一种心电、肌电、皮电一体式检测设备的制作方法

本发明属于人体检测设备的技术领域，具体为一种心电、肌电、皮电一体式检测设备。

背景技术：

心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电，现在肌电一般都采用表面肌电测试的方法，也和心电一样，在皮肤上面贴上电极片，完全没有任何伤害和疼痛的，皮肤电活动是由汗腺活动产生的，所以又称汗腺电位，测量皮肤电活动有两种方法：一种是费利(Charles Fere)的借助于外加电源的方法，这种方法所测得的是两个电极之间皮肤电阻(计量单位是欧姆或其倒数姆欧)的变化，常用EDR(F)表示；另一种是塔尔察诺夫(J.Tarchanoff)的方法，这种方法所测量的是皮肤的电位(计量单位是耗伏级电压)变化，用EDR(T)表示。

现有的产品心率测试与肌电、皮电检测都需单独设备测试，对使用者进行测试时设备之间相互干扰会影响数据准确性，并且多组设备和电极体积大连线复杂，用户体验不好。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种心电、肌电、皮电一体式检测设备，使用一组设备对让人体同时进行心电、肌电、皮电检测，增加了准确性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种心电、肌电、皮电一体式检测设备，包括电源、MCU、三合一电极、flash、手机端和报警装置，电源提供电力，MCU分别与三合一电极和报警装置连接，报警装置包括振动马达和闪烁灯，三合一电极将检测数据传送到MCU，MCU控制振动马达和闪烁灯开启并报警，MCU上设有心电模块、肌电模块和皮电模块，MCU通过高频切换特定高频MOS管，使心电模块、肌电模块、皮电模块高速开启关闭并顺序切换，高频切换过程中，及时将数据传输给的flash中，flash通过与MCU交换数据换算成公式并及时删除数据，并在换算好后上传到手机端，分析具体结果，心电模块采取降噪、防共振、高输入阻抗后放大信号，信号传输电路采用表面镀Ag处理，并在信号放大后采取补偿、高通滤波、整形等处理，肌电模块的前置放大器使用差分结构，并提高放大电路阻抗，设计20-500HZ滤波电路，最后使用时屏分析法来处理信号，皮电模块采用小波消噪原理，通过频域分析处理，低通滤波处理后测试方法即可得出准确的皮电信号。

进一步的，设有G-SENSOR，G-SENSOR检测待测者的运动，运动开启后将信号发送到MCU，MCU开启。

本发明的有益效果是：

通过MCU发出采集信息，心电、肌电、皮电按照设定程序切换采集，准确识别当前使用者生理数据，使用高频切换和抗干扰设计，既能准确录得使用者数据，又保证使用者体验，本发明使用了同一组电极，通过切换模式，测试人体心电、肌电、皮电三组数据，避免了携带多组设备和多组电极，设备体积小，使用者数据更准确并得到更好使用体验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明示意图

图2为本发明原理示意图。

图3为本发明业务逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如附图所示，一种心电、肌电、皮电一体式检测设备，包括G-SENSOR1、电源2、MCU 3、三合一电极4、flash 5、手机端6和报警装置，G-SENSOR1检测待测者的运动，运动开启后将信号发送到MCU 3，MCU 3开启，电源2提供电力，MCU 3分别与三合一电极4和报警装置连接，报警装置包括振动马达7和闪烁灯8，三合一电极4为检测心电、肌电、皮电所用的电极，具体为现有的检测心电或肌电或皮电的电极，三合一电极4将检测数据传送到MCU 3，MCU 3控制振动马达7和闪烁灯8开启并报警，MCU 3上设有心电模块30、肌电模块31和皮电模块32，MCU 3通过高频切换特定高频MOS管，使心电模块30、肌电模块31、皮电模块32高速开启关闭并顺序切换，高频切换过程中，及时将数据传输给的flash 5中，flash 5通过与MCU 3交换数据换算成公式并及时删除数据，并在换算好后上传到手机端6，分析具体结果，心电模块30采取降噪、防共振、高输入阻抗后放大信号，信号传输电路采用表面镀Ag处理，并在信号放大后采取补偿、高通滤波、整形等处理，肌电模块31的前置放大器使用差分结构，并提高放大电路阻抗，设计20-500HZ滤波电路，最后使用时屏分析法来处理信号，皮电模块32采用小波消噪原理，通过频域分析处理，低通滤波处理后测试方法即可得出准确的皮电信号。

