一种通过书写装置采集心电信号的方法与设备与流程

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种用于通过书写装置采集心电信号的技术。

背景技术：

随着生活水平的提高、生活节奏的加快，心血管疾病的发病率迅速上升，已经成为威胁人类身体健康的主要因素之一，而心电图则是治疗此类疾病的主要依据，心电图是通过心电图机产生的模拟心电图来表现心电活动的。但是，心电图机具有不方便携带、检测准备工作繁琐、无法检测人们在空闲时间的心电状况等问题。

因此，需要对现有的监测心电信号的方式进行改进。

技术实现要素：

本申请的一个目的是提供一种通过书写装置采集心电信号的方法与设备。

根据本申请的一个方面，提供了一种书写装置，包括书写板和书写笔，其特征在于，所述书写板上还设置有心电采集模块，所述书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，所述书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极分别与所述心电采集模块电连接；

其中，所述心电采集模块用于利用所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极记录用户在使用所述书写装置时的心电信号。

根据本申请的一个方面，提供了一种通过书写装置采集心电信号的方法，其中，所述书写装置包括书写板和书写笔，所述书写板上还设置有心电采集模块，所述书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，所述书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极分别与所述心电采集模块电连接；

其中，所述方法包括：

通过所述心电采集模块从所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极记录用户在使用所述书写装置时的心电信号。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于采集心电信号的书写装置，其中，所述书写装置包括书写板和书写笔，所述书写板上还设置有心电采集模块，所述书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，所述书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极分别与所述心电采集模块电连接；

其中，该书写装置包括：

处理器；以及

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行：

通过所述心电采集模块从所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极记录用户在使用所述书写装置时的心电信号。

根据本申请的一个方面，提供了一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在被执行时使得书写装置进行上述方法中任一项的操作，其中，所述书写装置包括书写板和书写笔，所述书写板上还设置有心电采集模块，所述书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，所述书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，所述第一心电电极、所述第二心电电极与所述第三心电电极分别与所述心电采集模块电连接。

与现有技术相比，本申请的技术方案改变了传统的检测心电信号的方式，通过书写装置对人体左右手的电信号进行采集，用户在工作或者书写的时候即可实时监测心电数据，可监测出使用者在平静状态下的心电信号的变化情况，从而更加客观的反映出使用者的心血管健康状况，并且能够对检测情况进行实时显示，使用方便，无需进行安装准备工作，并且不会影响用户正常的书写习惯。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本申请一个实施例的一种书写装置的结构示意图；

图2示出根据本申请一个实施例的一种书写装置的电路连接图；

图3示出根据本申请一个实施例的一种书写装置的书写笔的结构示意图；

图4示出根据本申请的一个实施例的ⅰ导联心电信号采集的电路连接图；

图5出根据本申请的一个实施例的一种书写装置的心电采集模块的电路图；

图6示出了根据本申请一个实施例中书写装置的内部原理图；

图7示出根据本申请另一个实施例的一种通过书写装置采集心电信号的方法的流程图；

图8示出根据本申请一个实施例的一种通过书写装置采集心电信号的设备的结构原理图。

图1至图2中，1-书写板，2-书写笔，3-第一心电电极，4-第二心电电极，5-显示模块，6-导线，7-第三心电电极，8-夹具，9-心电采集模块。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

本申请所指设备包括但不限于用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备通过网络相集成所构成的设备。所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互(例如通过触摸板进行人机交互)的移动电子产品，例如智能手机、平板电脑等，所述移动电子产品可以采用任意操作系统，如android操作系统、ios操作系统等。其中，所述网络设备包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和信息处理的电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、嵌入式设备等。所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云；在此，云由基于云计算(cloudcomputing)的大量计算机或网络服务器构成，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个虚拟超级计算机。所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、vpn网络、无线自组织网络(adhoc网络)等。优选地，所述设备还可以是运行于所述用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备、网络设备、触摸终端或网络设备与触摸终端通过网络相集成所构成的设备上的程序。

当然，本领域技术人员应能理解上述设备仅为举例，其他现有的或今后可能出现的设备如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或者更多，除非另有明确具体的限定。

本申请提供了一种书写装置，包括书写板和书写笔，书写板上还设置有心电采集模块，书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，第一心电电极、第二心电电极与第三心电电极分别与心电采集模块电连接；心电采集模块用于利用所述第一心电电极、第二心电电极与第三心电电极记录用户在使用书写装置时的心电信号。

