一种心电监护方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种心电监护方法，所述心电监护方法包括以下步骤：采集人体的心电信号和体温信号；对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形；将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和管理。本发明还公开了一种心电监护系统，所述心电监护系统包括：采集模块、心电信号处理模块、呼吸信号采集处理模块和信息管理模块。本发明提供的心电监护方法及系统，能够通过心电波形、呼吸波形、心率和体温信号来进行心电监护，及时发现疾病。
【专利说明】
一种心电监护方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及医疗健康监护领域，尤其涉及一种心电监护方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，患心脑血管疾病的风险也增加了，更多的人更易受到 心脑血管疾病的折磨。所谓心脑血管疾病就是心脏血管和脑血管的疾病统称。也被称为"富 贵病"的"三高症"。心脑血管疾病是一种严重威胁人类，特别是50岁以上中老年人健康的 常见病，即使应用目前最先进、完善的治疗手段，仍可有50%以上的脑血管意外幸存者生活 不能完全自理！
[0003] 而目前对心脑血管疾病的及时发现是非常重要的，从而亟需一种及时检测心脑血 管疾病的办法。
【发明内容】
[0004] 鉴于目前医疗健康监护领域存在的上述不足，本发明提供一种心电监护方法及系 统，能够进行心电监护，及时发现疾病。
[0005] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0006] -种心电监护方法，所述心电监护方法包括以下步骤：
[0007] 采集人体的心电信号和体温信号；
[0008] 对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；
[0009] 采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形；
[0010] 将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和管理。
[0011] 依照本发明的一个方面，所述对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率 包括以下步骤：
[0012] 对采集到的心电信号进行前级放大处理；
[0013] 将经前级放大处理后的心电信号进行滤波处理；
[0014] 将滤波后的心电信号进行次级放大处理；
[0015] 经ADC模块进行采样处理以得到心电波形；
[0016] 根据心电波形通过计算获得心率。
[0017] 依照本发明的一个方面，所述将经前级放大处理后的心电信号进行滤波处理的具 体方式可为：首先通过带通滤波器来滤除干扰信号，再通过陷波器来滤除杂波。
[0018] 依照本发明的一个方面，所述采集人体的体温信号的【具体实施方式】可为：采集人 体上体温传感器的电压信号，在进行采样处理后计算得到人体温度值。
[0019] 依照本发明的一个方面，所述陷波器包括工频抑制陷波器和肌电抑制陷波器。
[0020] 依照本发明的一个方面，所述带通滤波器频率取值范围为0. 03Hz~100Hz，所述 工频抑制陷波器频率为50Hz，所述肌电抑制陷波器为35Hz。
[0021] 依照本发明的一个方面，所述采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形包括以 下步骤：
[0022] 首先施加高频脉冲信号于人体的胸腔上；
[0023] 从测量电极提取被呼吸信号调制的高频调幅信号；
[0024] 利用全波整流电路对高频调幅信号进行解调；
[0025] 检出高频信号幅值变化的包络线，即阻抗的变化量；
[0026] 所述阻抗的变化量即为呼吸信号波形。
[0027] 依照本发明的一个方面，所述采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形还包 括：通过0. 08~10Hz的带通滤波器滤除呼吸信号波形的杂波信号，得到较纯净的呼吸信号 波形。
[0028] -种心电监护系统，所述心电监护系统包括：
[0029] 采集模块，用于采集人体的心电信号和体温信号；
[0030] 心电信号处理模块，用于对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；
[0031] 呼吸信号采集处理模块，用于采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形；
[0032] 信息管理模块，用于将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显 示和管理。
[0033] 依照本发明的一个方面，所述采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率包 括以下步骤：对采集到的心电信号进行前级放大处理；将经前级放大处理后的心电信号进 行滤波处理；将滤波后的心电信号进行次级放大处理；经ADC模块进行采样处理以得到心 电波形；根据心电波形通过计算获得心率。
[0034] 本发明实施的优点：本发明所述的心电监护方法通过以下步骤：采集人体的心电 信号和体温信号；对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；采集呼吸信号并进 行处理得到呼吸信号波形；将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示 和管理；实现了对心电的监护，能及时发现疾病。对采集到的心电信号进行处理得到心电波 形和心率，同时，采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形，将抽象的心电信号变化和呼 吸信号变化变得可视化和直观化，通过心电波形、呼吸波形和心率，能轻易的判断出当前的 心电健康状态，从而及时发现疾病征兆，以达到心电监护的效果。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
