心电信号采集器及心电图处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及心电图信号采集和处理领域，尤其涉及一种心电信号采集器、心电图处理系统及其处理方法。
【背景技术】
[0002]心电图作为一种无创且简单易行的检测方法，在心脏疾患的早期筛查中发挥着重要的作用。近年来，随着互联网健康技术的发展，涌现出许多面向个人、家庭的微小型心电信号采集分析系统。但这些系统所用的终端都需要独立供电的终端，且都需要独立的MCU或AD采样模块来实现采集，之后通过蓝牙、USB或者其他数据通讯方式和智能移动终端(如智能手机、平板电脑等)实现数据传输。目前，针对该技术的国内专利技术方案，所提出的创新点大体分布在心电采集的移动终端一体化设计、微型化设计、轻薄设计、可穿戴设计、网络化设计等方面，而对采集终端的成本降低、易用性等方面，很少提出行之有效的优化方案。
【实用新型内容】
[0003]根据本实用新型的一个方面，提供了一种心电信号采集器，该心电信号采集器包括:心电导联、电压转换装置、心电采集芯片、音频调制单元和音频接口，所述心电导联连接所述心电采集芯片，检测心电信号输入所述心电采集芯片，所述心电采集芯片对输入的所述心电信号进行模拟前端放大，形成低频模拟信号输出至所述音频调制单元，所述音频调制单元对所述低频模拟信号进行高频调制后输出，其中，心电信号采集器通过所述音频接口连接外部设备的音频输入端，所述电压转换装置连接所述音频接口，根据外部设备的输入生成电压，为心电信号采集器供电，所述音频调制单元连接所述音频接口，输出调制后的心电模拟信号至所述外部设备。
[0004]本实用新型的心电信号采集器通过设置音频接口与外部设备的音频输入端连接，实现心电信号的传输和利用音频接口供电，充分复用了外部设备音频部分的AD采集电路、供电电路，实现了最小化硬件复杂度的心电信号采集器，有效降低了采集器的硬件成本。
[0005]在一些实施方式中，所述音频调制单元为脉冲调制器，包括时钟单元和多路器，所述多路器连接所述时钟单元和所述心电采集芯片，接收脉冲信号和所述低频模拟信号进行混合调制，输出调制后的心电模拟信号。由此，可以实现通过时钟脉冲对心电信号进行音频调制，将心电信号调制到音频载波上，以通过音频输入端(耳机MIC端)进行心电模拟信号的AD采样，使心电信号采集器可以复用外部设备的音频部分和心电图处理系统，只在心电采集器中进行模拟前端采集和模拟调制，从而降低心电采集器的功耗和硬件成本(不需设置MCU或AD采集模块)。
[0006]在一些实施方式中，所述电压转换装置为DC-DC转换器，所述外部设备的输入为所述音频输入端输出至所述音频接口的直流偏置电压，所述DC-DC转换器连接所述音频接口的MIC端，根据直流偏置电压生成电压，为所述心电信号采集器供电；或者所述电压转换装置为整流变压器，所述外部设备的输入为所述音频输入端输出至所述音频接口的音频交流电信号，所述整流变压器连接所述音频接口的左或右声道，根据交流电信号生成电压，为所述心电信号采集器供电。由此，可以实现通过耳机的偏置电压或音频电压输出生成电压，对心电信号采集器进行供电，使心电信号采集器无需独立电源供电，降低硬件成本。
[0007]根据本实用新型的一个方面，还提供了一种心电图处理系统，该系统包括心电信号采集器和智能终端，所述心电信号采集器包括心电导联、电压转换装置、心电采集芯片、音频调制单元和音频接口，所述心电导联连接所述心电采集芯片，将检测的心电信号输入所述心电采集芯片进行前端模拟放大，输出低频模拟信号至所述音频调制单元，所述音频调制单元对所述低频模拟信号进行高频调制；
