一种穿戴式先天性心脏病跟踪监护系统的制作方法

本实用新型涉及到一种先天性心脏病跟踪监护设备，属于智能医疗设备领域，具体是一种穿戴式先天性心脏病跟踪监护系统。

背景技术：

现有技术介绍中国心血管疾病和高血压患者人数在逐年增加，对于许多病患者而言，其心脏生理参数能有效地反映病情状态以及治疗康复情况，因此及时掌握患者心电信号参数有重要意义。此外，一些先天性心脏疾病早期可以没有明显症状，但疾病仍然会潜在地发展加重，需要及时诊治，以免失去手术机会，通过对心电信号实时跟踪监护，再根据心脏疾病的综合诊断模型，更容易对先天性心脏疾病进行发现治疗。

现有的心电信号采集装置设备大部分都是分离的两种设备且存在价格昂贵、功耗高、体积大、不易移动等缺点，无法满足病患者在家中(或者白领阶层在办公室中)对身体状况进行自检，也无法对潜在地先天性心脏疾病发现治疗。

技术实现要素：

(一)实用新型目的

针对目前心电监护系统都是分离的两种设备且存在不便携和体积大等缺点，本实用新型旨在提供一种穿戴式先天性心脏病跟踪监护系统，其能够方便的将六个导联电极穿带在身体上，六导联心电波形能够实时显示在监测终端上，监测终端软件具有先天性心脏病的诊断分析功能，有助于先天性心脏病潜在患者在家中对疾病的发现，同时为医生的诊断提供了一份可靠的材料。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种穿戴式先天性心脏病跟踪监护系统，包括导联电极组件、导联电极组件连接至便捷式采集盒，便捷式采集盒连接至监测终端，便捷式采集盒内置有前端处理模块、微处理模块、无线模块、电源模块，所述便捷式采集盒通过腰带或肩带绑定在使用者腰部，

所述前端处理模块，其输入端连接至导联电极组件，用于对导联电极组件采集的人体心电信号数据进行前端处理后输出至微处理模块；

所述微处理模块，其输出端连接至无线模块，用于将接收到的人体心电信号数据进行加密后传输至无线模块；

所述无线模块，其输出端与所述监测终端的输入端连接，用于将接收到的人体心电信号数据无线传输给监测终端；

所述监测终端，用于实时记录人体心电信号数据；并根据数据进行先天性心脏病的诊断分析，给出监测报告；

所述电源模块具有三个输出端，分别连接至前端处理模块、微处理模块和无线模块，用于对该三模块进行供电。

进一步的，前端处理模块由心电信号预处理电路和心电信号专用处理芯片组成，所述心电信号专用处理芯片包括16位高精度ADC模拟数字转换器。

进一步的，所述微处理模块由STM32F103芯片和芯片外围电路组成，所述外围电路包括芯片晶振电路、复位电路以及芯片供电电源滤波电路，

所述STM32F103芯片为32位处理器，工作频率为72MHz，具有GPIO、SPI 和USART功能模块，以及两个串口，其中一个串口连接所述前端处理模块，用于接收心电信号数据；另一个串口连接所述无线模块，将处理好的数据转发给无线模块。

进一步的，所述电源模块包括充放电管理芯片和电压采集电路，所述电压采集电路包括精密电阻和滤波电路，用于基于分压公式获取锂电池电压，从而映射成锂电池电量。

进一步的，所述监测终端为Andriod系统客户端或IOS系统客户端，并内置先天性心脏病的诊断算法比对模块和个人心电数据库模块，并根据数据进行先天性心脏病的诊断分析，给出监测报告。

进一步的，所述STM32F103芯片的USART1_TX端与前端处理模块的XY_RX 端相连，STM32F103芯片的USART1_RX端与前端处理模块的XY_TX端相连， STM32F103芯片的USART2_TX端与无线模块的BT_RX端相连，STM32F103芯片的USART2_RX端与无线模块的BT_TX端相连。

进一步的，所述电源模块为锂电池电源，所述电压采集电路包括第一精密电阻201，第二精密电阻202，电阻203和滤波电容204，第一精密电阻201 的一端接锂电池的正极，另一端接电阻203的一端和第二精密电阻202的一端，第二精密电阻202的另一端接GND端，电阻203的另一端接STM32F103 芯片的ADC1端，滤波电容204的一端接STM32F103芯片的ADC1端，滤波电容204的另一端接GND端。

进一步的，所述导联电极组件包括6个导联电极和与每个导联电极连接的导联线；所述导联线的一端连接所述导联电极，另一端连接所述便捷式采集盒，所述6个导联电极采用可跟换的一次性电极。

进一步的，所述6根导联线均汇集至肩带中部位置处并沿肩带固定延伸至便捷式采集盒。

进一步的，无线模块为蓝牙模块、WIFI模块或GPRS模块。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本实用新型的一种穿戴先天性心脏病跟踪监护系统可以做为智能家用医疗设备，该装置体积小、便于携带、功耗较低、准确性高，该装置集成六导联心电图检测功能，该装置供电采用可充电锂电池，并可通过移动电源(充电宝)给该装置充电，监测终端软件可实时显示电池电量并在电量不足时给出提醒，心电信号选用专用处理芯片对信号进行处理，心电数据抗干扰能力强，准确度高，心电数据的接收和发送采用两串口通信方式，可移植性增大，通信成功率提高，选用无线连接，监测终端软件可以实时显示六导联心电波形，内置先天性心脏病的诊断算法可以对波形进行异常分析，心电导联图也可以打印或微信分享给医生。

