一种心电监测方法和心电监测设备与流程

本发明实施例涉及心电监测设备领域，特别涉及一种心电监测方法。

背景技术：

目前，人们对健康因素，尤其是心脏健康的疾病预防变得日益重视和关注。而对于心脏健康来说，检测ecg(心电)是重要的途径。

但是当前的心电监测设备面临的重要挑战在于：如何保证各电极实时的贴合到人体，并得到稳定的信号采集。尤其对于运动状态时，很难保证电极总是处于相对应的位置并有很好的贴合状态，且在运动过程钟如何保持良好的贴合状态。如果电极位置发生偏移，则可能造成信号采集困难、信号不准、信号丢失等问题，造成数据不准、分析错误等后果。对于心脏健康这样的预测来说，后果相当严重。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种能够精确测量心电信号的心电监测方法和心电监测设备。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下的技术方案：

一种监测心电的方法，其应用在心电监测设备中，所述心电监测设备包括至少一个电极，且所述方法包括：

利用信号处理模块检测各电极的位置偏移量；

检测各电极中位置偏移量超过第一预设值的异常电极和位置偏移量小于第一预设值的正常电极；

如检测到异常电极，则基于第一预设规则预处理所述异常电极输出的第一信号，获得第二信号；

基于正常电极输出的第一信号和对异常电极输出的第一信号预处理后获得的第二信号，生成对应的心电信息。

在一优选实施例中，如检测到异常电极，则基于第一预设规则预处理所述异常电极输出的第一信号，获得第二信号包括：

判断所述异常电极的位置偏移是否超过第一预设值且小于第二预设值；如是，则利用校准算法对该异常电极输出的第一信号进行校准，以获得第二信号；

其中第二预设值大于所述第一预设值。

在一优选实施例中，其中，如检测到异常电极，则基于第一预设规则预处理所述异常电极输出的第一信号，获得第二信号还包括：

判断所述异常电极的位置偏移是否大于第二预设值并小于第三预设值，如是，则调节输入至该异常电极的第三信号的信号强度；

获得异常电极输出的第二信号；

其中第三预设值大于所述第二预设值。

在一优选实施例中，其中，还包括：

在判断出所述异常电极的位置偏移大于第三预设值，舍弃所述该异常电极输出的第一信号。

在一优选实施例中，所述检测各电极的位置偏移量包括：

判断各所述电极与对应的检测模块的相对距离；

向训练模型中输入各电极输出的第一信号，判断各第一信号对应的电极的位置信息；

基于所述相对距离和位置信息确定位置偏移量。

在一优选实施例中，在所述生成对应的心电信息之前还包括：

对所述第一信号和第二信号进行滤波处理，并基于滤波处理后的信号生成所述心电信号。

本发明实施例还提供了一种心电监测设备，其包括至少一个电极，以及与各所述电极连接的信号处理模块，；

其中所述信号处理模块配置为检测各电极的位置偏移量，以及检测各电极中位置偏移量超过第一预设值的异常电极和位置偏移量小于第一预设值的正常电极；

如检测到异常电极，则基于第一预设规则预处理所述异常电极输出的第一信号，获得第二信号；

基于正常电极输出的第一信号和对异常电极输出的第一信号预处理后获得的第二信号，生成对应的心电信息。

在一优选实施例中，所述信号处理模块还配置为判断所述异常电极的位置偏移是否超过第二预设值；如是，则利用校准算法对该异常电极输出的第一信号进行校准，以获得第二信号；

其中第二预设值大于所述第一预设值。

在一优选实施例中，所述信号处理模块还配置为判断所述异常电极的位置偏移是否大于第二预设值并小于第三预设值，如是，则调节输入至该异常电极的第二信号的信号强度，并获得第二信号，其中第三预设值大于所述第二预设值。

在一优选实施例中，包括智能衣服，所述电极分布设置在所述智能衣服上。

基于上述公开，本发明实施例具备的有益效果在于：

本发明实施例能够准确的获取电极的位置偏移，并根据该位置偏移采用不同的方式消除由于偏移带来的影响，保证心电数据的高精度。

附图说明

图1为本发明实施例中监测心电的方法的原理流程图；

图2为本发明实施例中利用信号处理模块检测各电极的位置偏移量的原理流程图；

图3为本发明实施例中的心电监测设备的原理结构示意图；

图4为本发明实施例中的心电监测设备的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本发明的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

