本發(fā)明涉及可穿戴智能健康領(lǐng)域，尤其是一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置。為科研級(jí)的生理信號(hào)監(jiān)測(cè)、醫(yī)療級(jí)的臨床病例分析、心腦血管疾病預(yù)測(cè)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練評(píng)測(cè)、認(rèn)知提升、心理評(píng)估體系等提供可靠有效的監(jiān)測(cè)分析評(píng)估平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)生活水平的提高和工作節(jié)奏的加快，心血管疾病已成為威脅中老年人健康和長(zhǎng)壽的第一號(hào)殺手，心血管疾病患者越來(lái)越多，越來(lái)越趨于年輕化，可以說(shuō)，心血管疾病的危害僅次于于癌癥。動(dòng)態(tài)心電信號(hào)反映了心臟興奮的電活動(dòng)過程，反映了興奮在心臟內(nèi)傳播的過程及心臟的機(jī)能狀態(tài)。因此，采集動(dòng)態(tài)心電信號(hào)對(duì)心臟基本功能及其病理研究方面，具有非常重要的參考價(jià)值，是目前診斷心血管疾病的重要方法之一。

目前臨床運(yùn)用廣泛的采集心電信號(hào)的裝置有心電圖儀和holter監(jiān)測(cè)儀，傳統(tǒng)心電圖儀廣泛用在醫(yī)院以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，需要被檢查者平躺不動(dòng)，將多個(gè)電極貼往身體的不同部位，連接許多導(dǎo)聯(lián)線，給被檢查者帶來(lái)諸多不便，且儀器價(jià)格昂貴、笨重，只能監(jiān)測(cè)短時(shí)間之內(nèi)的心電信號(hào)。holter監(jiān)測(cè)儀于1957年由美國(guó)醫(yī)生holter首先應(yīng)用于監(jiān)測(cè)心臟電活動(dòng)的研究而因此得名，與原傳統(tǒng)心電圖比較，該設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是可記錄受檢者24小時(shí)（或更長(zhǎng)時(shí)間）靜息、活動(dòng)以及立、臥、坐位等不同時(shí)間不同狀態(tài)的心電波形，連續(xù)不斷地記錄于記錄儀中，再將記錄儀儲(chǔ)存的資料輸入電腦，經(jīng)過綜合分析得出結(jié)論。不過盡管可以持續(xù)佩戴holter監(jiān)測(cè)儀，在使用中同樣需要在病人前胸粘貼11個(gè)電極，且有許多很長(zhǎng)的導(dǎo)聯(lián)線接觸人體皮膚，這難免給被測(cè)者的日?；顒?dòng)帶來(lái)諸多不便。且在佩戴過程中如人體在做劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，將不能獲取完整的r波，將不利于強(qiáng)運(yùn)動(dòng)干擾下心率監(jiān)測(cè)及心電信號(hào)的分析。

心電信號(hào)作為心臟電活動(dòng)在人體體表的表現(xiàn)，信號(hào)比較微弱，其頻譜范圍是0.05～200hz，電壓幅值為0～5mv，信號(hào)源的阻抗為數(shù)千歐到數(shù)百千歐，并且存在著大量的噪聲，所以心電采集系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是能否得到正確的心電信號(hào)的關(guān)鍵部件。心電信號(hào)的測(cè)量條件,是相當(dāng)復(fù)雜的，除了受包括肌電信號(hào)、呼吸波信號(hào)、腦電信號(hào)等體內(nèi)干擾信號(hào)的干擾以外,還受到50hz市電、基線漂移、電極接觸和其他電磁設(shè)備的體外干擾。目前市場(chǎng)上的心電監(jiān)測(cè)裝置很難做到輸入動(dòng)態(tài)范圍超大的情況下，分辨率依然很高；劇烈運(yùn)動(dòng)的情況下，無(wú)法控制位移引起的極化電動(dòng)勢(shì)引起的干擾。因此，在強(qiáng)噪聲下如何有效地抑制各種干擾將成為設(shè)計(jì)心電監(jiān)測(cè)裝置的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服心電監(jiān)測(cè)裝置體積大、易受干擾、不適合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集等缺點(diǎn)，本發(fā)明公開了一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍、多通道、同步采樣獲取動(dòng)態(tài)心電數(shù)據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，包括貼式無(wú)線心電圖采集器、無(wú)線數(shù)傳充電底座、專用心電電極貼。

