一种生理信号的监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生理信号的监测系统，具体涉及一种基于阻抗检测的呼吸波形的监测系统。
【背景技术】
[0002]当前对呼吸波形的监测是通过对心电波形的提取来实现的。在对心电波形的监测中，由于呼吸运动会导致电极与皮肤接触区域的位移，从而会导致基线漂移，接着通过将心电波形中的基线漂移提取出来，可以得到近似的呼吸波形。
[0003]该技术方案例如适用于在临床中比较安静睡卧的病人。但是，该技术方案不能有效的解决由于运动所带来的基线漂移对呼吸波形提取的干扰，例如对于好动的新生儿或者处于运动状态中的人。原因在于被监测者在运动时，同样也会导致电极与皮肤接触区域的位移，而由此带来的基线漂移在频段上与呼吸波形频段重合，从而难以将呼吸波形从运动干扰中提取出来，进而导致呼吸波形采集有误。
【发明内容】
[0004]针对这个问题，本发明提出了一种基于阻抗检测的呼吸波形的监测系统。本发明的发明构思是:在整个呼吸过程中，当呼气时，肺部气体减少，整个肺部的等效阻抗减小;吸气时，肺部气体增加，整个肺部的等效阻抗增加，由此通过监测肺部的等效阻抗大小，可以精确的得到呼吸波形，包括频率和呼吸深度(相对换气量的多少)。
[0005]在实施例中提供一种基于阻抗检测的呼吸波形监测系统，包括测量电极和呼吸波形监测通道，其特征在于，所述呼吸波形监测通道包括:信号源和顺序连接的调制电路、解调电路以及第一低通滤波器;测量电极用于与被监测者的皮肤接触并检测电信号；信号源用于提供预定频率的交流信号，所述信号源与测量电极电连接，为测量电极提供输入到被监测者的激励信号;调制电路分别与测量电极和信号源电连接，将信号源输出的信号I(Fc)和测量电极所检测的电信号进行幅度调制，输出调制后信号;解调电路对调制后信号进行解调，输出解调后信号;低通滤波器具有与呼吸频率匹配的频率带宽，对解调后信号进行滤波处理后得到呼吸信号。
[0006]进一步地，信号源为电流源，测量电极检测的为电压信号。
[0007]进一步地，电流源输出信号的频率大于IKHz。
[0008]进一步地，信号源包括第一信号源和第二信号源，所述第一信号源与测量电极电连接，所述第二信号源与调制电路电连接。
[0009]进一步地，第一低通滤波器为2Hz-4Hz的低通滤波器。
[0010]进一步地，生理信号的监测系统为可穿戴的心电监测模块。
[0011]进一步地，生理信号的监测系统还包括:连接在调制电路和解调电路之间的第一放大器，连接在信号源和调制电路之间的第一电容(CT)，和连接在所述调制电路和第一放大器之间的第二电容(CR)，所述第一放大器放大频率为2HZ-4HZ。
[0012]进一步地，生理信号的监测系统还包括与第一低通滤波器的输出端连接的第一模数转换器和处理器，所述第一模数转换器对第一低通滤波器输出的呼吸信号进行模数转换，并将转换后的呼吸信号输出到处理器，所述处理器将转换后的呼吸信号处理为呼吸波形数据。
[0013]进一步地，生理信号的监测系统还包括心电波形监测通道，所述呼吸波形监测通道与心电波形监测通道共用测量电极。
[0014]进一步地，心电波形监测通道包括顺序连接的第二放大器、第二低通滤波器和第二模数转换器，所述第二低通滤波器为频率小于IKHz的低通滤波器。
【附图说明】
[0015]图1为呼吸阻抗监测模型等效示意图；
[0016]图2为呼吸监测通道和心电监测通道电路示意图；
[0017]图3为有关信号的示意图；
[0018]图4为根据本发明实施例的呼吸波形与传统实施例的呼吸波形的对比图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0020]在本发明实施例中，利用在呼吸过程中肺部阻抗的大小变化所带来的相应电压变化来对呼吸波形进行监测。
[0021]在本实施例中提供了一种生理信号的监测系统，如图2所示，具体包括测量电极100、心电监测通道200和呼吸监测通道300;测量电极100用于与被监测者的皮肤接触并检测电信号，心电监测通道200用于检测出被监测者的心电信号，以便后续生成心电波形；呼吸监测通道300用于检测出被监测者的呼吸信号，以便后续生成呼吸波形。心电监测通道200和呼吸监测通道300都与测量电极100电连接，共用测量电极100。
[0022]呼吸监测通道300包括信号源301和顺序连接的调制电路302、解调电路303以及第一低通滤波器304。
[0023]信号源301用于提供预定频率的交流信号，本实施例中，采用一个信号源301，信号源301分别与测量电极100和调制电路302。本实施例中，信号源300为电流源，其输出的信号可以是高频方波电流信号或正弦波电流信号，本实施例中，电流源输出的电流信号的频率大于IKHz，例如为30KHz。当信号源300为电流源时，测量电极检测到的是电压信号。在其它实施例中，信号源也可以是电压源，相应的，测量电极检测的可以是电流信号。
[0024]当信号源301与测量电极100连接时，为测量电极提供输入到被监测者的激励信号，如图1所示，该激励信号施加到被监测者身体(例如胸腔400)上后，使得信号源300、测量电极100和胸腔400之间形成电流回路。图1为呼吸阻抗监测模型等效示意图。在图1中，假定胸腔的常值阻抗为Rb，由呼吸引起的变化阻抗为△ R，将高频方波交流电流I (Fe)输入胸腔中，由此形成回路。胸腔阻抗Rb+A R上的电压信号波形即是呼吸信号波形。此种情况下，测量电极100检测到的电压信号中除了包含因心脏搏动产生的生物电信号外，还叠加有因胸腔阻抗Rb+Δ R产生的电压信号。
[0025]当信号源301与调制电路302电连接时，为调制电路302提供包络波形或载波波形。
[0026]调制电路302分别与测量电极和信号源电连接，将信号源输出的信号I(F。)和测量电极所检测的电信号进行幅度调制，输出调制信号。
[0027]解调电路303将对调制信号进行解调，输出解调信号。
[0028]第一低通滤波器304用于对解调信号进行低通滤波，本实施例中，低通滤波器304具有与呼吸频率匹配的频率带宽，对解调信号进行滤波处理后可得到呼吸信号。例如，通常情况下，人的呼吸频率小于心率，通常为2-4Hz，因此，第一低通滤波器304的滤波带宽可设定为2Hz-4Hz，使得解调信号中的呼吸信号通过，而心电信号被滤除。
[0029]本实施例中还包括:连接在调制电路和解调电路之间的第一放大器305，连接在信号源和调制电路之间的第一电容CT，和连接在所述调制电路和第一放大器之间的第二电容Cr。第一放大器305用于对调制信号进行放大，为了着重对呼吸信号进行放大，将第一放大器放大频率设置为2Hz-4Hz，使其与呼吸信号的频率匹配。第一电容Ct和第二电容Cr的作用是隔直。
[0030]心电波