专利名称：一种智能心电测试训练装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗保健设备，特别是一种智能心电测试训练装置。
背景技术：
目前国内外的心电监测仪，主要应用于临床旁护设备。它仅涉及的是监测人体心电图的技术领域，仅能对人体心电图进行监测。作为心脏病患者的长期家庭监护及亚健康人群的自我检测等应用上存在着体积大、操作复杂、耗时长；ECG资料难以长期保存、价格昂贵、实时性差等问题，以及临床上会限制病人的活动等不便于心电测试。作为家用设备， 其测试也相对单一，无法指导用户进行身心训练，达不到自我调节作用。若测量心电图如果想同时测量收缩压和舒张压或脉搏的数据就必须使用血压计，没有办法一机多用。现有的设备一般没有进行相应的人机互动，通讯方式仅有一种或两种无线通讯方式，并不是一种完整的解决方案。由于接入方式受限，应用的局限性较大，不适合将来多媒体时代的应用和普及。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的上述缺点，提出一种采用人机互动，不仅具有心电、血压测试监测功能，还具有指导用户进行减压训练和身心训练等功能的智能心电测试训练装置。本发明采用如下技术方案一种智能心电测试训练装置，包括测试仪和与之通讯的主机，其特征在于所述测试仪包括用于获取模拟心电信号的生物接触电极、用于获取模拟血压信号的血压检测装置、用于对该模拟心电信号和模拟血压信号进行预处理和数字信号处理获得精确QRS复波和血压值的信号处理芯片，以及用于实现与所述主机通讯的通讯接口装置，所述生物接触电极和所述血压检测装置与所述信号处理芯片相连，所述通讯接口装置与所述信号处理芯片相连。进一步地，所述血压检测装置包括内设压力传感器的气囊套，对该气囊套充气的气泵以及充放气控制装置，该传感器与所述信号处理芯片相连，该气泵由所述信号处理芯片控制实现充放气。进一步地，所述信号处理芯片包括预处理模块和数字处理模块，该预处理模块用于对获得的模拟心电信号和模拟血压信号进行滤波、放大和A/D转换从而获得数字心电信号和数字血压信号，该数字处理模块包括对数字心电信号进行处理获得精确QRS复波的漂移抑制单元、交流滤波单元和心电滤波单元、以及对数字血压信号进行处理获得压缩压和舒张压的血压计算单元。进一步地，所述信号处理芯片还包括充放气控制模块和接触检测模块，该充放气控制模块与所述血压检测装置相连，该接触检测模块与所述生物接触电极相连。进一步地，所述主机包括与所述通讯接口装置相连的信号接收装置，用于根据用户操作实现各种测试功能的测试功能模块，用于针对用户测试结果提供对应训练功能模块，用于存储用户信息、心电信号、血压信号和测试结果的存储器，用于显示操作界面、测试结果和播放训练内容的显示器，用于管理用户个人测试结果、训练效果和其它心电血压数据的数据管理模块，以及分别与信号接收装置、测试功能模块、训练功能模块、存储器、显示器、数据管理模块相连的主控装置。进一步地，所述测试功能模块包括心率测评单元、压力测评单元、心情测评单元、 心电图监测单元、收缩压监测单元、舒张压监测单元和脉搏监测数据单元。进一步地，所述训练功能模块包括具有各种放松方法的身心训练单元和具有各种减压方法的减压训练单元。进一步地，所述主机还包括网络通讯模块，与所述主控模块相连，用于根据用户操作将心电信号、血压信号和测试结果发送至远端并获取回复信息。进一步地，所述主机为PC机或是移动终端。由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明通过测试仪和与之进行通讯的具有嵌入式测试训练功能的主机实现心电图检测、收缩压监测、舒张压监测、脉搏检测等，采用人机界面操作，还可针对测试结果指导用户进行身心训练和减压训练并通过显示器实时反馈训练效果。本发明具有结果显示、保健建议、语音提示等功能，为亚健康、心脏病潜在患者和高血压患者提供一种方便携带、简便易用、成本低、免维护，且还能够与远程医学专家进行实时互动的医疗保健用品。
图1为本发明信号处理芯片的原理框图；图2为本发明的结构框图；图3为本发明测试仪的外观图。
具体实施例方式以下通过具体实施方式
