一种便携式心电监护仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种便携式心电监护仪，在本发明提供的便携式心电监护仪中，设置了心电处理模块及监控终端，通过对心电处理模块中的微处理器进行设置，使得心电监护仪具有较低功耗；对监控终端中基于蓝牙传输的接收软件的设置，实现对监控终端所接收的心电数据进行实时的分析、监测及显示，使得心电监护仪可以实时监控。进而使心电监护仪具有低功耗、体积小、便于携带的性能，此外，心电监护仪根据监测人实时的心电数据信息，可以及时作出反应，避免了意外的发生。
【专利说明】一种便携式心电监护仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗设备【技术领域】领域，特别涉及一种便携式心电监护仪。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步、科技的发展及老年化社会的到来，人类的健康观念、健康方式和途径都发生着深刻的转变，心脏保健成为了一个引人注目的社会问题。目前心血管的犯病率越来越高，据世界卫生组织2012年报告，心血管疾病(CVDs，Cardio Vascular Diseases)为全球人口死亡最主要的原因，占总死亡人数的30%。心血管疾病特别是在中老年人中最为常见；就我国而言，心脏病发病率和死亡率虽然低于国际水平，但是任然呈上升趋势。心电图是人体心肌生物电变化的记录，是医学上检测心脏病的重要依据。为了减少心脏病的发病率和死亡率，需要对患者的心电信号无论是在家里还是在工作中或者是休闲场所都进行随时随地的实时监测与心电数据的分析显示。要保证心电的随时随地实时监测，一种可随身携带的便携式移动通信且功耗小能够保证长时间户外监护分析且能实现心电信息和医院共享的心电监护仪器将显得尤其重要。
[0003]随着电子和医学技术的发展，心电图的测量仪器也相应经过了床边心电监护、动态心电监护、电话心电遥测、无线心电遥测等心电监护仪器。这些仪器在不同时期对于心脏病人的治疗监护起到了非常重要的作用。但是，床边心电监护限制了病人的活动范围，电话系统无法做到长时间的监护，无线遥测需要发射接收装置，电路结构复杂，应用芯片较多；这些已经不能满足现代心电监护的需要，不能进行方便、经济的日常心电检测以及及时的把心电数据传送到心电监护中心的医院，让医生对患者进行及时有效的相关治疗。
[0004]但是，现有【技术领域】中的便携式无线心电监护设备存在不同程度的缺陷:心电监护系统的体积过大，不便于随身携带；系统的功耗较大，普通的电池难以维持长时间的监护(例如专利申请号为CN101548886A，名称为:AED蓝牙心电监护装置)；无线接收端为PC机，无法实现实时监护(例如专利申请号`为CN102274020A，名称为:一种低功耗的动态心电监护仪及其控制方法)。因此，开发出一种体积微小、功耗极低、方便随身携带的心电监护仪具有重要的实际意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种便携式心电监护仪，以解决现有心电监测系统体积过大、功耗高、不能实现实时监测、不便于携带等现象，从而导致心脏病患者不能及时的了解其心电情况，耽误对病情控制的最佳时机的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种便携式心电监护仪，所述便携式心电监护仪包括:多个心电电极、一心电处理模块及一监控终端；
[0007]所述心电电极与所述心电处理模块连接，用于采集人体的心电数据；
[0008]所述心电处理模块包括:微处理器及数据发送单元；其中，所述数据发送单元，用于接收经所述微处理器输出的心电数据，并将数据发送单元输出的心电数据以蓝牙通信方式发送给所述监控终端；
[0009]所述监控终端存储有基于蓝牙传输的接收软件，用于对所述心电处理模块输出的心电数据进行接收、分析、监测及显示。
[0010]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述心电处理模块还包括:一前置差动放大电路，其中，所述前置差动放大电路输入端与所述心电电极连接，输出端与所述微处理器连接。
[0011]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述微处理器对所述前置差动放大电路输出的心电数据依次进行主级放大、AD转换、数字信号处理的操作。
[0012]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述微处理器为MSP430FG439超低功耗微处理器。
[0013]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述数据发送单元包括基于蓝牙4.0的NRF8001芯片及2.4G蓝牙陶瓷天线。
[0014]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述便携式心电监测仪采用纽扣电池CR2032作为供电电源。
[0015]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述便携式心电监护仪尺寸分别为:长度为 2.5cm ~3.5cm,宽度为 1.5cm ~2.5cm,高度为 0.5cm ~1.5cm。