如图1示出了本申请一个实施例的一种书写装置的结构示意图，本申请提供了一种书写装置，包括书写板1和书写笔2，书写板1上还设置有心电采集模块，书写笔2在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极3与第二心电电极4，书写板1还包括用于放置非握笔手的第三心电电极7，第一心电电极3、第二心电电极4与第三心电电极7分别与心电采集模块电连接；心电采集模块用于利用所述第一心电电极3、第二心电电极4与第三心电电极7记录用户在使用书写装置时的心电信号。在此，图2示出了本申请一个实施例的一种书写装置的电路连接图，心电采集模块9分别与书写笔2、第三心电电极7电连接；图3示出了本申请一个实施例的书写装置的书写笔的结构示意图，书写笔2在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极3与第二心电电极4，例如，第一心电电极3和第二心电电极4可以是向内凹的电极，向内凹的电极符合人体手指的构造，便于用手握住笔。第一心电电极3和第二心电电极4可以是pet2电极片、硅胶自粘电极片或者纽扣自粘电极片。其中，第一，第二，第三等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

例如，用户在使用书写装置时，可用左手或者右手握住书写笔2，当用户用右手握笔写字时，右手指尖接触书写笔2上的第一心电电极3和第二心电电极4，左手放在第三心电电极7处，第一心电电极3、第二心电电极4以及第三心电电极7采集体表的心电信号并将体表电信号传输给心电采集模块，心电采集模块对接收到的体表电信号进行信号放大、滤波处理等操作，从而采集记录到用户在书写状态下体表心电信号的电位差。

如图4示出的是根据本申请的一个实施例的ⅰ导联心电信号采集的电路连接图，心脏在机械收缩之前，心肌预先发生电的激动，并向全身各部位放散，从而在体表的不同部位产生电位差。通过体表把这种变动着的电位差按时间顺序描记出来的连续曲线就是心电图。本实施例中列举的是ⅰ导联心电信号采集的电路连接图。其中，第一心电电极3或者第二心电电极4与心电采集模块连接后浮地。第一心电电极3、第二心电电极4、第三心电电极7从人体采集到心电信号后将心电信号传输给心电采集模块，心电采集模块对心电信号进行信号放大、滤波处理等操作后精确地采集记录到人体左右手的电位差。当用户用右手握笔写字时，第一心电电极3和第二心电电极4设置为负极，第三心电电极设置为正极；当用户用左手写字时，第一心电电极3和第二心电电极4设置为正极，第三心电电极设置为负极。

进一步的，图5示出了一些实施例中心电采集模块的电路图，为了更好的说明心电采集模块的电路工作原理，本实施例中选用的图5的地址来源是：http://www.21ic.com/dianlu/med/2015-05-18/625279.htm，由于第一心电电极3、第二心电电极4以及第三心电电极7采集到的是人体体表微弱的生物信号，因此，需要设计信号采集电路，对采集到的生物信号进行处理，得到能够被处理的物理信号。该信号采集电路就是本实施例中的心电采集模块。其中，心电采集模块包括：前置放大电路、滤波器以及主放大电路，当然了，根据实际的需要，也可以对电路设计进行改造，本实施例只是举出一个可行的实施例。前置放大电路用于从人体准确地采集到微弱的心电信号，降低干扰信号，由于心电信号属于差分信号，所以前置放大电路应采用差动放大的结构。从前置放大电路输出的心电信号还含有较大直流分量、肌电信号、基线漂移等干扰成分，所需采集的有用心电信号需要控制在一定的频率内，因此，需要设计合理的滤波器使该范围内的信号得以充分通过，而该范围以外的信号得到最大限度的衰减。心电信号的幅度约为0～4mv，前置放大电路可将心电信号放大10倍左右，为了后续的更好的处理心电信号，需要将心电信号做进一步的放大，因此，需要主放大电路将心电信号放大800～1000倍。这样，经过心电采集模块后就会得到放大后的精确的心电信号。

在一些实施例中，该书写装置的书写板上还设置有与心电采集模块电连接的心电处理模块，其中，心电处理模块用于从心电采集模块中读取心电信号并进行心电信号处理。心电采集模块将采集到的心电信号传输给心电处理模块，心电处理模块接收并读取心电信号，对心电信号进行处理以形成心电图形。

在此，心电处理模块包括但不限于单片机、dsp、plc，比如stm32单片机。例如，在一些实施例中采用的是stm32的心电处理模块，经过心电采集模块处理记录得到的人体体表心电信号被滤波、放大处理后得到了可被stm32处理的心电信号，stm32可以处理的心电信号是指：人体体表心电信号的幅度为0～4v，stm32中的ad转换器的输入电压要求为3.3v，因此stm32单片机能够处理采集到的人体体表模拟心电信号放大800～1000倍。stm32处理从心电采集模块读取的心电信号，通过定时器设定a/d采样频率，通过均值滤波的方式对得到的心电信号进行处理，得到电位差按照时间顺序描记出来的连接曲线信息。例如，http://www.elecfans.com/dianlutu/187/20151208393659.html中就是采用的芯片stm32的处理心电信号的设计。

