一種新型智能心電測試保健器的製作方法

2023-06-02 05:34:31

專利名稱：一種新型智能心電測試保健器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫療保健設備，具體涉及一種新型智能心電測試保健器。
背景技術：
目前國內外的心電監測儀，主要應用於臨床旁護設備。它僅涉及的是監測人體心 電圖的技術領域。作為心臟病患者的長期家庭監護及亞健康人群的自我檢測等應用上存在 著體積大、操作複雜、耗時長；ECG資料難以長期保存、效率低、價格昂貴、實時性差等問題， 以及臨床上會限制病人的活動等不便於對心電測試。還有一種為動態心電系統，例如專利號為95114236 「一種動態心電監測裝置及 其智能監測方法」。現有的動態心電信號採集設備一般都只是心電信號的採集，沒有實時分 析處理，對患者而言必須將採集到的數據送回醫院分析，高度依賴於醫生的診斷，這樣一方 面時效性較差，通常從信號採集到得到分析處理結果時間較長；而且由於不支持在線聯機 分析處理，在沒有醫生在場的時候，普遍患者就不能夠對病情有一個相對完整的認識。特別 是對於一些高危信號徵兆，現有設備無法實時預警，只能起到記錄作用，無法起到生命保障 作用。其次，現有的設備一般都只有一種或兩種無線通訊方式，並不是一種完整的解決 方案。由於接入方式受限，應用的局限性較大，不適合將來多媒體時代的應用和普及。

實用新型內容本實用新型的根據生物識別技術，提出一種不僅有心電圖監測功能，還具備測試 心跳、壓力檢測、舒壓互動、心電圖醫療監測、身份識別、心情測試等功能的一種新型智能心 電測試保健器。本實用新型採用如下技術方案一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於包 括裝置主體和與該裝置主體進行數據通信的計算機軟體分析處理裝置，該裝置主體包括至 少一個用於獲取心電信號的生物接觸電極和與之相連的信號處理晶片，該信號處理晶片包 括有用於將心電信號進行放大的信號放大模塊、將放大後的模擬心電信號轉換成數位訊號 的A/D轉換模塊、對數字心電信號進行處理獲得心電信號的數字處理模塊；所述計算機軟 件分析處理裝置與所述數字處理模塊相連，用於根據用戶的操作對經數字處理模塊處理完 後心電信號進行分析對比並獲得相應的測試結果。進一步地，包括有兩所述生物接觸電極，分別為第一生物接觸電極和第二生物接 觸電極。進一步地，所述數字處理模塊包括有漂移抑制單元、交流濾波單元和心電濾波單兀。進一步地，所述裝置主體還設有與所述計算機軟體分析處理裝置進行數據通信的 通訊接口模塊。進一步地，所述計算機軟體分析處理裝置包括用於獲取裝置主體心電信號的通訊
3模塊；用於根據用戶操作實現各種測試功能的操作功能模塊；用於響應各種測試功能對心 電信號進行分析並得出測試結果的信號分析模塊；用於存儲用戶信息、心電信號和測試結 果的存儲模塊；所述通訊模塊與所述操作功能模塊相連，所述信號分析模塊與所述操作功 能模塊相連，所述存儲模塊與所述信號分析模塊相連。進一步地，所述操作功能模塊包括心率監測單元、壓力監測單元、心情測試單元、 舒壓互動單元和心電圖監測單元。進一步地，所述操作功能模塊還包括有身份識別模塊。進一步地，所述計算機軟體分析處理裝置還包括有資料庫管理模塊，該資料庫管 理模塊與所述信號分析模塊相連。進一步地，所述計算機軟體分析處理裝置還包括網絡通訊模塊，該網絡通訊模塊 與所述信號分析模塊相連，用於根據用戶要求將心電信息和測試結果發送至遠程並獲取回 Μ, π 息。進一步地，所述計算機軟體分析處理裝置還包括語音提示模塊，該語音提示模塊 與所述信號分析模塊相連。由上述對本實用新型的描述可知，與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效 果本實用新型通過裝置主機結合計算機軟體分析處理裝置，採用人機界面操作實現結果 顯示、保健建議、語音提示等功能；為亞健康或心臟病潛在患者提供一種簡便易用、成本低、 免維護，能夠方便用戶與遠程醫學專家的實時互動。本實用新型採用生物識別技術，提供一個創新的心態分析方案，以此來監測和改 善個人健康。採用自主研發的專用信號處理晶片，用戶可通過來自他們的辦公室和起居室 以及路途上的普通設備如個人電腦、筆記本電腦、上網本、行動電話甚至遊戲機和計算機遊 戲外圍設備等簡單地嵌入，來滿足用戶實時的心電測試需要。採用優化的計算機軟體分析 處理裝置作為人機界面，測試者可以直觀的對具有心跳、壓力檢測、舒壓互動、心電圖醫療 監測、身份識別、心情測試等參數進行測試。便於對心臟病患者的長期家庭監護及亞健康人 群進行相關指標測試。

圖1為本實用新型信號處理晶片的原理框圖；圖2為本實用新型計算機軟體分析處理裝置的原理結構框圖；圖3為本實用新型的整體連接結構示意圖；圖4為本實用新型的裝置主體外觀示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施方式
