专利名称：运动状态下的心电无线远程检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运动状态下的心电无线远程检测系统，适用于家庭日常心电远程检测、室内运动时的心电远程检测或户外运动时的心电远程检测，属于医疗检测技术领域。
背景技术：
心电信号反映出心脏活动状况，是心血管健康的重要指标，所以心电信号检测作为医疗保健的常规项目具有重要的意义。运动状态下，心脏的负荷增大，冠心病、心肌缺血等症状容易在心电信号中表现出来，所以运动状态下的心电信号更能反映出心脏的健康状态。传统的心电信号检测以患者前往医院就诊的方式进行，由于设备的限制不可能做 到心电的长时间连续检测。传统的心电检测设备采用肢体夹、吸球作为电极，在运动状态下无法固定。动态心电图仪采用一次性的贴片电极，虽然允许患者自由活动，但佩戴方式复杂，需要由专门的医护人员进行操作。运动过程中容易因为人体出汗而脱落，而且贴片电极与检测电路之间均用导联线相连，一定程度上限制了被测者的自由活动。对于传统的心电检测设备和动态心电图，由于设备体积大、佩戴方式复杂，都不能满足运动心电检测的要求，所以开发一款佩戴方便、适用于运动状态下的心电信号检测系统具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有心电检测技术的局限，开发出一套适用于运动状态下的心电无线远程检测系统，以适用于在运动状态下进行心电信号检测。为实现上述目的，本发明设计的系统由弹性带、装载有心电分析软件的外部数据处理设备、装载有心电数据库的远程服务器构成，弹性带上安装有若干个电极和一个主控模块，主控模块内包括心电信号放大电路、模数转换电路和蓝牙电路。弹性带采集到的心电数据经蓝牙无线发送到安装有配套心电分析软件的外部数据处理设备，进行数据分析、显示、保存，然后无线上传到远程服务器，实现在线监护。本发明的具体方案为一种运动状态下的心电无线远程检测系统，由弹性带、装载有心电分析软件的外部数据处理设备、装载有心电数据库的远程服务器构成。弹性带上安装有若干电极和一个主控模块，电极采用金属纤维编织而成或采用导电橡胶制成，电极与主控模块之间用埋藏在弹性带内部的导线连接。主控模块包括心电信号放大电路、模数转换电路及蓝牙电路，心电信号放大电路对电极检测到的人体表面信号进行放大、滤波，提取出心电信号，心电信号经模数转换电路转换成心电数据，蓝牙电路将心电数据无线发送到外部数据处理设备。外部数据处理设备安装有配套的心电分析软件，通过心电分析软件中的设置向导与主控模块内的蓝牙电路进行配对连接；外部数据处理设备通过心电分析软件启动心电信号的采集，并对接收到的心电数据进行分析处理、显示、本地保存和无线上传远程服务器。远程服务器运行心电数据库，接收上传的心电数据，实现心电数据的远程保存、统计分析和在线监护。使用时，将弹性带佩戴在用户的胸部下方，并将主控模块放置在胸骨剑突处，调节弹性带长度，使弹性带张力适中，保证电极与皮肤之间的充分接触。启动安装在外部数据处理设备上的配套心电分析软件，通过心电分析软件的设置向导与主控模块内的蓝牙电路的配对连接，进行心电信号的采集、放大、转换、发送、保存、分析处理，实现远程监护。与传统的心电检测设备相比，本发明具有显著的优点。本发明采用的弹性带佩戴方便，弹性带长度可调、能够自动适用人体胸部轮廓，无需医务人员的现场指导便可保证电极放置在正确的位置。电极与主控模块均安放在弹性带上，电极与主控模块之间的导线掩埋于弹性带内部，不会对人体的运动产生任何束缚。
弹性带上安装的电极采用金属纤维编织而成，或者采用导电橡胶制备。两种材料均可以长期使用，避免了动态心电图使用一次性电极带来的额外消耗。本发明无需贴片电极和涂抹导电膏即可检测心电信号，心电数据采用无线方式进行传输，不会对人体的运动产生任何束缚。本发明适用于家庭日常心电远程检测、室内运动时的心电远程检测或户外运动时的心电远程检测。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显图I为本发明运动状态下心电无线远程检测系统的整体结构示意图。图I中，I是弹性带，2是运行心电分析软的外部数据处理设备，3是运行心电数据库的远程服务器。图2为弹性带的结构示意图。图2中，5是电极，6是主控模块，7是导线。图3为本发明软件实际运行效果图。