下面，结合附图详细的说明本发明实施例，本发明实施例提供了一种监测心电的方法，该方法可以应用在心电监测设备中，并且该心电监测设备可以配置有至少一个电极，通过向该电极输入信号，并分析从电极输出的信号，来获得心电信息。本发明实施例所提供的监测心电的方法可以基于各电极的位置偏移量适应的选择对应的信号处理方法来校正电极输出的信号，从而提高心电信号的精度。

如图1所示为本发明实施例中监测心电的方法的原理流程图，其中该方法可以包括：

利用信号处理模块检测各电极的位置偏移量；

检测各电极中位置偏移量超过第一预设值的异常电极和位置偏移量小于第一预设值的正常电极；

如检测到异常电极，则基于第一预设规则预处理所述异常电极输出的第一信号，获得第二信号；

基于正常电极输出的第一信号和对异常电极输出的第一信号预处理后获得的第二信号，生成对应的心电信息。

本发明实施例中的心电监测设备可以包括一信号处理模块，该信号处理模块可以与各电极连接，并接收各电极所输出的信号从而进行处理和分析。本发明实施例中，心电监测装置的每个电极都对应有各自的位置，在电极错位时，其输出的信号则不能正常的反应心电情况，所以本发明实施例可以基于信号处理模块来判断各电极为位置偏移量，并在检测出存在电极的位置偏移量超过第一预设值时，将该部分电极定义为异常电极，并将位置偏移量小于第一预设值的电极定义为正常电极。信号处理模块可以对异常电极输出的信号执行信号校正处理(下述预处理)。并基于正常电极输出的信号和预处理后的信号生成心电信息。本发明实施例中，对于基于电极输出的信号生成心电信息的方式可以采用现有技术手段实现，在此不做说明。

本发明实施例中，在信号处理模块确定各电极位置偏移量都小于第一预设值时，即判断为各电极的位置偏移量在准许范围内时，此时可以直接基于电极输出的第一信号执行心电分析，生成对应的心电信息。

而在信号处理模块判断出存在电极的位置偏移量超过准许范围时(大于第一预设值)，则将这些电极定位为异常电极，并对异常电极输出的第一信号进行预处理，从而校正异常电极输出的信号，或者排除影响较大的电极所带来的误差。

本发明实施例中对异常电极执行预处理的方式包括：校正第一信号，增强对异常电极输入的信号的强度并重新接收电极输出的第一信号，或者舍弃该第一信号。

例如，在判断出存在异常电极时可以直接舍弃该异常电极输出的第一信号，而利用其它正常电极输出的第一信号进行心电分析，从而避免存在误差或者精度差的第一信号的影响，保证心电信息的准确。

另外，也可以对异常电极输出的第一信号进行预处理，在一实施例中，信号处理模块可以在判断出异常电极的位置偏移超过第一预设值且小于第二预设值时，则利用校准算法对该异常电极输出的第一信号进行校准，以获得第二信号；其中第二预设值大于所述第一预设值。通过该配置可以有效的校正电极偏移量不大的电极所输出的信号，上述校正算法可以包括小波分解和重构，小波包分析等算法对第一信号进行处理，并获得第二信号。该过程一方面可以消除第一信号中存在的噪声，另一方面还可以减小由于位置偏移所导致的第一信号的偏差。有效的对第一信号进行校正，保证输出的第二信号更为精确和准确。

或者，信号处理模块也可以在检测到存在电极的偏移量大于第二预设值时，直接舍弃该电极输出的第一信号，而利用其它正常电极输出的第一信号进行心电分析，从而也可以避免由于异常电极输出信号的不准确而造成心电分析结果不准确的问题。

另外，在另一实施例中，信号处理模块在判断出异常电极的位置偏移量大于第二预设值时，所述异常电极的位置偏移是否大于第二预设值并小于第三预设值，如是，则调节输入至该异常电极的第三信号的信号强度，获得异常电极输出的第二信号；其中第三预设值大于所述第二预设值。

也就是说，在判断出异常电极的位置偏移量大于第二预设值时也可以对输入至异常电极的第三信号进行调整，从而加强心电特征。信号处理模块除了可以从各电极接收信号之外，还可以向各电极输入信号，从而可以方便的控制输入至各电极的信号的强度。本发明实施例中调节异常电极的第三信号的强度的方式为增加第三信号的强度(电流值的强度或者电压值的强度)，而在重新基于该第三信号强度下异常电极输出的第二信号和其他正常电极输出的第一信号生成心电信息。