對本實用新型作進一步的描述。參照圖1、圖2、圖3，本發明的一種新型智能心電測試保健器，包括裝置主體10和 與該裝置主體10進行數據通信的計算機軟體分析處理裝置30。裝置主體10包括兩個用於 獲取模擬心電信號的第一、第二生物接觸電極11、12和與之相連的信號處理晶片20。信號處理晶片20與第一、第二生物接觸電極11、12相連，包括有用於將微弱的模 擬心電信號放大到合適幅值的信號放大模塊21、對將放大後的模擬心電信號進行濾波處理的濾波模塊22、將經濾波處理後的模擬信號轉換成數位訊號的A/D轉換模塊23、用於對數 字心電信號進行處理獲得精確的QRS復波的數字處理模塊M和用於與外部進行數據通信 的通訊接口模塊25，該通訊接口模塊可為USB接口 ；數字處理模塊M包括有抑制因幹擾引 起的基線的漂移抑制單元Ml、交流濾波單元M2、用於濾除除心電信號以為的其它人體雜 波信號的心電濾波單元243和接觸檢測單元M4。數字處理模塊M處理心電數位訊號時， 關鍵是對心電信號中QRS復波的精確識別，正常人的QRS波群的寬度為0. 06至0. 10秒，且 不受心律變化的影響。針對R波很尖銳的特點，採用一個滑動時間窗判斷信號峰、谷是否滿 足要求，同時確認其是否在時間窗內。對信號幅值的閾值採用雙可變閾值法，即對波形設置 波峰閾值和波谷閾值。如果峰閾值和谷閾值在一段適當時間內有較大變化，則重新設置峰 閾值和谷閾值。帶有基線漂移自動調節，能有效地抑制因幹擾引起的基線漂移，獲得高質量 的心電圖譜。信號處理晶片20還包括有電源管理模塊沈和時鐘模塊27，當通訊接口模塊25與 計算機軟體分析處理裝置連接上時，電源管理模塊控制裝置主體的電源指示燈亮。接觸檢 測單元M可以測量兩個生物接觸電極之間的水平阻抗，當檢測有人接觸時，將喚醒心電信 號處理晶片20進入工作，喚醒的延時小於3毫秒，否則該晶片進入一個非常低功耗睡眠狀 態。時鐘模塊27將為心電信號處理晶片20提供穩定的頻率。以及計算機軟體分析處理裝置30，經數位訊號處理模塊處理後的精確QRS復波信 號以每秒250個或500個的樣本數據傳輸速率到USB接口，通過通訊接口模塊協議轉換，形 成USB接口協議，並傳送給計算機軟體分析處理裝置。由軟體分析處理裝置對精確的QRS 復波心電信號進行連續監測、並顯示心率、QRS振幅、記錄連續心電數據、以及對測量的結果 進行提示和顯示。計算機軟體分析處理裝置包括通訊模塊31，與信號處理晶片20通訊接 口模塊25相連，用於獲取心電信號；操作功能模塊32，與通訊模塊31相連，根據用戶操作 實現各種測試功能，包括有心率監測單元321、壓力監測單元322、舒壓互動單元323、心情 測試單元324、心電圖監測單元325和身份識別單元326 ；信號分析模塊33，與操作功能模 塊32和通訊模塊31相連，用於響應操作功能模塊32的命令對獲得的心電信號進行分析並 得出相應的測試結果；存儲模塊34，與信號分析模塊34相連，用於存儲用戶信息、心電信號 和測試結果；資料庫管理模塊35，與信號分析模塊33相連，用於存儲各種心電數據作為分 析測試用；網絡通訊模塊36，與信號分析模塊34相連，用於根據用戶要求將心電信息和測 試結果發送至遠程並獲取回覆信息；語音提示模塊37，與所述信號分析模塊相連。工作原理人體的心電信號經第一、第二生物接觸電極檢測並送至信號處理晶片，進行濾波 保護和放大調節，將微弱的心電信號被放大到合適的幅值，並A/D轉換獲得初級心電信號， 再通過數字處理模塊分別進行漂移抑制、交流濾波、心電濾波及接觸檢測濾除幹攏信號獲 得高質量的心電信號。將處理後的心電信號通過USB接口連接至計算機軟體分析處理裝 置，計算機軟體分析處理裝置同步採集和實時記錄心電波形。計算機軟體分析處理裝置可安裝於行動電話、電腦、遊戲機內，用戶通過移動電 話、電腦或遊戲的顯示器進行操作選擇，實現如下功能心率監測，左手右手分別握住第一第二生物接觸電極，根據心臟在每個心動周期 中產生心電圖生物電的變化，通過軟體計算分析計算出心率，顯示器將顯示一個完整的瞬時心率、及完整的心電圖形的基本信息。壓力檢測，根據測量心電圖P，Q，R，S，T波，U波的各波值及其時程，並識別各個波 形的特定算法，判斷人是否處於平靜、正常、緊張的壓力狀態，信號分析模塊通過結合靜心 率、用戶性別和年齡等存儲於存儲模塊內的數據能快速有效地檢測到過度壓力級別。舒壓互動，以靜心率為基線，通過圖表形式顯示用戶不斷變化的靜心率數字，手握 心電傳感裝置，按照顯示模塊所顯示和語音提示的心率減速步驟進行訓練，通過控制呼吸 來達到減慢壓力指數和增加靜心率。心電圖醫療監測，用戶只需握住心電傳感裝置，平均心率和心電圖圖像就會呈現， 醫生可以根據重要的心電圖指標提示來評估心臟的健康狀況，用戶的心電數據存儲於存儲 模塊內，還可通過發送/接收模塊與遠程心電監測網絡體系監測中心對接，心血管專家和 醫生隨時對心電圖進行分析、回復、預警。心情測試，系統根據測量心電圖P，Q，R，S，T波，U波的各波值及其時程，並識別各 個波形的特定算法，判斷人是否處於興奮、高興、正常、難過、悲傷的心情狀態，並以動畫的 形式呈現。身份識別，把用戶的心跳曲線組合成密碼，當每次使用身份識別時，系統通過心跳 曲線來判斷身份，使其系統登錄更為方便，同時確保個人資料保密不會外洩，同時可以支持 多達100個用戶的身份識別。上述僅為本實用新型的一個具體實施方式
