一种基于织物电极的便携式胸导联心电采集装置

1.本发明属于心电采集系统，具体涉及一种基于织物电极的便携式胸导联心电采集装置。


背景技术：

2.心血管疾病具有突发性和高致死性，临床上对患有心血管疾病的病人主要采用心电图(ecg)监测发病程度。目前医院采用的监护仪或是“holter”均采用带导电凝胶的agcl电极，但其价格高昂、长期使用容易脱落、粘贴触感不适等缺点并不能满足长期化、日常化的心电采集需求。近些年来，随着可穿戴设备的发展，新型的医疗设备也开始受到人们的广泛关注。目前可穿戴式心电设备信号提取仅仅停留在单导联的采集形式，传统的导电胶式agcl电极准备复杂、刺激皮肤、长期监测过程中易脱落等诸多缺点；无法为人们提供更便利的监测手段。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于织物电极的便携式胸导联心电采集装置，以克服现有技术的不足。
4.一种基于织物电极的便携式胸导联心电采集装置，包括信号采集处理模块以及织物电极模块，织物电极模块包括基布以及设置于基布上的多个织物电极，织物电极包括上导电层和下导电层，上导电层和下导电层分别固定于基布的两侧，上导电层和下导电层通过心电电极扣连接导通，织物电极连接信号采集处理模块，通过织物电极采集信号并进行信号处理传输。
5.优选的，上导电层和下导电层采用导电纱线制备。
6.优选的，导电纱线包括镀银纱线和尼龙线混股拧制而成。
7.优选的，导电纱线通过绣花工艺织在基布上，在纬纱方向形成上导电层和下导电层的双层导电结构。
8.优选的，基布上设置有7个织物电极，其中包括6个胸导联采集电极和1个右腿驱动电极。
9.优选的，胸导联采集电极按照心电胸导联采集位置设置于基布上。
10.优选的，信号采集处理模块包括信号调理电路和信号输出模块；信号输出模块采用蓝牙4.0低功耗模块，串口通讯波特率为9600bit/s，最高传输速率为1mbps。
11.优选的，信号调理电路包括两级放大模块、三级滤波模块、a/d转换模块；两级放大模块用于对六路胸导联采集电极采集的信号进行两级差分放大，然后经过放大的信号通过三级滤波模块进行三级滤波，经过三级滤波的信号通过a/d转换模块进行信号转换后输出。
12.优选的，a/d转换模块采用6通道同步数据采集电路。
13.优选的，6通道各有一个采样保持器，所有通道共用一个a/d转换模块。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
15.本发明一种基于织物电极的便携式胸导联心电采集装置，包括信号采集处理模块以及织物电极模块，织物电极模块包括基布以及设置于基布上的多个织物电极，织物电极包括上导电层和下导电层，上导电层和下导电层分别固定于基布的两侧，上导电层和下导电层通过心电电极扣连接导通，织物电极连接信号采集处理模块，通过织物电极采集信号并进行信号处理传输，本发明通过织物电极与基布融合到一起，在基本的上下层上均形成柔性好的织物电极，覆盖面积均匀，确保信号采集的均匀性，可以与日常穿着的短袖内衣等完美融合，满足日常化的心电监测需求。
16.进一步的，通过导电纱线刺绣在基布上，既能满足导电性，也能像一般的衣服面料一样柔软灵活。将织物电极嵌入衣物便可以实现心电型号的长期日常化采集，有效避免了传统导电胶式agcl电极准备复杂、刺激皮肤、长期监测过程中易脱落等诸多缺点。
17.进一步的，基布上设置有7个织物电极，其中包括6个胸导联采集电极和1个右腿驱动电极，可实现多点位置的测量，实现全方位的监测。
附图说明
18.图1为本发明实施例中织物电极结构示意图。
19.图2为本发明实施例中胸导联心电采集绑带结构示意图。
20.图3为本发明实施例中信号调理电路示意图。