另外，本发明实施例中在判断出所述异常电极的位置偏移大于第三预设值，舍弃所述该异常电极输出的第一信号。并利用其它正常电极输出的第一信号进行心电分析，从而也可以避免由于异常电极输出信号的不准确而造成心电分析结果不准确的问题。

基于上述配置，本发明实施例基于不同的位置偏移对异常电极输出的电信号进行不同方式的处理，更加灵活且更加简单方便的保证电极输出信号的精度，从而保证心电信息的准确性。

另外，对本发明实施例中信号处理模块获取电极的位置偏移量的方式进行描述。如图2所示，本发明实施例中利用信号处理模块检测各电极的位置偏移量的原理流程图。其中，利用信号处理模块检测各电极的位置偏移量可以包括：

判断各所述电极与对应的检测模块的相对距离；

向训练模型中输入各电极输出的第一信号，判断各第一信号对应的电极的位置信息；

基于所述相对距离和位置信息确定位置偏移量。

在本发明实施例中，每个电极都对应的配置有一个检测模块，该检测模块可以检测与对应电极的距离信息，例如该检测模块可以包括距离传感器，或者石墨烯传感器，也可以是其他的能够检测电极和检测模块之间的相对距离的器件。而信号处理模块可以与各个检测模块连接，并对应的接收各个检测模块所发送的距离信息，该距离信息可以是检测模块和电极的相对距离。

另外，本发明实施例中的信号处理模块内还配置有训练模型，该训练模型可以包括神经网络模型，其可以基于大量的试验数据而构建，并可以基于输入的信号的信息判断出该信号的所对应的电极所在的方向、方位等信息。本发明实施例接可以向训练模型中输入各电极输出的第一信号，判断各第一信号对应的电极的位置信息，该位置信息即可以包括上述方向、方位的信息。基于上述相对距离和位置信息即可以判断出电极与检测模块之间的相对位置，和相对偏移量。

在本发明的优选实施例中，信号处理模块在判断出存在异常电极时可以控制提醒模块执行提醒操作。其中该控制执行提醒操作的过程可以发生在位置偏移量大于第一预设值、大于第一预设值且小于第二预设值、大于第二预设值且小于第三预设值，以及大于第三预设值中的任意一种情况。

具体的，在心电监测设备中可以为各个电极配置唯一的标识，而信号处理模块内可以存储有个电极的标识，并将标识和电极的输入信号和输出信号进行关联映射。在判断出存在异常电极时，可以基于该异常电极的标识执行提醒操作。

其中，提醒模块可以包括语音设备、振动设备或者显示设备中的至少一个。在提醒模块为语音设备时，可以获取异常电极的标识信息，并控制语音设备输出“标识为**的电极位置异常，请调节”等信息，从而提醒用户执行调节操作。优选的，在信号处理模块控制提醒模块执行提醒操作的预设时间后，在执行电极的偏移位置的检测，如果仍未纠正，则可以再次提醒，或者可以执行对异常电极输出信号的预处理过程。

在提醒模块为显示设备时，可以获取异常电极的标识信息，并可以控制显示设备显示“标识为**的电极位置异常，请调节”等信息，或者也可以在显示设备上显示当前各电极的位置结构示意图，并对异常电极的标识进行闪烁显示，以直观方便的进行提示。

在提醒模块为振动模块时，信号处理模块可以控制振动模块执行振动操作。另外，在优选实施例中，可以为在每个电极的位置上分别设置振动模块，并在检测到需要执行提醒操作时，向对应的振动模块发送控制信号，以执行该电极对应的振动模块的振动提醒，从而更加方便用户确定异常电极的位置并进行调整。

另外，在本发明的优选实施例中，为了生成更加精确的心电信息，信号处理模块还可以对电即输出的第一信号和预处理后的第二信号进行滤波处理，并基于滤波处理后的信号生成所述心电信号。从而避免心电信息受到其他噪声的影响。

基于上述配置，本发明实施例能够准确的获取电极的位置偏移，并根据该位置偏移采用不同的方式消除由于偏移带来的影响，保证心电数据的高精度。

另外，本发明实施例还提供了一种心电监测设备，该心电监测设备可以应用上述心电监测方法，并实现生成的心电数据的高精度。

如图3所示，为本发明实施例中的心电监测设备的原理结构示意图，如图4所示为本发明实施例中的心电监测设备的结构示意图。其中，本发明实施例中的心电监测设备可以构造为例如心电监测衣服等的设备，用户可以随身携带并且方便使用。