，但本實用新型的設計構思並不局限於 此，凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本實用新型保護範圍 的行為。
權利要求1.一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於包括裝置主體和與該裝置主體進行數 據通信的計算機軟體分析處理裝置，該裝置主體包括至少一個用於獲取模擬心電信號的生 物接觸電極和與之相連的信號處理晶片，該信號處理晶片包括有用於將模擬心電信號進行 放大的信號放大模塊、用於將放大後的模擬心電信號轉換成數位訊號的A/D轉換模塊、用 於對數字心電信號進行處理獲得精確的QRS復波的數字處理模塊；所述計算機軟體分析處 理裝置與所述數字處理模塊相連，用於根據用戶的操作對經數字處理模塊處理完後心電信 號進行分析檢測並獲得相應的測試結果。
2.如權利要求1所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於包括有兩所述生 物接觸電極，分別為第一生物接觸電極和第二生物接觸電極。
3.如權利要求1所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述數字處理模 塊包括有漂移抑制單元、交流濾波單元和心電濾波單元。
4.如權利要求1所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述裝置主體還 設有與所述計算機軟體分析處理裝置進行數據通信的通訊接口模塊。
5.如權利要求1所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述計算機軟體 分析處理裝置包括用於獲取裝置主體心電信號的通訊模塊；用於根據用戶操作實現各種測 試功能的操作功能模塊；用於響應各種測試功能對心電信號進行分析並得出測試結果的信 號分析模塊；用於存儲用戶信息、心電信號和測試結果的存儲模塊；所述通訊模塊與所述 操作功能模塊相連，所述信號分析模塊與所述操作功能模塊相連，所述存儲模塊與所述信 號分析模塊相連。
6.如權利要求1或5所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述操作功 能模塊包括心率監測單元、壓力監測單元、心情測試單元、舒壓互動單元和心電圖監測單兀。
7.如權利要求1或5所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述操作功 能模塊還包括有身份識別模塊。
8.如權利要求1或所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述計算機軟 件分析處理裝置還包括有資料庫管理模塊，該資料庫管理模塊與所述信號分析模塊相連。
9.如權利要求1所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述計算機軟體 分析處理裝置還包括網絡通訊模塊，該網絡通訊模塊與所述信號分析模塊相連，用於根據 用戶要求將心電信息和測試結果發送至遠程並獲取回覆信息。
10.如權利要求1所述的一種新型智能心電測試保健器，其特徵在於所述計算機軟體 分析處理裝置還包括語音提示模塊，該語音提示模塊與所述信號分析模塊相連。
專利摘要一種新型智能心電測試保健器，通過生物接觸電極獲取心電信號，採用信號處理晶片對心電信號進行放大、A/D轉換、漂移抑制、交流濾波、心電濾波及接觸檢測等處理，獲得高質量的心電圖譜。通過通訊接口模塊連接安裝於個人電腦、筆記本電腦、上網本、行動電話上的計算機軟體分析處理裝置來記錄分析心電波形以供臨床檢查參考。計算機軟體分析處理裝置通過信號分析模塊對心電信號進行分析，具有測試心跳、壓力檢測、舒壓互動、心電圖醫療監測、身份識別、心情測試等功能。用戶僅需幾秒便能採集、顯示、存儲用戶的心電圖信息，還可通過網絡通訊模塊藉助有/無線通訊網絡隨時隨地與中國遠程心電監測網絡體系監測中心對接獲得遠程醫生的幫助。
文檔編號A61B5/0402GK201894645SQ20102060194
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年11月11日
發明者朱元林, 林光詠, 洪傑星, 洪傑輝 申請人:泉州市全通光電科技有限公司