综上所述，本实用新型的系统硬件结构简单、体积较小、功耗较低、精度较高、产品开发周期短、便于推广使用，是一个方便、实用、可靠的先天性心脏病跟踪监护设备。

附图说明

图1为本发明的一种总体系统的结构示意图。

图2为本发明的便携式采集盒内部通信的结构示意图。

图3为本发明中的锂电池电量采集电路示意图。

附图标记：

1、导联电极组件；2、电源模块；3、监测终端、便捷式采集盒—4、腰带或肩带—5、微处理模块—10、STM32F103芯片—101、前端处理模块—102、无线模块—103、第一精密电阻—201、第二精密电阻—202、电阻—203、滤波电容—204。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

参见图1，一种先天性心脏病跟踪监护系统，包括其包括六个导联电极，便携式采集盒，监测终端3，所述便携式采集盒包括前端处理模块102，微处理模块，无线模块103，电源模块2，六个导联电极与便携式采集盒互相连接，便携式采集盒与监测终端3采用无线连接，便携式采集盒内的前端处理模块102与微处理模块相连接，微处理模块与无线模块103相连接，电源模块2 分别为前端处理模块102，微处理模块和无线模块103供电，监控终端可实时记录六导联心电数据，对其进行先天性心脏病的诊断分析，并给出监测报告。

心电信号专用处理芯片属于生物信号检测和处理的片上设备，它具有先进的模拟前端电路和灵活强大的数字信号处理结构。它可以采集从uV到mV 的生物信号，具有极低的系统噪声和可控增益，因此可有效检测到生物信号，并使用16位高精度ADC模拟数字转换器把他们转化成数字信号。

所述微处理模块由STM32F103芯片101和芯片外围电路组成，其外围电路包括芯片晶振电路、复位电路以及芯片供电电源滤波电路，STM32F103是 32位处理器，工作频率为72MHz，外设丰富，满足系统所需要的GPIO、SPI 和USART功能模块，其一个串口用来接收心电信号数据，另一个串口将处理好的数据转发给蓝牙模块，实现了两个串口模式的通信。

如图2所述的微处理模块的两串口通信示意图包括微前端处理模块102，和蓝牙模块103，微处理器STM32F103芯片101的USART1_TX端与前端处理模块102的XY_RX端相连，微处理器STM32F103芯片101的USART1_RX端与前端处理模块102的XY_TX端相连，微处理器STM32F103芯片101的 USART2_TX端与无线模块103的BT_RX端相连，微处理器STM32F103芯片101 的USART2_RX端与无线模块103的BT_TX端相连。

所述心电信号处理模块处理的数据为六导联心电数据，六个导联电极分别通过一次性电极片贴在胸部，便携式采集盒通过松紧带可绑在腰间方便测量。

所述锂电池充放电管理模块包括充放电管理芯片和电压采集电路，电压采集电路由精密电阻和滤波电路组成，可由分压公式获取锂电池电压，从而映射成锂电池电量。为防止测量完成后用户忘记关闭电源，在硬件电路设计基础上，程序上设计5分钟无操作自动关闭设备功能，防止锂电池的电能浪费。

如图3所述的锂电池电量采集电路包括微处理器STM32F103芯片 101101，第一精密电阻201，第二精密电阻202，电阻203和滤波电容204，第一精密电阻201的一端接锂电池的正极，另一端接电阻203的一端和第二精密电阻202的一端，第二精密电阻202的另一端接GND端，电阻203的另一端接微处理器STM32F103芯片101101的ADC1端，滤波电容204的一端接微处理器STM32F103芯片101101的ADC1端，另一端接GND端。

所述监测终端3为Andriod系统客户端和IOS系统客户端，监测终端3 可实时记录六导联心电数据，其内置先天性心脏病的诊断算法，并依据心电综合测量模型给出检测报告，还能将六导联心电图打印或微信分享给医生，监测终端3对接远程服务器，用户数据均可保存在云端，为用户建立起个人心电数据库。

所述六根导联线均汇集至肩带中部位置处并沿肩带固定延伸至便捷式采集盒4。这样能够减少导联线的单根长度，便于收纳管理，使用时，也不会因线多产生繁杂的缠绕，使产品简洁化；

本仪器具体工作过程如下：开机后，微处理模块的STM32F103芯片101，前端处理模块102处理模块分别初始化，胸部的六个导联电极采集微弱的心电信号送入前端处理模块102，心电信号数据发送给STM32F103芯片101， STM32F103芯片101将心电信号数据加密后再通过串口通讯转发给无线模块 103，实时的六导联心电波形便显示在监测终端3，监测终端3的先天性心脏疾病算法模型对心电波形进行异常分析，最终给出检测报告。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。