[0008]所述智能终端包括音频输入端和心电信号处理模块，所述心电信号采集器通过所述音频接口接入所述智能终端的音频输入端，将调制后的心电模拟信号输出至所述音频输入端，所述音频输入端对接收到的所述调制后的心电模拟信号进行AD采样，生成音频信号输出至所述心电信号处理模块，所述心电信号处理模块设置为采集所述音频信号，进行信号处理，并输出显示心电信号波形；其中，
[0009]所述电压转换装置连接所述音频接口，根据所述音频输入端的输出生成电压，为所述心电信号采集器供电。
[0010]本实用新型的系统利用智能终端为心电信号采集器进行供电，同时利用智能终端的心电信号处理平台对心电信号进行处理分析，输出心电图波形，以供医疗参考。同时，智能终端的音频输入输出端的高度标准化和模块化，使该系统具有很好的兼容性和可扩展性。
[0011 ] 在一些实施方式中，所述电压转换装置为DC-DC转换器，所述DC-DC转换器连接所述音频接口的MIC端，通过所述音频接口的MIC端接收所述音频输入端输出的直流偏置电压，根据所述直流偏置电压生成电压，为所述心电信号采集器供电。由此，通过智能终端的耳机部分输出的直流偏置电压，就能够为心电信号采集器供电，非常方便实用。
[0012]在一些实施方式中，所述电压转换装置为整流变压器，所述心电信号处理模块包括语音播放单元，所述语音播放单元设置为检测所述音频输入端，捕捉所述音频输入端的耳机插拔状态，根据耳机的插入或拨出状态播放或停止播放特定频率的音频信号；所述整流变压器连接所述音频接口的左或右声道，通过所述音频接口的左或右声道接收所述播放的特定频率的音频信号，根据所述音频信号生成电压，为所述心电信号采集器供电。由此，可以实现通过智能终端检测心电采集器的连接状态，而播放正弦波对心电信号采集器供电。
[0013]在一些实施方式中，所述心电信号处理模块还包括信号采集单元、数据解调单元和信号滤波单元，所述信号采集单元设置为设置一块固定大小的缓冲区域，通过所述智能终端的录音功能从所述音频信号采集固定频率的语音信号，并将采集到的所述固定频率的语音信号存储至所述缓冲区域；所述数据解调单元设置为读取所述缓冲区域的数据，对所述数据进行八分之一采样，并对采样数据进行极大值数据提取，从而得到心电信号；所述信号滤波单元设置为对所述数据解调单元提取的心电信号依次进行10Hz低通滤波和50Hz工频滤波，将滤波后的心电信号波形输出显示。由此，可以实现对传输至智能终端的心电信号的采集、解调和滤波处理，从而得到符合要求的心电信号，输出无滤波干扰的心电图波形，供用户医疗参考。
[0014]本实用新型还公开了一种心电图处理方法，以实现对心电图波形的采集、处理和分析。该方法包括:
[0015]心电信号采集器通过音频接口连接智能终端的音频输入端，接收所述音频输入端的输入和向所述智能终端传输数据信号；
[0016]电压转换装置根据所述音频输入端的输入生成电压，为心电信号采集器供电；
[0017]心电采集芯片接收心电导联检测到的心电信号，对所述检测的心电信号进行前端模拟放大，输出低频心电模拟信号至音频调制单元；
[0018]音频调制单元将所述低频心电模拟信号与时钟脉冲波进行混合调制，将调制后的心电模拟信号输出至所述音频输入端；
[0019]所述音频输入端接收所述调制后的心电模拟信号，进行AD采样，生成音频信号。
[0020]通过该方法，可以实现心电采集器与智能终端通过模拟信号进行心电数据的传输，使心电采集器能够复用智能终端音频部分的采样电路，从而使心电采集器不需要MCU或AD模块即可实现采样目的，降低心电采集器的硬件复杂度和成本。同时，利用智能终端音频部分的供