體的損害和生命危險。
[0018](2)本實用新型心電采集器包括2個心電傳感器，一個心電傳感器置于可穿戴裝置的背板，與皮膚接觸，另一個心電傳感器置于可穿戴裝置外殼正面或邊框，使用時，將本實用新型所述的可穿戴裝置戴于手腕處，使其背板與皮膚接觸，另一只手的手指搭在可穿戴裝置外殼正面或邊框上，構成心電檢測的回路，獲取心電信號。與現有技術相比，突破了導線和電極的束縛，使用方便，