[0016]可选的，在所述的便携式心电监护仪中，所述监控终端为支持蓝牙功能的手机或者电脑。
[0017]在本发明提供的便`携式心电监护仪中，设置了心电处理模块及监控终端，通过对心电处理模块中的微处理器进行设置，使得心电监护仪具有较低功耗；对监控终端中基于蓝牙传输的接收软件的设置，实现对监控终端所接收的心电数据进行实时的分析、监测及显示，使得心电监护仪可以实时监控。进而使心电监护仪具有低功耗、体积小、便于携带的性能，此外，心电监护仪根据监测人实时的心电数据信息，可以及时作出反应，避免了意外的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明便携式心电监护仪佩戴于患者身上时的示意图；
[0019]图2是本发明便携式心电监护仪的工作原理图；
[0020]图3是本发明便携式心电监护仪的工作示意图；
[0021]图4是本发明便携式心电监护仪的前置差动放大电路图；
[0022]图5是本发明便携式心电监护仪的主级放大辅助电路图；
[0023]图6是本发明便携式心电监护仪的微处理器的电路图；
[0024]图7是本发明便携式心电监护仪的心电处理模块的工作流程图；
[0025]图8是本发明便携式心电监护仪的NRF8001蓝牙传输电路图；
[0026]图9是本发明便携式心电监护仪的数据接收单元的工作流程图；
[0027]图10是本发明便携式心电监护仪的纽扣电池的供电电路图；
[0028]图11是本发明便携式心电监护仪的手机软件界面示意图。
【具体实施方式】[0029]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的便携式心电监护仪作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0030]请参照图1~图3，其为与本发明便携式心电监护仪相关的示意图。所述便携式心电监护仪包括:多个心电电极1、一心电处理模块2及一监控终端3 ；
[0031]所述心电电极I与所述心电处理模块2连接，用于采集人体的心电数据；
[0032]所述心电处理模块2包括:微处理器20及数据发送单元21 ;其中，所述数据发送单元21，用于接收经所述微处理器20输出的心电数据，并将数据发送单元21输出的心电数据以蓝牙通信方式发送给所述监控终端3 ；
[0033]所述监控终端3存储有基于蓝牙传输的接收软件，用于对所述心电处理模块2输出的心电数据进行接收、分析、监测及显示。
[0034]请继续参照图2及图3，其为本发明便携式心电监护仪的工作原理图及工作示意图，首先由心电电极I采集人体的心电数据，所述心电电极I优选为两个；之后将采集的心电数据发送至心电处理模块2进行心电数据的处理，处理成为可在监控终端3进行接收、显示的形式。进一步，监控终端3可以反向控制心电处理模块2，对其发送相关命令，控制心电处理模块2的处理进程。
[0035]优选的，所述心电处理模块2还包括:一前置差动放大电路22，其中，所述前置差动放大电路22输入端与所述心电电极I连接，输出端与所述微处理器20连接。
[0036]请参照图4，其为本发明便携式心电监护仪的前置差动放大电路图，由于从心电电极采集到的ECG (心电)信号夹杂着各种共模干扰，为了防止ECG信号的输出被淹没在50Hz工频干扰、电极极化电压或者其他共模干扰之下，一般较好的方法是使用一个差分放大器将这些共模干扰自动地滤除掉。本明中采用TI公司的INA321前置差分放大器，选取5倍增益，共模抑制比为94dB，选择外部偏置调节，如图4所示为以INA321前置差分放大器为核心的前置差动放大电路，由VCC给前置差分放大器供电，通过PI和p2将由心电电极I采集的人体心电数据分别接入到INA321前置差分放大器的2管脚、3管脚；由此电路中p1.4连接所述微处理器的Pl.4，用以控制INA321前置差分放大器是待机还是工作；1管脚和6管脚短接，用以输出经前置差分放大器放大后的心电数据；5管脚为参考电压端，利用所述微处理器内部的放大器构成几分负反馈电路，进而消除直流偏置。进一步，保证了输出信号的无直流偏置，抑制了基线漂移。
[0037]优选的，所述微处理器20对所述前置差动放大电路22输出的心电数据依次进行主级放大、AD转换、数字信号处理的操作；其中，所述微处理器20为MSP430FG439超低功耗微处理器。
[0038]请参照图5、图6，由于经过INA321放大后的心电数据所在信号的幅值仍较低，为了提高采集精度，需要对心电数据进行主级放大。主级放大是由图5中主级放大辅助电路与MSP430FG439中的运算放大器共同实现，结合MSP430FG439中集成的AD转换器的测量范围是OV~2.5V，将主级放大辅助电路的放大倍数设定为100倍左右，就可使输入AD转换端口的心电数据所在信号的幅值落在测量范围内。此外，微处理器20中还加入了数字信号处理电路的设计，将转角频率设定为88.2Hz，则可滤除电路中存在的高频成分，消除心电数据所受的高频噪声干扰，进一步提高心电数据的可靠性。
[0039]具体的，由主级放大辅助电路的ρ6.0及ρ6.I分别与MSP430FG439的ρ6.0及ρ6.I相连，实现主级放大辅助电路与微处理器电路的连通。为了便于理解微处理器内部的相关操作，请继续参照图7，其为本发明便携式心电监护仪的心电处理模块的工作流程图。