21.图中：1.心电电极扣，2.上导电层，3.基布，4.下导电层，5.v1电极，6.v2电极，7.v3电极，8.v4电极，9.v5电极，10.v6电极，11.右腿驱动电极，12.收紧带，13.魔术贴，14.两级放大模块，15.三级滤波模块，16.a/d转换模块，17.蓝牙传输模块。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
23.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.如图1所示，一种基于织物电极的便携式胸导联心电采集装置，包括信号采集处理模块以及织物电极模块，织物电极模块包括基布3以及设置于基布3上的多个织物电极，织物电极包括上导电层2和下导电层4，上导电层2和下导电层4分别固定于基布3的两侧，上导电层2和下导电层4通过心电电极扣1连接导通，织物电极连接信号采集处理模块，通过织物电极采集信号并进行信号处理传输。
25.上导电层2和下导电层4采用导电纱线制备，导电纱线包括镀银纱线和尼龙线混股拧制而成，导电纱线通过绣花工艺织在基布3上，在纬纱方向形成上导电层2和下导电层4的双层导电结构。基布3上的上导电层2和下导电层4通过心电电极扣1导通，本发明采用镀银纱线和尼龙线混股拧制而成的织物电极，其更贴合衣服质感，并且覆盖面积均匀，确保信号采集的均匀性，可以与日常穿着的短袖内衣等完美融合，满足日常化的心电监测需求。
26.具体的，如图2所示，本发明胸导联心电采集装置包括7个织物电极，其中分为6个胸导联采集电极和1个右腿驱动电极；如图2所示，胸导联采集电极按照心电胸导联采集位置布置，即v1电极5位于胸骨右缘第4肋间，v2电极6为胸骨左缘第4肋间，v3电极7为v2电极与v4电极连线的中点，v4电极为左侧锁骨中线与第5肋间相交处，v5电极为左侧腋前线，与v4电极在同一水平线上，v6电极为左侧腋中线，与v4电极在同一水平线上。右腿驱动电极是为了引出共模干扰反馈会人体，来进一步提升采集信号的信噪比。
27.如图3所示，信号采集处理模块包括信号调理电路和信号输出模块；信号输出模块具体采用蓝牙传输模块17；蓝牙传输模块17采用蓝牙4.0低功耗模块，串口通讯波特率为9600bit/s，最高传输速率为1mbps，有效传输距离20米。
28.信号调理电路包括两级放大模块14、三级滤波模块15、a/d转换模块16。两级放大模块14首先对六路胸导联采集电极采集的信号进行两级差分放大，总放大倍数为800倍，其中第一级为8倍，第二级为100倍。三级滤波模块15采用巴特沃斯电路，实现高通、低通、陷波三级滤波。下限频率0.1hz，上限频率200hz，陷波频率50hz，通带范围内增益保持0db。a/d转换模块16采用多通道同步数据采集电路，具体采用6通道同步数据采集电路；采用分时转化系统，6路模拟信号输入通道各有一个采样保持器(s/h)，所有通道共用一个a/d转换模块。在单片机的指令控制下，多路选择器的模拟开关分时地将各路采样保持器接入a/d转换器，实现6路信号的同步采样。
29.基布3的两侧设置有收紧带12，基布3的两端设置有紧固装置，用于将设置有织物电极的基布3穿戴固定于人体上，紧固装置采用魔术贴13，便于穿戴和取放。
30.采集心电信号时，使用者只需穿上便携式胸导联心电采集绑带，微调电极位置，利用收紧带收紧，即可测量胸导联心电信号；便携式胸导联心电采集绑带也可以缝在日常的短袖或内衣上，满足日常化长期心电采集需求。通过胸导联的电极位置配置，可以对水平面上的心肌梗死进行定位，提前预警。
31.本发明基布采用棉质基布，通过绣花工艺织在基布上，在纬纱方向形成双层导电结构，织物电极相较于医用传统的导电胶式agcl电极而言，其更贴合衣服质感，可以与日常穿着的短袖内衣等完美融合，满足日常化的心电监测需求。本发明通过测量水平面上的v1-v6导联，特别针对水平面上的心肌梗死定位。