对本发明作进一步的描述。参照图1、图2、图3，一种智能心电测试训练装置，包括测试仪1和与之通讯的主机2，测试仪1包括用于获取模拟心电信号的两个生物接触电极10、用于获取模拟血压信号的血压检测装置20、用于对该模拟心电信号和模拟血压信号进行预处理和数字信号处理获得精确QRS复波和血压值的信号处理芯片30，用于实时显示用户QRS复波和血压值的显示屏60，以及用于实现与主机2通讯的通讯接口装置40，生物接触电极10和血压检测装置20 与信号处理芯片30相连，通讯接口装置40与信号处理芯片30相连。血压检测装置20包括内设压力传感器21的气囊套22，对该气囊套22充气的气泵23，该传感器21与信号处理芯片30相连，该气泵23由信号处理芯片30控制实现充放气。通讯接口装置40可采用USB 接口信号处理芯片30包括预处理模块31、数字处理模块32、充放气控制模块33、接触检测模块34、电源管理模块35和时钟模块36。预处理模块31用于对获得的模拟心电信号和模拟血压信号进行滤波、放大和A/D转换从而获得数字心电信号和数字血压信号，包括对模拟心电信号进行处理的放大单元311和滤波单元312，对模拟血压信号进行处理的放大单元313和滤波单元314，以及对经滤波后的模拟心电和血压信号进行A/D转换的A/D转换单元315。数字处理模块32包括抑制因干扰引起基线漂移的漂移抑制单元321、交流滤波单元322和用于滤除除心电信号以外的其它人体杂波信号的心电滤波单元323、以及对数字血压信号进行处理获得压缩压和舒张压的血压计算单元333。数字处理模块32处理心电数字信号时，关键是对心电信号中QRS复波的精确识别，正常人的QRS波群的宽度为0. 06至 0.10秒，且不受心律变化的影响。对心电信号幅值的阈值采用双可变阈值法，即对波形设置波峰阈值和波谷阈值。如果峰阈值和谷阈值在一段适当时间内有较大变化，则重新设置峰阈值和谷阈值。带有基线漂移自动调节，能有效地抑制因干扰引起的基线漂移，获得高质量的心电图谱。充放气控制模块33采用PWM输出控制，控制气泵23充气放气来调节气囊套气压。 接触检测模块34，与两生物接触电极10相连，用于检测两个生物接触电极10之间的水平电阻，当检测到接触电极10被触碰时，唤醒信号处理芯片20进入工作，唤醒的延时小于3毫秒，否则该信号处理芯片进入一个非常低功耗睡眠状态。当通讯接口装置与主机2接通时， 电源管理模块控制测试仪电源指示灯亮，时钟模块36用于为信号处理芯片30提供稳定的频率。主机2包括与通讯接口装置相连的信号接收装置51，用于根据用户操作实现各种测试功能的测试功能模块52，用于针对用户测试结果提供对应训练内容的训练功能模块 53，用于存储用户信息、心电信号、血压信号和测试结果的存储器M，用于显示操作界面、测试结果和播放训练内容的显示器阳，用于管理用户个人测试结果、训练效果和其它心电血压数据的数据管理模块56以及分别与信号接收装置51、测试功能模块52、训练功能模块 53、存储器54、显示器55、数据库管理模块56相连的主控装置50。经信号处理芯片30处理后的精确QRS复波信号及舒张压和收缩压以每秒250个的样本数据传输速率到信号接收装置51，主控单元50对该信号进行连续监测、并显示舒张压、收缩压、脉搏、心率和QRS振幅。测试功能模块52根据用户操作对信号进行分析处理得出对应测试结果，包括心率测评单元、压力测评单元、心情测评单元、心电图监测单元、收缩压监测单元、舒张压监测单元和脉搏监测数据单元。训练功能模块52针对测试结果提供对应训练方法，包括各种放松方法的身心训练单元和具有各种减压方法的减压训练单元，同时，在训练过程中通过显示器55 实时显示训练效果。主机2还包括网络通讯模块57和语音提示模块58，网络通讯模块57与主控模块 50相连，用于接入互联网或移动网络实现将心电信号、血压信号和测试结果发送至远端并获取回复信息。本发明的主机可以是具有嵌入式测试训练功能的PC机或是手机、上网本等移动终端，来满足用户实时地心电及血压测试需要，能够实现如下功能心率测评，左手右手分别握住两个生物接触电极，根据心脏在每个心动周期中产生心电图生物电的变化，通过主机计算出心率，显示器将显示一个完整的瞬时心率、及完整的心电图形的基本信息。压力测评，根据测量心电图P，Q，R，S，T波，U波的各波值及其时程，并识别各个波形的特定算法，并判断人是否处于平静、正常、紧张的压力状态，显示器上将显示一个动画功能，并对测试结果进行语音提示。心情测评，以静心率为基线，通过图表形式显示用户不断变化的静心率数字，手握心电传感装置，按照显示器所显示和语音提示的心率减速步骤进行训练，通过控制呼吸来达到减慢压力指数和增加静心率。身心训练，通过视频及声音的形式显示用户口不断变化的心率数字和心情指数， 根据显示器要求及语音提示进行训练；主要有意念放松法、全身扫描放松法、音乐放松法、 雨声催眠放松法、渐近式放松法等。减压训练，在显示器上将显示含有心舒互动、意念呼吸、腔式呼吸及肌肉放松四种训练方法来达到减压的目的，同时根据图文表格的形式对当前的压力指数进行实时的显