本发明实施例中的心电计策设备可以包括至少一个电极100，以及与各所述电极100连接的信号处理模块200。其中各个电极100可以分别对应于心电检测的不同位置上，如图4所示，各个电极100可以分布在衣服的不同位置处。

信号处理模块200可以检测各电极100的位置偏移量，以及检测各电极中位置偏移量超过第一预设值的异常电极和位置偏移量小于第一预设值的正常电极；如检测到异常电极，则基于第一预设规则预处理所述异常电极输出的第一信号，获得第二信号；基于正常电极输出的第一信号和对异常电极输出的第一信号预处理后获得的第二信号，生成对应的心电信息。

本发明实施例中，心电监测装置的每个电极100都对应有各自的位置，在电极错位时，其输出的信号则不能正常的反应心电情况，所以本发明实施例可以基于信号处理模块200来判断各电极为位置偏移量，并在检测出存在电极的位置偏移量超过第一预设值时，将该部分电极定义为异常电极，并将位置偏移量小于第一预设值的电极定义为正常电极。信号处理模块可以对异常电极输出的信号执行信号校正处理(下述预处理)。并基于正常电极输出的信号和预处理后的信号生成心电信息。本发明实施例中，对于基于电极输出的信号生成心电信息的方式可以采用现有技术手段实现，在此不做说明。

本发明实施例中，在信号处理模块200确定各电极100位置偏移量都小于第一预设值时，即判断为各电极的位置偏移量在准许范围内时，此时可以直接基于电极输出的第一信号执行心电分析，生成对应的心电信息。

而在信号处理模块200判断出存在电极的位置偏移量超过准许范围时(大于第一预设值)，则将这些电极定位为异常电极，并对异常电极输出的第一信号进行预处理，从而校正异常电极输出的信号，或者排除影响较大的电极所带来的误差。

本发明实施例中信号处理模块200对异常电极执行预处理的方式包括：校正第一信号，增强对异常电极输入的信号的强度并重新接收电极输出的第一信号，或者舍弃该第一信号。

例如，在信号处理模块200判断出存在异常电极时可以直接舍弃该异常电极输出的第一信号，而利用其它正常电极输出的第一信号进行心电分析，从而避免存在误差或者精度差的第一信号的影响，保证心电信息的准确。

另外，也可以对异常电极输出的第一信号进行预处理，在一实施例中，信号处理模块可以在判断出异常电极的位置偏移超过第一预设值且小于第二预设值时，则利用校准算法对该异常电极输出的第一信号进行校准，以获得第二信号；其中第二预设值大于所述第一预设值。通过该配置可以有效的校正电极偏移量不大的电极所输出的信号，上述校正算法可以包括小波分解和重构，小波包分析等算法对第一信号进行处理，并获得第二信号。该过程一方面可以消除第一信号中存在的噪声，另一方面还可以减小由于位置偏移所导致的第一信号的偏差。有效的对第一信号进行校正，保证输出的第二信号更为精确和准确。

或者，信号处理模块也可以在检测到存在电极的偏移量大于第二预设值时，直接舍弃该电极输出的第一信号，而利用其它正常电极输出的第一信号进行心电分析，从而也可以避免由于异常电极输出信号的不准确而造成心电分析结果不准确的问题。

另外，在另一实施例中，信号处理模块在判断出异常电极的位置偏移量大于第二预设值时，所述异常电极的位置偏移是否大于第二预设值并小于第三预设值，如是，则调节输入至该异常电极的第三信号的信号强度，获得异常电极输出的第二信号；其中第三预设值大于所述第二预设值。

也就是说，在判断出异常电极的位置偏移量大于第二预设值时也可以对输入至异常电极的第三信号进行调整，从而加强心电特征。信号处理模块除了可以从各电极接收信号之外，还可以向各电极输入信号，从而可以方便的控制输入至各电极的信号的强度。本发明实施例中调节异常电极的第三信号的强度的方式为增加第三信号的强度(电流值的强度或者电压值的强度)，而在重新基于该第三信号强度下异常电极输出的第二信号和其他正常电极输出的第一信号生成心电信息。

另外，本发明实施例中在判断出所述异常电极的位置偏移大于第三预设值，舍弃所述该异常电极输出的第一信号。并利用其它正常电极输出的第一信号进行心电分析，从而也可以避免由于异常电极输出信号的不准确而造成心电分析结果不准确的问题。