当然，本领域技术人员应能理解上述心电处理模块仅为举例，其他现有的或今后可能出现的心电处理模块如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在一些实施例中，该书写装置上还设置有与心电处理模块连接的显示模块，显示模块用于从心电处理模块中读取并显示进行所述心电信号处理后的心电信息。例如，在书写装置的书写板或者书写笔上设置有与心电处理模块连接的显示模块，该心电信息可以包括但不限于心电波形图和/或文本信息，例如一些简单的文字提示信息，如心率值。在此，显示模块包括但不限于液晶显示器、led显示屏。

例如，如图1和图2中所示的显示模块5，显示模块5接收经心电处理模块处理后得到的心电曲线信息并将心电曲线信息以心电波形图的形式呈现出来。比如，在书写装置的屏幕上呈现出当前用户对应的心电图。

当然，本领域技术人员应能理解上述显示模块仅为举例，其他现有的或今后可能出现的显示模块如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在一些实施例中，该书写装置的书写板上还设置有用于给心电采集模块供电的电源模块。在此，该电源模块包括但不限于干电池、纽扣电池或者usb充电接口。在另一些实施例中，该电源模块还可以用于给显示模块供电。

当然，本领域技术人员应能理解上述电源模块仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电源模块如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在一些实施例中，该书写装置的书写笔通过相绝缘的两条导线连接心电采集模块，两条导线分别实现第一心电电极、第二心电电极与心电采集模块间的电连接。在此，通过导线使第一心电电极与心电采集模块、第二心电电极与心电采集模块之间形成电路，从而通过电路传输电流，使得人体体表的电位差信号可以通过电路传输到心电采集模块中。

例如，如图1、图2和图3示出的导线6，导线6分别连接第一心电电极3与心电采集模块以及第二心电电极4与心电采集模块。

在一些实施例中，书写笔上的导线与书写笔和心电采集模块间的连接是可拆卸的。可拆卸的方式可以是插线方式，例如，导线6的两端设置有插头，书写笔2和心电采集模块上设置有与插头相匹配的插孔。可拆卸的导线连接方式可以方便收纳书写装置，防止书写装置在不使用时因弯折而损坏导线6。

在一些实施例中，书写装置的书写板上还设置有用于收纳书写笔的收纳装置。例如，该收纳装置可以是用于卡住书写笔的卡槽，也可以是可以将书写笔插到其内部的筒状结构，或者是其他可以固定书写笔的结构装置，通过收纳装置可以防止书写装置在闲置状态时因保存不当而损坏书写笔。

在一些实施例中，第三心电电极设置于书写板的左侧。

例如，一般用户习惯使用右手握笔写字，第三心电电极设置为正极，其位于书写板的左侧；在另一些实施例中，当用户习惯用左手握笔写字时，第三心电电极设置为负极，其也可位于书写板的右侧。

在一些实施例中，第三心电电极采用金属枕。

例如，如图1和图2所示的第三心电电极7采用金属枕，该金属枕为长条状金属，金属枕的上侧为突出结构，当然，为了增加人体的舒适度，也可以设计成其他与人体手腕相符的结构，便于手腕与金属枕接触，用户在使用时可将左手搭在金属枕上，手腕便可与金属枕接触，从而方便采集到左上肢的体表电信号。

在一些实施例中，书写板的主题采用绝缘材料。绝缘材料可起到绝缘导电的作用，防止因导电作用而干扰第三心电电极采集体表电信号。例如，绝缘材料包括但不限于pc板、3240环氧板、有机硅板等。

在一些实施例中，书写板上还设置有用于夹持纸张的夹具。

例如，如图1和图2所示的夹具8，夹具8可以是线圈夹或者直板夹。夹具8对纸张起到固定的作用，能够很好的防止纸张的移动或者掉落。

图6示出了本申请一个实施例中书写装置的原理图，包括心电处理模块以及与心电处理模块电连接的心电采集模块、电源模块、显示模块，电源模块还分别与心电采集模块、显示模块电连接。其中，电源模块用于给心电采集模块、显示模块以及心电处理模块供电。心电采集模块将采集处理后的心电信号传递给心电处理模块，心电处理模块对接收到的心电信号进行计算处理得到心电曲线信息，并通过显示模块将心电曲线信息以心电波形图的方式呈现出来。经过心电采集模块处理后能够精确的采集记录到人体心电信号采集点的电位差。

图7示出了本申请一个方面的一种通过书写装置采集心电信号的方法，书写装置包括书写板和书写笔，书写板上还设置有心电采集模块，书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，第一心电电极、第二心电电极与第三心电电极分别与心电采集模块电连接；