[0036] 图1为本发明所述的一种心电监护方法示意图；
[0037] 图2为本发明所述的一种心电监护系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039] 如图1所示，一种心电监护方法，所述心电监护方法包括以下步骤：
[0040] 步骤S1 :采集人体的心电信号和体温信号；
[0041] 所述步骤S1采集人体的心电信号和体温信号的【具体实施方式】可为：人体的心电 信号幅值一般在lmV左右，甚至低至几十微伏，频谱分布在0. 05~100Hz，主要频谱集中分 布于5~20Hz，对于这样微弱的低频信号的采集，采集前端必须选用高输入阻抗、高共模抑 制比、低噪声、低漂移的运算放大器，采集人体的心电信号。体温信号的采集需要通过专门 的体温传感器（热敏电阻）。
[0042] 在实际应用中，所述心电信号采集采用的运算放大器可选用ADI公司的仪表放大 器AD620。
[0043] 步骤S2 :对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；
[0044] 所述步骤S2对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率的【具体实施方式】 可为：
[0045] 对采集到的心电信号进行前级放大处理，具体可通过采用AD620对其信号进行放 大；
[0046] 将经前级放大处理后的心电信号进行滤波处理，具体可先通过带通滤波器来滤除 干扰信号，随后可通过陷波器来滤除杂波；
[0047] 将滤波后的心电信号进行次级放大处理；
[0048] 经ADC模块进行采样处理以得到心电波形；
[0049] 根据心电波形通过计算获得心率。
[0050] 在实际应用中，所述根据心电波形通过计算获得心率的具体实施过程如下：
[0051 ] 从前3秒（对应20bpm)的心电波形中，查找合适的斜率阈值；
[0052] 斜率计算公式为：
[0053] slope (n) = _2x (n_2)-X (n_l)+x (n+1)+2x (n+2)也就是：
[0054] slope = (-waveData[4]<<l)-waveData[3]+waveData[l] + (waveData[0]<<l)；
[0055] 如果超过4倍心率下限所对应的QRS波间隔（4*MAX_QRS_INTERVAL)时间内没有 发现QRS波，需要返回重新查找；
[0056] 判断QRS波的上升沿；具体条件为：
[0059] 若当前斜率阈值不等于缺省最小阈值，则设置斜率阈值为缺省最小阈值；
[0060] 判断QRS波的下降沿；具体条件为：
[0062] 找到第一个qrslnterval，可能存在误差，不参与计算；
[0063] 重新开始查找波谷，从而消除基线漂移的影响；
[0064] 当判定当前QRS波有效时，进行心率计算；具体为：每1秒计算一次心率，心率计 算公式heartRate = 1分钟的采样点数/RR间隔。
[0065] 在实际应用中，属于以下3种情况时，认为当前QRS波是伪波，不进行心率计算，重 置qrslnterval为0,并继续搜索，
[0066] 1.当qrslnterval对应的实时心率大于心率的计算上限时；
[0067] 2.当QRS波的峰谷值小于0. 15mV时（对应的波形幅值为10);
[0068] 3.当QRS波的宽度小于24ms时（对应的QRS波宽度为6)。
[0069] 在实际应用中，所述陷波器可包括工频抑制陷波器和肌电抑制陷波器。
[0070] 在实际应用中，所述带通滤波器频率取值范围可为0. 03Hz~100Hz，所述工频抑 制陷波器频率可为50Hz，所述肌电抑制陷波器可为35Hz。
[0071] 在一实际应用中，所述心率的计算可通过以下程序代码实现：
[0078] 步骤S3 :采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形；
[0079] 所述步骤S3采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形的【具体实施方式】可为：
[0080] 首先施加高频脉冲信号于人体的胸腔上；
[0081] 从测量电极提取被呼吸信号调制的高频调幅信号；
[0082] 利用全波整流电路对高频调幅信号进行解调；
[0083] 检出高频信号幅值变化的包络线，即阻抗的变化量；
[0084] 所述阻抗的变化量即为呼吸信号波形。
[0085] 在实际应用中，所述呼吸信号及呼吸信号波形的得到过程可如下：首先产生高频 脉冲信号，将其信号施加于人体的胸腔上，从测量电极提取被呼吸信号调制的高频调幅信 号，利用仪表放大器PGA206进行程控增益放大，然后利用全波整流电路对高频调幅信号进 行解调，检出高频信号幅值变化的包络线，即阻抗的变化量（呼吸波形），最后通过〇. 08~ 10Hz的带通滤波器滤除其杂波信号，得到较纯净的呼吸信号波形。
[0086] 步骤S4 :将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和管理。
[0087] 所述步骤S4将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和管 理的【具体实施方式】可为：通过将步骤SI、S2和S3得到的心电波形、呼吸信号波形、心率和体 温信号发送到上位机中进行显示和管理，所述上位机可为PC机、手机、笔记本电脑等智能 设备。可根据上位机显示的数据波形等进行分析以及时找出异常部分。