進(jìn)一步，貼式無(wú)線心電圖采集器包括上殼、下殼、第一供電電池、第二供電電池、采集器電源管理模塊、硬件24位高分辨率ad采樣模塊、采集器控制模塊、大容量采集器存儲(chǔ)模塊和藍(lán)牙模塊。其中采集器電源管理模塊為采集器控制模塊供電，硬件24位高分辨率ad采樣模塊用于心電信號(hào)采集、放大、信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換。采集器控制模塊用于系統(tǒng)電源和功耗控制。大容量采集器存儲(chǔ)模塊與采集器控制模塊通信，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和存儲(chǔ)管理。藍(lán)牙模塊用于藍(lán)牙無(wú)線通信。

進(jìn)一步，無(wú)線數(shù)傳充電底座包括大容量鋰充電電池、充電底座電源管理模塊、充電底座控制模塊、充電底座存儲(chǔ)模塊、無(wú)線數(shù)傳模塊。充電底座電源管理模塊負(fù)責(zé)電量存儲(chǔ)，為貼式無(wú)線心電圖采集器充電，同時(shí)為充電底座控制模塊供電。充電底座控制模塊與貼式無(wú)線心電圖采集器、無(wú)線數(shù)傳模塊通信，用于系統(tǒng)電源和功耗控制以及充電狀態(tài)檢測(cè)。無(wú)線數(shù)傳模塊用于給無(wú)線數(shù)傳充電底座提供無(wú)線數(shù)傳接口并連接服務(wù)器。

進(jìn)一步，專用心電電極貼由吸塑保護(hù)層（上下兩層）、雙面膠無(wú)紡布、導(dǎo)電絲網(wǎng)、導(dǎo)電凝膠構(gòu)成。專用心電電極貼用于將貼式無(wú)線心電圖采集器固定在被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚表面，供貼式無(wú)線心電圖采集器的電極與被測(cè)對(duì)象之間的信號(hào)連接。信號(hào)采集時(shí)，揭起專用心電電極貼上層吸塑保護(hù)層后貼于無(wú)線心電圖采集器的下殼，揭起專用心電電極貼下層吸塑保護(hù)層貼于被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)量部位的皮膚表面，打開開關(guān)開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸或充電時(shí)，無(wú)線心電圖采集器平放至無(wú)線數(shù)傳充電底座上。

進(jìn)一步，便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，運(yùn)用硬件24位高分辨率ad采樣模塊結(jié)合高速過采樣算法完成等效于28位超高ad采樣分辨率、1k采樣頻率的ad采樣技術(shù)，支持在較高參考電壓情況下的高精度、高速獲取心電圖信號(hào)信息。

本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案的有益效果在于：采用高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍、多通道、同步采樣分析技術(shù)設(shè)計(jì)而成。便攜、小巧和無(wú)線的特點(diǎn)可以對(duì)人體在靜止、走路、跑步、跳躍、咳嗽等劇烈運(yùn)動(dòng)干擾情況下準(zhǔn)確、完整、精細(xì)的獲得心電信號(hào)的全部信息，支持人體心電生理數(shù)據(jù)24小時(shí)超高分辨率與高采樣率下的連續(xù)采集存儲(chǔ)。為科研級(jí)的生理信號(hào)監(jiān)測(cè)、醫(yī)療級(jí)的臨床病例分析、心腦血管疾病預(yù)測(cè)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練評(píng)測(cè)、認(rèn)知提升、心理評(píng)估體系等提供可靠有效的監(jiān)測(cè)分析評(píng)估平臺(tái)。

附圖說(shuō)明

圖1是便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置整體示意圖。

圖2是貼式無(wú)線心電圖采集器示意圖。

圖3是無(wú)線數(shù)傳充電底座示意圖。

圖4是專用心電電極貼示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，這些實(shí)施方式并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做的功能、方法或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，包括貼式無(wú)線心電圖采集器1，無(wú)線數(shù)傳充電底座2、專用心電電極貼3。