该方法包括步骤s11，在步骤s11中，书写装置通过心电采集模块从第一心电电极3、第二心电电极4与第三心电电极7记录用户在使用书写装置时的心电信号。例如，书写装置包括采集人体表心电信号心电采集硬件设备以及获取并记录该心电信号的心电采集模块的软件设备。该心电采集硬件设备包括第一心电电极、第二心电电极、第三心电电极，第一心电电极、第二心电电极、第三心电电极从人体采集到心电信号后将心电信号传输给心电采集模块，心电采集模块对心电信号进行信号放大、滤波处理等操作后精确的采集到人体左右手的电位差。心电采集硬件设备将采集到的电位差传输给心电采集模块，心电采集模块获取并记录心电信号。

例如，用户在使用书写装置时，可用左手或者右手握住书写笔，当用户用右手握笔写字时，右手指尖接触书写笔2上的第一心电电极和第二心电电极4，左手放在第三心电电极7处，此时，心电采集硬件设备的第一心电电极3、第二心电电极4以及第三心电电极7将体表电信号传输给心电采集软件设备的心电采集模块，心电采集模块对接收到的体表电信号进行信号放大、滤波处理等操作，从而采集到用户在书写状态下的心电信号。

在一些实施例中，该方法还包括步骤s12(未示出)，在步骤s12中，书写装置对心电信号进行心电信号处理。

例如，书写装置获取并记录当前用户ⅰ导联的心电信号，如图4示出根据本申请的一个实施例的ⅰ导联心电信号采集的电路连接图，书写装置通过将左手电极与书写装置的正极端相连，右手电极与书写装置的负极端相连，接收左手(l)与右手(r)的电位差。当l的电位高于r时，书写装置便描记出一个向上的波形；当r的电位高于l时，书写装置则描记出一个向下的波形。

在一些实施例中，该方法还包括步骤s13(未示出)，在步骤s13中，书写装置呈现经心电信号处理的心电信息。

例如，书写装置通过对当前用户的心电信号的处理获取了对应的心电图，并呈现该心电图。书写装置可以通过自带的显示模块呈现该心电图，也可以将该心电图相关信息发送至用户的移动设备(如手机等)，用户的移动设备接收并呈现该心电图。

如图8示出本申请一个方面的一种通过书写装置采集心电信号的设备，其中，书写装置包括书写板和书写笔，书写板上还设置有心电采集模块，书写笔在与握笔手的接触部设置有相分离的第一心电电极与第二心电电极，书写板还包括用于放置非握笔手的第三心电电极，第一心电电极、第二心电电极与第三心电电极分别与心电采集模块电连接；

设备包括：

记录模块，用于通过心电采集模块从第一心电电极、第二心电电极与第三心电电极记录用户在使用书写装置时的心电信号。

在一些实施例中，该设备还包括处理装置，用于对心电信号进行心电信号处理。

在一些实施例中，该设备还包括：

呈现模块，用于呈现经心电信号处理的所述心电信息。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如前任一项所述的方法被执行。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机设备执行时，如前任一项所述的方法被执行。

本申请还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个计算机程序；

当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前任一项所述的方法。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本申请的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。本领域技术人员应能理解，计算机程序指令在计算机可读介质中的存在形式包括但不限于源文件、可执行文件、安装包文件等，相应地，计算机程序指令被计算机执行的方式包括但不限于：该计算机直接执行该指令，或者该计算机编译该指令后再执行对应的编译后程序，或者该计算机读取并执行该指令，或者该计算机读取并安装该指令后再执行对应的安装后程序。在此，计算机可读介质可以是可供计算机访问的任意可用的计算机可读存储介质或通信介质。

通信介质包括藉此包含例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的通信信号被从一个系统传送到另一系统的介质。通信介质可包括有导的传输介质(诸如电缆和线(例如，光纤、同轴等))和能传播能量波的无线(未有导的传输)介质，诸如声音、电磁、rf、微波和红外。计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据可被体现为例如无线介质(诸如载波或诸如被体现为扩展频谱技术的一部分的类似机制)中的已调制数据信号。术语“已调制数据信号”指的是其一个或多个特征以在信号中编码信息的方式被更改或设定的信号。调制可以是模拟的、数字的或混合调制技术。

作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。例如，计算机可读存储介质包括，但不限于，易失性存储器，诸如随机存储器(ram,dram,sram)；以及非易失性存储器，诸如闪存、各种只读存储器(rom,prom,eprom,eeprom)、磁性和铁磁/铁电存储器(mram,feram)；以及磁性和光学存储设备(硬盘、磁带、cd、dvd)；或其它现在已知的介质或今后开发的能够存储供计算机系统使用的计算机可读信息/数据。

在此，根据本申请的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。