具体实施例方式为使本发明实施目的、技术方案、优势更加清晰，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在没有做出创造性改变的情况下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。图I为本发明系统的整体结构示意图。如图I所示，本发明运动状态下的心电远程检测系统由弹性带I、装载有心电分析软件的外部数据处理设备2、装载有心电数据库的远程服务器3构成。外部数据处理设备2与弹性带I内的主控模块通过蓝牙电路进行连接，外部数据处理设备2与远程服务器3通过无线网络连接。图2为本发明采用的弹性带的结构示意图。
如图2所示，弹性带上安装有两个电极5和一个主控模块6，电极5与主控模块6之间用埋藏在弹性带内部的导线7连接。主控模块6包括心电信号放大电路、模数转换电路及蓝牙电路，心电信号放大电路对电极5检测到的人体表面信号进行放大、滤波，提取出心电信号，心电信号经模数转换电路转换成心电数据，蓝牙电路将心电数据无线发送到外部数据处理设备2。本发明所述的外部数据处理设备2安装有配套的心电分析软件，通过心电分析软件中的设置向导与主控模块内的蓝牙电路进行配对连接。外部数据处理设备2通过心电分析软件启动心电信号的采集，并对接收到的心电数据进行分析处理、显示、本地保存和无线上传远程服务器3。本发明所述的远程服务器3运行心电数据库，接收上传的心电数据，实现心电数据的远程保存、统计分析和在线监护。图3是本发明采用智能手机作为外部数据处理设备时，心电分析软件运行的实际效果图。 在本发明实施例的具体使用过程中，首先将弹性带I佩戴在用户胸部下方，并将弹性带上主控模块放置在胸骨剑突处，由于两侧电极与主控模块相对位置固定，只要主控模块位置正确便可保证电极位置正确。然后调节弹性带长度，使弹性带张力适中，保证电极与皮肤之间的充分接触。启动安装在外部数据处理设备上的配套心电分析软件，通过心电分析软件的设置向导与主控模块内的蓝牙电路进行配对连接，并启动心电信号的采集。启动心电信号采集后，配套软件接收到由主控模块传来的数据。如图3所示，此时软件界面显示出心电的波形，说明弹性带工作正常，心电信号获取成功。配套软件还完成对心电信号的分析、本地保存、上传远程服务器等操作。在本发明的具体实施过程中，作为外部数据处理设备的可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑，只需满足具备蓝牙通信功能、可以运行配套心电分析软件这两个条件即可。弹性带与这些设备进行组合可以适用于不同场合的心电检测，包括家庭心电监护、室内运动时的心电检测、户外运动时的心电检测。例如,在室内条件下,室内WiFi提供外部数据处理设备与远程服务器的数据传输路径，心电数据发送到外部数据处理设备后经由WiFi上传到远程服务器，实现心电数据的实时采集，远程服务器实时监测被测者的心电信号，能够及时响应心电异常，特别适用于老人或病人的监护。在户外，使用智能手机或者平板电脑接收弹性带采集到的心电数据，被测者可以选择使用3G网络与远程服务器通信实现与室内应用相类似的实时监测功能，或者选择先本地保存并在运动结束后再进行数据上传，适用于户外骑行、远足等缺乏网络服务的应用场合。本发明采用弹性带对电极、主控模块进行固定，弹性带长度可调、能够自动适用人体胸部轮廓、为电极与皮肤之间提供一定压力。电极与主控模块均安放在弹性带上，电极与检测电路之间的导线掩埋于弹性带内部，从外观上看，没有多余的导线暴露在外，不会对人体的运动产生任何束缚。电极与主控模块的相对位置固定，使用时，弹性带佩戴在用户胸部下方，只需调节弹性带使主控模块位于胸骨剑突处，便可保证电极放置在正确的位置，无需医务人员的现场指导便可完成佩戴。弹性带上安装的电极采用金属纤维编织而成，或者采用导电橡胶制备。两种材料均可以长期使用，避免了动态心电图使用一次性电极带来的额外消耗。但由于金属纤维电极与导电橡胶电极均属于干电极，与皮肤的粘附性不如贴片电极，从而导致电极与皮肤的接触阻抗升高，不利于心电信号的提取。