通过MCU 3发出测试指令，并高频切换三组MOS控制心电模块30、肌电模块31、皮电模块测试32。

例：首先调取标准动作库内让用户选择，比如用户选择深蹲跳，当G-SENSOR 1检测到用户动作开始，便采取20K HZ频率采集，通过MCU 3发出测试指令测试心率数据，MCU 3控制心率MOS开启，心电模块30启动，并采用20K HZ频率瞬间采样上传数据后跳转为肌电模块31。

肌电模块31开启后，自动切换算法及数据转换信号放大模块等待数据分析，并20K HZ频率瞬间采样上传数据后跳转为皮电模块32。

MOS模块切换到电压转换稳压模块，输出4V稳定电压，并在10KHZ的频率切回心电测试重新轮回。

通过高频轮回测试法每秒每种类型测试数据有6.6K。

因正常人体心率信号为0.5-100HZ，可以按照100HZ计算，那么每个心电信号采集数量为66个，通过软件算法记录曲线上传数据，并删除之前存储数据。

肌电信号集中为0-500HZ，按最大500HZ频率计算，每个肌电信号最低采值13个，一样通过软件算法记录曲线上传数据并删除之前存储数据。

人体皮电GSR信号有效范围是0.02-0.2HZ，正常采频只需20HZ，而目前采频为33000，因此按照没1650次采样一次的方式采取，最终通过算法计算曲线结果上传数据，并删除之前存储数据。

如此一来通过用户一组动作，直接得出三组数据结果，通过结果分析用户的具体信息，保证用户能得到最好的体验。

信号采集传输原理：

一组动作得出心电、肌电、皮电三组数据的原理在于通过MCU 3高频切换特定高频MOS管，使所有模块能告诉开启关闭并顺序切换，从而达到高频采样数据分析，然后通过算法优化计算得出最终数据。

高频切换过程中，需要MCU 3与电源2管理及MOS管等的高频响应，并及时将数据传输给独立的flash 5中，flash 5通过与MCU 3交换数据换算成公式并及时删除数据，从而避免flash 5数据存储量过大，并在换算好后上传到手机端6，通过手机继续分析具体结果。

为避免因高频切换导致的数据失真、噪音等问题，根据各个模块都采取了不同的放大降噪处理。

例如：

心电模块：

心电信号特性有微弱、不稳定、低频、随机等特性，且测试时伴随运动，因此我们采取了降噪、防共振、高输入阻抗后放大信号，为了防止基线漂移所以信号传输电路都是采用表面镀Ag处理，并在信号放大后采取了补偿、高通滤波、整形等处理从而得到准确的数值。

肌电模块：

肌电信号因使用表层接触法测量，因此信号更加微弱也更容易受到噪声干扰。

基于此类情况前置放大器使用差分结构，并提高放大电路阻抗，设计20-500HZ滤波电路，最后使用时屏分析法来处理信号，最大保证信号的稳定性。

皮电模块：

皮电信号不仅信号弱噪声强随机性强且更容易基准漂移，因皮电信号频率低分离信号也比较困难，基于这种情况采用小波消噪原理，通过频域分析处理，低通滤波处理后测试方法即可得出准确的皮电信号。

三组信号都是基于此原理来高频切换测试，从而让用户能一组动作得出三组准确数值，提升体验的友好性。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定,任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。