无线遥测超长时程心电记录系统的制作方法
【专利摘要】无线遥测超长时程心电记录系统，包括心电记录仪,数据读取器及计算机，所述的心电记录仪包括心电电极、心电信号放大模块、MCU（微控制器）、Nand-flash存储器、通信通路控制单元、无线射频通信模块，所述的数据读取器内置USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器和心电记录仪之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信，无线射频通信模块通过RF无线射频收发电路与射频接收模块通信。本发明功耗低、系统集成度高、操作性强，应用领域广泛，通过无线遥测技术实现持续30天的超长时程心电记录，临床诊断意义明显。
【专利说明】无线遥测超长时程心电记录系统
【技术领域】 [0001]本发明属于医疗器械领域，涉及一种心电记录系统，特别是涉及无线遥测超长时程心电记录系统。
【背景技术】
[0002]心血管疾病是一种较为普遍的疾病，也是威胁人类生命的主要病症之一。心电图(Electrocardiogram, ECG)则是诊断此类疾病的主要依据。心电记录仪通过长时间记录心电信号，使心电变化的检出率发生量的飞越，还可揭示在仰卧状态下不会出现的心电变化，并协助分析这些变化与心率、日常生活、症状、体位等其他心电活动变化之间的关系，使心电图的临床应用提高到一个新的阶段。同时具有诊断可靠，方便简洁，对病人无损害等优点。
[0003]专利文献CN102485171A所公开的一种可记录超长时间(15天以上)体表动态心电图的贴附式记录系统，包括心电信号的获取、处理部分和存储部分。存储部分采用了TF(Trans-flash Card,或称作Micro SD Card)卡作为心电数据的存储设备。TF卡是一种常用于便携式消费类电子产品的存储设备，但如果用在长时间心电记录系统中，会导致如下的问题:降低系统集成度；降低数据安全性，病人心电数据丢失或被盗窃的可能性增大；产品毁坏的可能性提高。同时，该专利虽在标题中提及遥测，但全文并未涉及实现遥测的完整技术方案。
[0004]专利文献CN101879061A所公开的一种偶发性心脏病检测系统，包括心电采集放大电路，微处理器，数据存储器和数据传输装置。所述的存储器为flash存储器或SD卡，所述微处理器与数据存储器通过SPI接口连接。该专利通过循环记录仅能提供当前24小时的数据和事件，对超长时程的心电记录并未给出满意的解决方案。
[0005]Nand-flash存储器是Flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。基于上述的特点，Nand-flash存储器作为长时间心电记录系统的存储设备具有很高的匹配度。考虑到贴附式心电记录系统要求的产品尺寸很小，本发明中采用了 SPI接口为通信接口的串行低功耗Nand-flash芯片。
[0006]SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，是一种常用的工业标准总线，它可以使主机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换数据。SPI接口为高速的全双工通信方式，通信原理简单易用，结构简单易于布局，能为电路板设计节省空间。
[0007]本无线遥测超长时程心电记录系统紧贴病人，便携设计降低佩戴不适感受，在不影响患者正常工作生活的前提下，可以长期观察患者的实时心电图，通过射频通信模块实时发送采集到的心电数据到射频接收终端，并通过显示设备实时显示心电信号，有利于医生及时分析评价患者的状态。在偶发性心血管疾病的监测上具有不可取代的意义。同时其能够快速反应与血流动力学障碍相关的心悸。房颤消融治疗后，随观察时间延长，房颤的复发率理论上成如下渐近曲线，即观察时间越长，复发临床事件越多。临床上，如不明原因晕厥、停搏等心律失常异常事件都符合此规律。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种无线遥测超长时程心电记录系统。
[0009]本发明的上述目的是由如下技术方案实现的:
[0010]无线遥测超长时程心电记录系统，包括心电记录仪，数据读取器及计算机，其特征在于，所述的心电记录仪包括心电电极、心电信号放大模块、MCU (微控制器)、Nand_flash存储器、通信通路控制单元、无线射频通信模块，所述的数据读取器内置USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器和心电记录仪之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信，无线射频通信模块通过RF无线射频收发电路与射频接收模块通信。
[0011]进一步,所述的Nand-flash存储器是采用SLC技术的Nand-flash存储器。
[0012]与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0013]1、功耗低。本发明中采用低功耗Nand-flash芯片作为存储器件，与TF卡存储方案相比，在系统功耗上具有明显的优势。