7J\ ο心电图监测，用户只需握住心电传感装置，平均心率和心电像就会呈现，医生可以根据重要的心电图指标提示来评估心脏的健康状况，用户的心电数据存储于存储模块内，还可通过网络通讯模块与远程心电监测网络体系监测中心对接，心血管专家和医生随时对心电图进行分析、回复、预警。收缩压监测，通过充放气控制模块能自动控制气泵充气漏气调整袖带内气压并采样袖带内气压直流分量，将心脏收缩时所测得的血压。舒张压监测，通过充放气控制模块自动控制气泵充气漏气调整袖带内气压并采样袖带内气压直流分量，将心脏舒张时所测得的血压。上述仅为本发明的一个具体实施方式
，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
权利要求
1.一种智能心电测试训练装置，包括测试仪和与之通讯的主机，其特征在于所述测试仪包括用于获取模拟心电信号的生物接触电极、用于获取模拟血压信号的血压检测装置、用于对该模拟心电信号和模拟血压信号进行预处理和数字信号处理获得精确QRS复波和血压值的信号处理芯片，以及用于实现与所述主机通讯的通讯接口装置，所述生物接触电极和所述血压检测装置与所述信号处理芯片相连，所述通讯接口装置与所述信号处理芯片相连。
2.如权利要求1所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述血压检测装置包括内设压力传感器的气囊套，对该气囊套充气的气泵，该传感器与所述信号处理芯片相连，该气泵由信号处理芯片控制实现充放气。
3.如权利要求1所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述信号处理芯片包括预处理模块、数字处理模块，该预处理模块用于对获得的模拟心电信号和模拟血压信号进行滤波、放大和A/D转换从而获得数字心电信号和数字血压信号，该数字处理模块包括对数字心电信号进行处理获得精确QRS复波的漂移抑制单元、交流滤波单元和心电滤波单元、以及对数字血压信号进行处理获得压缩压和舒张压的血压计算单元。
4.如权利要求2所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述信号处理芯片还包括充放气控制模块和接触检测模块，该充放气控制模块与所述气泵相连，该接触检测模块与所述生物接触电极相连。
5.如权利要求1所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述主机包括与所述通讯接口装置相连的信号接收装置，用于根据用户操作实现各种测试功能的测试功能模块，用于针对用户测试结果提供对应训练内容的训练功能模块，用于存储用户信息、心电信号、血压信号和测试结果的存储器，用于显示操作界面、测试结果和播放训练内容的显示器，用于管理用户个人测试结果、训练效果和其它心电血压数据的数据管理模块，以及分别与信号接收装置、测试功能模块、训练功能模块、存储器、显示器、数据库管理模块相连的主控装置。
6.如权利要求5所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述测试功能模块包括心率测评单元、压力测评单元、心情测评单元、心电图监测单元、收缩压监测单元、舒张压监测单元和脉搏监测数据单元。
7.如权利要求5所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述训练功能模块包括具有各种放松方法的身心训练单元和具有各种减压方法的减压训练单元。
8.如权利要求5所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述主机还包括网络通讯模块，与所述主控模块相连，用于根据用户操作将心电信号、血压信号和测试结果发送至远端并获取回复信息。
9.如权利要求5所述的一种智能心电测试训练装置，其特征在于所述主机为PC机或是移动终端。
全文摘要
一种智能心电测试训练装置，包括测试仪和与之通讯的主机，所述测试仪包括用于获取模拟心电信号的生物接触电极、用于获取模拟血压信号的血压检测装置、用于对该模拟心电信号和模拟血压信号进行预处理和数字信号处理获得精确QRS复波和血压值的信号处理芯片，以及用于实现与所述主机通讯的通讯接口装置，所述生物接触电极和所述血压检测装置与所述信号处理芯片相连，所述通讯接口装置与所述信号处理芯片相连。本发明具有结果显示、保健建议、语音提示等功能，为亚健康、心脏病潜在患者和高血压患者提供了一种方便携带、简便易用、成本低、免维护，且还能与远程医学专家进行实时互动的医疗保健用品。
文档编号A61B5/0402GK102188241SQ201110124938
公开日2011年9月21日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者叶清润, 朱元林, 林建清, 洪杰辉, 洪泉益 申请人:泉州市全通光电科技有限公司