基于上述配置，本发明实施例基于不同的位置偏移对异常电极输出的电信号进行不同方式的处理，更加灵活且更加简单方便的保证电极输出信号的精度，从而保证心电信息的准确性。

另外，对本发明实施例中信号处理模块获取电极的位置偏移量的方式进行描述。

信号处理模块200可以判断各所述电极与对应的检测模块的相对距离；向训练模型中输入各电极输出的第一信号，判断各第一信号对应的电极的位置信息；基于所述相对距离和位置信息确定位置偏移量。

在本发明实施例中，每个电极100都对应的配置有一个检测模块300，该检测模块300可以检测与对应电极的距离信息，例如该检测模块300可以包括距离传感器，或者石墨烯传感器，也可以是其他的能够检测电极和检测模块之间的相对距离的器件。而信号处理模块200可以与各个检测模块200连接，并对应的接收各个检测模块所发送的距离信息，该距离信息可以是检测模块和电极的相对距离。

另外，本发明实施例中的信号处理模块内还配置有训练模型，该训练模型可以包括神经网络模型，其可以基于大量的试验数据而构建，并可以基于输入的信号的信息判断出该信号的所对应的电极所在的方向、方位等信息。本发明实施例接可以向训练模型中输入各电极输出的第一信号，判断各第一信号对应的电极的位置信息，该位置信息即可以包括上述方向、方位的信息。基于上述相对距离和位置信息即可以判断出电极与检测模块之间的相对位置，和相对偏移量。

在本发明的优选实施例中，信号处理模块200在判断出存在异常电极时可以控制提醒模块400执行提醒操作。其中该控制执行提醒操作的过程可以发生在位置偏移量大于第一预设值、大于第一预设值且小于第二预设值、大于第二预设值且小于第三预设值，以及大于第三预设值中的任意一种情况。

具体的，在心电监测设备中可以为各个电极配置唯一的标识，而信号处理模块200内可以存储有个电极的标识，并将标识和电极的输入信号和输出信号进行关联映射。在判断出存在异常电极时，可以基于该异常电极的标识执行提醒操作。

其中，提醒模块可以包括语音设备、振动设备或者显示设备中的至少一个。在提醒模块为语音设备时，可以获取异常电极的标识信息，并控制语音设备输出“标识为**的电极位置异常，请调节”等信息，从而提醒用户执行调节操作。优选的，在信号处理模块控制提醒模块执行提醒操作的预设时间后，在执行电极的偏移位置的检测，如果仍未纠正，则可以再次提醒，或者可以执行对异常电极输出信号的预处理过程。

在提醒模块为显示设备时，可以获取异常电极的标识信息，并可以控制显示设备显示“标识为**的电极位置异常，请调节”等信息，或者也可以在显示设备上显示当前各电极的位置结构示意图，并对异常电极的标识进行闪烁显示，以直观方便的进行提示。

在提醒模块为振动模块时，信号处理模块可以控制振动模块执行振动操作。另外，在优选实施例中，可以为在每个电极的位置上分别设置振动模块，并在检测到需要执行提醒操作时，向对应的振动模块发送控制信号，以执行该电极对应的振动模块的振动提醒，从而更加方便用户确定异常电极的位置并进行调整。

另外，在本发明的优选实施例中，为了生成更加精确的心电信息，信号处理模块还可以对电即输出的第一信号和预处理后的第二信号进行滤波处理，并基于滤波处理后的信号生成所述心电信号。从而避免心电信息受到其他噪声的影响。

另外，本发明实施例中，信号处理模块200还可以与通信模块连接，该通信模块可以包括蓝牙模块、wifi模块或者也可以包括天线，通过上述通信模块可以将信号处理模块200的分析结果以及各电极的位置信息发送至其他设备上，另外上述提醒模块400可以是与上述构造心电监测设备的智能衣服分量的电子器件，信号处理模块200可以通过通信模块与该提醒模块进行交互。另外，智能衣服上也可以只配置有电极100和对应的检测模块300，检测模块300也可以通过通信模块连接将所检测到的信息发送至其他设备上。从而实现数据的共享。

另外，在心电监测设备上还可以设置电源模块500，以为心电监测设备中的电子器件提供电力。

基于上述配置，本发明实施例能够准确的获取电极的位置偏移，并根据该位置偏移采用不同的方式消除由于偏移带来的影响，保证心电数据的高精度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的数据处理方法所应用于的电子设备，可以参考前述产品实施例中的对应描述，在此不再赘述。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。