[0040]优选的，所述数据发送单元包括基于蓝牙4.0的NRF8001芯片及2.4G蓝牙陶瓷天线，所述便携式心电监测仪采用纽扣电池CR2032作为供电电源，并且所述便携式心电监护仪尺寸分别为:长度为2.5cm~3.5cm,宽度为1.5cm~2.5cm,高度为0.5cm~1.5cm。
[0041]请参照图8~10，将数据处理模块输出的心电数据以蓝牙通信的方式传输，采用的是基于蓝牙4.0的NRF8001芯片，极大的降低了便携式心电监护仪的功耗，仅仅采用纽扣电池CR2032作为供电电源就可正常工作，其供电电压为3V，电池容量为200mA.H，即可支持心电监护仪工作长达3天左右，因此便携式心电监护仪的尺寸无需设计很大，较好的尺寸为:长度为2.5cm~3.5cm,宽度为1.5cm~2.5cm,高度为0.5cm~1.5cm ;此外，米用2.4G蓝牙陶瓷天线进行通信，使得所传输的距离远，空间占用小。进一步，提高了便携式心电监护仪的性能，减小了便携式心电监护仪的体积。为了便于理解，请继续参照图9，其是本发明便携式心电监护仪的数据接收单元的工作流程图。
[0042]具体的，如图8所示，NRF8001芯片的SCK与微处理器的SCK电连，实现电路的连通；1管脚、2管脚、3管脚分别接去耦电容C9、C10、C11，有利于电源端及参考电压端的电压稳定；管脚28、管脚29接晶振1，管脚4、管脚5接晶振2，通过连接不同的晶振来调节芯片所需的时钟频率，有利于芯片工作的稳定性。
[0043]优选的，所述监控终端为支持蓝牙功能的手机或者电脑。对于微处理器控制NRF8001芯片，支持蓝牙功能的手机或者电脑中基于蓝牙传输的接收软件，用于对所述心电处理模块输出的心电数据进行接收、分析、监测及显示，使得心电数据具有直观性及实时性。本发明最佳的监控终端选为手机，由于手机的轻便，便于携带。进一步，利用现有设备，只需安装基于蓝牙传输的接收软件，而无需额外的设计就可达到心电监护仪的实时监测并便于携带的目的，降低了研发的成本。
[0044]请参照图11，其是本发明便携式心电监护仪的手机软件界面示意图。点击“蓝牙”按键，打开蓝牙，并自动搜寻周围的蓝牙设备，进行蓝牙连接；连接成功后，点击“开始”按键，进行心电图的绘制；“清除”按键用于清除当前时刻手机后台所接收和计算的相关心电数据，并且清除当前手机软件界面所绘制的心电图，开始下一时间心电图的绘制；心率分析及心率计算在手机的后台自动进行，若出现心率异常时，可以自动将患者的位置信息发送至预设定的号码上(可以是患者的亲属或者私人医生的电话号码)，以便患者得到及时的治疗。
[0045]综上，在本发明实施例提供便携式心电监护仪中，设置了心电处理模块及监控终端，通过对心电处理模块中的微处理器进行设置，使得心电监护仪具有较低功耗；对监控终端中基于蓝牙传输的接收软件的设置，实现对监控终端所接收的心电数据进行实时的分析、监测及显示，使得心电监护仪可以实时监控。进而使心电监护仪具有低功耗、体积小、便于携带的性能，此外，心电监护仪根据监测人实时的心电数据信息，可以及时作出反应，避免了意外的发生。
[0046]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围 。
【权利要求】
1.一种便携式心电监护仪，其特征在于，包括:多个心电电极、一心电处理模块及一监控终端； 所述心电电极与所述心电处理模块连接，用于采集人体的心电数据； 所述心电处理模块包括:微处理器及数据发送单元；其中，所述数据发送单元，用于接收经所述微处理器输出的心电数据，并将数据发送单元输出的心电数据以蓝牙通信方式发送给所述监控终端； 所述监控终端存储有基于蓝牙传输的接收软件，用于对所述心电处理模块输出的心电数据进行接收、分析、监测及显示。
2.如权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述心电处理模块还包括:一前置差动放大电路，其中，所述前置差动放大电路输入端与所述心电电极连接，输出端与所述微处理器连接。
3.如权利要求2所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述微处理器对所述前置差动放大电路输出的心电数据依次进行主级放大、AD转换、数字信号处理的操作。
4.如权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述微处理器为MSP430FG439超低功耗微处理器。
5.如权利要求1所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述数据发送单元包括基于蓝牙4.0的NRF8001芯片及2.4G蓝牙陶瓷天线。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述便携式心电监测仪采用纽扣电池CR2032作为供电电源。
7.如权利要求1-5中的任一项所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述便携式心电监护仪尺寸分别为:长度为2.5c`m~3.5cm,宽度为1.5cm~2.5cm,高度为0.5cm~1.5cm0
8.如权利要求1-5所述的便携式心电监护仪，其特征在于，所述监控终端为支持蓝牙功能的手机或者电脑。
【文档编号】A61B5/0402GK103690159SQ201310732800
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】牛金海, 任凯, 陈逸溦, 朱皖琨 申请人:上海交通大学