本发明通过精心挑选集成运放芯片构造具有极高输入阻抗(IOOGQ I |3pF)和极小偏置电流(70pA)的心电信号放大电路，克服了较高接触阻抗对心电信号所造成的影响。主控模块内包含心电信号放大电路、模数转换电路、蓝牙电路。心电放大电路采用多级放大的结构，具有极高的共模抑制比(IlOdB),能够有效的消除共模噪声，同时对于信号中存在的直流偏置和肌电噪声也具有抑制作用。采用聚合物锂电池进行供电，可以反复使用。电路设计采用低功耗方案，保证系统长时间的工作，适合户外运动等功耗敏感的应用环境。配套的心电分析软件，可以运行于智能手机、平板电脑、笔记本电脑这些外部数据处理设备上。心电分析软件利用这些设备上的蓝牙电路与弹性带上的蓝牙电路进行无线通信，接收来自弹性带的心电数据。心电分析软件对数据进行分析处理、显示、本地保存、无线
上传远程服务器的操作，实现运动状态下的心电信号远程检测。本发明适用于家庭日常心电远程检测、室内运动时的心电远程检测或户外运动时的心电远程检测。以上所述，仅是本发明的主要实施例而已，并非是对本发明做其他实施例的限制，任何技术人员可能直接利用本发明揭示的技术内容或者加以修改使其变更为类似实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种运动状态下的心电无线远程检测系统，其特征在于由弹性带(I)、装载有心电分析软件的外部数据处理设备(2)、装载有心电数据库的远程服务器(3)构成； 所述弹性带(I)上安装有若干电极(5 )和一个主控模块(6 )，所述电极(5 )采用金属纤维编织而成或采用导电橡胶制成，电极(5)与主控模块(6)之间用埋藏在弹性带内部的导线(7)连接；所述主控模块(6)包括心电信号放大电路、模数转换电路及蓝牙电路，心电信号放大电路对电极(5)检测到的人体表面信号进行放大、滤波，提取出心电信号，心电信号经模数转换电路转换成心电数据，蓝牙电路将心电数据无线发送到外部数据处理设备(2); 所述外部数据处理设备(2)安装有配套的心电分析软件，通过心电分析软件中的设置向导与主控模块内的蓝牙电路进行配对连接；外部数据处理设备(2)通过心电分析软件启动心电信号的采集，并对接收到的心电数据进行分析处理、显示、本地保存和无线上传远程服务器(3); 所述远程服务器(3)运行心电数据库，接收上传的心电数据，实现心电数据的远程保存、统计分析和在线监护。
2.根据权利要求I的运动状态下的心电无线远程检测系统，其特征在于所述弹性带的长度可调，能自动适应人体的体表轮廓，保证电极与皮肤之间的充分接触。
3.根据权利要求I的运动状态下的心电无线远程检测系统，其特征在于所述外部数据处理设备是智能手机、平板电脑或笔记本电脑，具备蓝牙通信功能，能运行配套心电分析软件。
4.根据权利要求I的运动状态下的心电无线远程检测系统，其特征在于所述心电信号放大电路采用具有极高输入阻抗IOOGQ I |3pF和极小偏置电流70pA的集成运放芯片。
5.一种运动状态下的心电无线远程检测系统的应用，其特征在于适用家庭日常心电远程检测、室内运动时的心电远程检测或户外运动时的心电远程检测。
全文摘要
本发明涉及一种运动状态下的心电无线远程检测系统，由弹性带、装载有心电分析软件的外部数据处理设备、装载有心电数据库的远程服务器构成，弹性带上安装有若干个电极和一个主控模块，主控模块内包括心电信号放大电路、模数转换电路和蓝牙电路。弹性带采集到的心电数据经蓝牙无线发送到外部数据处理设备，进行数据分析、显示、保存，无线上传到远程服务器。远程服务器运行心电数据库，同时接收大量用户上传的心电数据，实现心电数据的保存、统计分析、在线监护的功能。本发明的弹性带佩戴方便，无需贴片电极和涂抹导电膏即可检测心电信号，心电数据采用无线方式进行传输，不会对人体的活动产生任何束缚，适用于运动状态下的心电远程检测。
文档编号A61B5/0402GK102940487SQ20121040539
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者陈亚珠, 吴隆谊, 何楚楚 申请人:上海交通大学