[0088] 本发明所述的心电监护方法通过以下步骤：采集人体的心电信号和体温信号；对 采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号 波形；将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和管理；实现了对心 电的监护，能及时发现疾病。对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率，同时，采 集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形，将抽象的心电信号变化和呼吸信号变化变得可 视化和直观化，通过心电波形、呼吸波形和心率，能轻易的判断出当前的心电健康状态，从 而及时发现疾病征兆，以达到心电监护的效果。
[0089] 一种心电监护系统实施例
[0090] 如图2所示，一种心电监护系统，所述心电监护系统包括：
[0091] 采集模块1，用于采集人体的心电信号和体温信号；
[0092] 心电信号处理模块2,用于对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；
[0093] 呼吸信号采集处理模块3,用于采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形；
[0094] 信息管理模块4,用于将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行 显示和管理。
[0095] 在实际应用中，所述采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率包括以下步 骤：对采集到的心电信号进行前级放大处理；将经前级放大处理后的心电信号进行滤波处 理；将滤波后的心电信号进行次级放大处理；经ADC模块进行采样处理以得到心电波形；根 据心电波形通过计算获得心率。
[0096] 本发明实施的优点：本发明所述的心电监护方法通过以下步骤：采集人体的心电 信号和体温信号；对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率；采集呼吸信号并进 行处理得到呼吸信号波形；将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示 和管理；实现了对心电的监护，能及时发现疾病。对采集到的心电信号进行处理得到心电波 形和心率，同时，采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形，将抽象的心电信号变化和呼 吸信号变化变得可视化和直观化，通过心电波形、呼吸波形和心率，能轻易的判断出当前的 心电健康状态，从而及时发现疾病征兆，以达到心电监护的效果。
[0097] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为 准。
【主权项】
1. 一种心电监护方法，其特征在于，所述心电监护方法包括以下步骤： 采集人体的心电信号和体温信号； 对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率； 采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形； 将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和管理。2. 根据权利要求1所述的心电监护方法，其特征在于，所述对采集到的心电信号进行 处理得到心电波形和心率包括以下步骤： 对采集到的心电信号进行前级放大处理； 将经前级放大处理后的心电信号进行滤波处理； 将滤波后的心电信号进行次级放大处理； 经ADC模块进行采样处理以得到心电波形； 根据心电波形通过计算获得心率。3. 根据权利要求2所述的心电监护方法，其特征在于，所述将经前级放大处理后的心 电信号进行滤波处理的具体方式可为：首先通过带通滤波器来滤除干扰信号，再通过陷波 器来滤除杂波。4. 根据权利要求1所述的心电监护方法，其特征在于，所述采集人体的体温信号的具 体实施方式可为：采集人体上体温传感器的电压信号，在进行采样处理后计算得到人体温 度值。5. 根据权利要求3所述的心电监护方法，其特征在于，所述陷波器包括工频抑制陷波 器和肌电抑制陷波器。6. 根据权利要求5所述的心电监护方法，其特征在于，所述带通滤波器频率取值范围 为0. 03Hz~100Hz，所述工频抑制陷波器频率为50Hz，所述肌电抑制陷波器为35Hz。7. 根据权利要求1至6之一所述的心电监护方法，其特征在于，所述采集呼吸信号并进 行处理得到呼吸信号波形包括以下步骤： 首先施加高频脉冲信号于人体的胸腔上； 从测量电极提取被呼吸信号调制的高频调幅信号； 利用全波整流电路对高频调幅信号进行解调； 检出高频信号幅值变化的包络线，即阻抗的变化量； 所述阻抗的变化量即为呼吸信号波形。8. 根据权利要求7所述的心电监护方法，其特征在于，所述采集呼吸信号并进行处理 得到呼吸信号波形还包括：通过〇. 08~10Hz的带通滤波器滤除呼吸信号波形的杂波信号， 得到较纯净的呼吸信号波形。9. 一种心电监护系统，其特征在于，所述心电监护系统包括： 采集模块，用于采集人体的心电信号和体温信号； 心电信号处理模块，用于对采集到的心电信号进行处理得到心电波形和心率； 呼吸信号采集处理模块，用于采集呼吸信号并进行处理得到呼吸信号波形； 信息管理模块，用于将心电波形、呼吸信号波形、心率和体温信号四项参数进行显示和 管理。10. 根据权利要求8所述的心电监护系统，其特征在于，所述采集到的心电信号进行处 理得到心电波形和心率包括以下步骤：对采集到的心电信号进行前级放大处理；将经前级 放大处理后的心电信号进行滤波处理；将滤波后的心电信号进行次级放大处理；经ADC模 块进行采样处理以得到心电波形；根据心电波形通过计算获得心率。
【文档编号】A61B5/01GK106031633SQ201510101379
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月7日
【发明人】朱晓欣
【申请人】上海贝瑞电子科技有限公司