[0014]2、集成度高。本发明中采用Nand-flash芯片作为存储器件，可在一块电路板中实现心电采集和存储功能，相比之下，TF卡存储方案需要通过板外的TF卡完成存储功能。
[0015]3、操作性强。本发明利用转换模块完成数据读取，无需进行取卡和读卡操作，可有效地防止丢失或弄混存储卡，便于操作和管理。
[0016]4、应用领域广泛。本发明通过射频通信模块实时发送采集到的心电数据到射频接收终端，并通过显示设备实时显示心电信号，有利于及时评价患者的状态。
[0017]5、监测时间长。本发明实现持续30天的心电记录，临床诊断意义明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的系统结构框图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
[0020]参照图1，本发明的系统结构框图，本实例中的系统包括:用于采集、处理、存储和发送心电数据的心电记录仪；与上述心电记录仪相连接，用于读取心电记录仪中的心电数据，并发送到计算机的数据读取器；用于控制上述数据读取器的计算机中的软件；用于连接心电记录仪中的射频通信模块的射频接收终端。
[0021]进一步，所述心电记录仪包括:与被测试人员接触，用于提取心电信号的心电电极；与上述心电电极连接，用于放大和处理心电信号的心电信号放大模块；主控制器；用于存储心电数据的Nand-flash存储器；通信通路控制单元。
[0022]系统采用单导测量方式，心电记录仪通过心电电极与人体体表接触。心肌发生激动过程中所产生的微弱生物电通过心电电极传送到心电信号放大模块。
[0023]心电信号放大模块，对心电电极传送的心电信号进行运算放大和滤波。经过1000倍的放大后，微弱的心电信号会放大到适合AD转换的幅值；经过0.5-40HZ的带通滤波后，有效心电信号得以保留，噪声将被滤除。
[0024]MCU内置12位AD转换模块和SPI接口模块。利用内置的AD转换模块对心电信号放大模块传送的放大滤波后的心电信号进行AD转换，得到数字化的心电数据。MCU对数字化的心电数据进行压缩等处理后，通过SPI接口传送到Nand-flash存储器。
[0025]Nand-flash存储器以SPI接口作为通信接口，采用两块容量均为512MByte的存储器，其容量足以存放30天以上的200Hz采样率，12位采样精度的心电数据。Nand-flash存储器根据MCU的指令，存储心电数据至指定的地址，或根据数据读取器的指令，读取指定地址中的心电数据后，传送给数据读取器。
[0026]通信通路控制单元，用于监控数据读取器的连接状态。数据读取器未连接到心电记录仪时，通信通路控制单元会输出高电平信号给MCU，MCU会工作在正常工作模式中，采集和存储心电数据；数据读取器连接到心电记录仪时，通信通路控制单元会输出低电平信号给MCU，MCU会工作在待机模式中，把与Nand-flash存储器的读写权限交给数据读取器。
[0027]射频通信模块，以2.4GHz-2.5GHz频段的射频收发器作为核心器件，由心电记录仪中的MCU控制，用于实时心电图数据的传送。MCU和射频收发器之间通过SPI接口通信，射频收发器采用的调制格式为GFSK (Gauss Frequency Shift Keying,高斯频移键控)，采用的通信码率为2Mbps。
[0028]数据读取器是用于 读取心电记录仪中存储的心电数据的配件。其核心器件是一款USB转SPI的接口转换芯片。数据读取器和心电记录仪之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0029]计算机中的软件利用Visual Studio环境,用C++语目编写。软件主要功能是通过USB接口和数据读取器，读出心电记录仪中存储的数据，并根据用户指令，把心电数据存储到计算机的指定路径。
[0030]射频接收终端采用与心电记录仪中相同型号的射频收发器作为核心器件，并配以显示界面，用来实时显示心电记录仪采集到的当前的心电信号。
[0031]本实施例中的无线遥测超长时程心电记录系统具有功耗低、集成度高、操作简便等特点，可以存储至少30天的连续心电数据，通过小型的读取模块就能方便地读取和保存心电记录仪中的心电数据，通过射频接收终端显示实时的心电信号。
【权利要求】
1.无线遥测超长时程心电记录系统，包括心电记录仪，数据读取器及计算机，其特征在于，所述的心电记录仪 包括心电电极、心电信号放大模块、MCU (微控制器)、Nand_flash存储器、通信通路控制单元、无线射频通信模块，所述的数据读取器内置USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器和心电记录仪之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信，无线射频通信模块通过RF无线射频收发电路与射频接收模块通信。
2.根据权利要求1所述的无线遥测超长时程心电记录系统，其特征在于，所述的Nand-flash存储器是采用SLC技术的Nand-flash存储器。
【文档编号】G08C17/02GK103462604SQ201310472782
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】张文赞, 涂权, 罗章源 申请人:杰升生物科技(上海)有限公司