如圖2所示，所述貼式無(wú)線心電圖采集器1包括上殼8、下殼9、第一供電電池11、第二供電電池12、采集器電源管理模塊37、硬件24位高分辨率ad采樣模塊32、采集器控制模塊38、大容量采集器存儲(chǔ)模塊33和藍(lán)牙模塊36。所述上殼8上還有開關(guān)7，所述采集器電源管理模塊37為采集器控制模塊38供電，所述硬件24位高分辨率ad采樣模塊32用于心電信號(hào)采集、放大、信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換。所述采集器控制模塊38用于系統(tǒng)電源和功耗控制。所述大容量采集器存儲(chǔ)模塊33與采集器控制模塊38通信，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和存儲(chǔ)管理。所述藍(lán)牙模塊36用于藍(lán)牙無(wú)線通信。

如圖3所示，所述無(wú)線數(shù)傳充電底座2包括大容量鋰充電電池41、充電底座電源管理模塊45、充電底座控制模塊47、充電底座存儲(chǔ)模塊48、無(wú)線數(shù)傳模塊46。所述充電底座電源管理模塊45負(fù)責(zé)電量存儲(chǔ)，為貼式無(wú)線心電圖采集器1充電，同時(shí)為充電底座控制模塊47供電。所述充電底座控制模塊47與貼式無(wú)線心電圖采集器1、無(wú)線數(shù)傳模塊46通信，用于系統(tǒng)電源和功耗控制以及充電狀態(tài)檢測(cè)。所述無(wú)線數(shù)傳模塊46用于給無(wú)線數(shù)傳充電底座2提供無(wú)線數(shù)傳接口并連接服務(wù)器。

如圖4所示，所述專用心電電極貼3由上層吸塑保護(hù)層81、下層吸塑保護(hù)層88、上層雙面膠無(wú)紡布82、下層雙面膠無(wú)紡布87、導(dǎo)電絲網(wǎng)83，導(dǎo)電凝膠85構(gòu)成。所述專用心電電極貼3用于將貼式無(wú)線心電圖采集器1固定在被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚表面，提供貼式無(wú)線心電圖采集器1的電極與被測(cè)對(duì)象之間的信號(hào)連接。

進(jìn)一步地，信號(hào)采集時(shí)，揭起專用心電電極貼3上層吸塑保護(hù)層81后貼于無(wú)線心電圖采集器1的下殼9，揭起下層吸塑保護(hù)層88貼于被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚表面，打開上殼8上的開關(guān)7開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸或充電時(shí)，所述無(wú)線心電圖采集器1平放至無(wú)線數(shù)傳充電底座2上。

如圖2所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是：運(yùn)用硬件24位高分辨率ad采樣模塊32，結(jié)合高速過采樣算法完成等效于28位超高ad采樣分辨率、1k采樣頻率的ad采樣技術(shù)，支持在較高參考電壓情況下的高精度、高速獲取心電圖信號(hào)信息。具體地，28位超高ad采樣分辨率采樣技術(shù)由硬件24位高分辨率ad采樣模塊32、大容量采集器存儲(chǔ)模塊33，采集器控制模塊38三部分實(shí)現(xiàn)。由硬件24位高分辨率ad采樣模塊32以64khz的采樣率采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)暫存于大容量采集器存儲(chǔ)模塊33，以兵乓儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)回讀方式存儲(chǔ)處理數(shù)據(jù)，采集器控制模塊38讀取暫存數(shù)據(jù)，每讀取64組數(shù)據(jù)求和取平均值，得到一組采樣數(shù)值，按照累加采樣定理，信噪比提高倍數(shù)為，信噪比提高8倍，正好為，相當(dāng)于28位超高ad采樣分辨率、1k采樣頻率的ad采樣。支持大動(dòng)態(tài)范圍，高分辨率的心電圖信號(hào)采集。

如圖2所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是：設(shè)計(jì)活動(dòng)電極21與靜止電極29通過柔性連接結(jié)合的雙重超強(qiáng)抗干擾心電信號(hào)采集電極?；顒?dòng)電極21與靜止電極29通過柔性導(dǎo)線25進(jìn)行電氣連接，活動(dòng)電極21與無(wú)線心電圖采集器1的下殼9之間通過醫(yī)用硅膠彈性層13進(jìn)行物理連接，靜止電極29直接固定于電路板上。便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置工作時(shí)，活動(dòng)電極21通過專用心電電極貼3與人體規(guī)定測(cè)量部位皮膚緊密接觸，這樣當(dāng)人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)醫(yī)用硅膠彈性層13起到緩沖作用，活動(dòng)電極21可隨人體活動(dòng)，與皮膚之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，同時(shí)活動(dòng)電極21與靜止電極29之間的柔性導(dǎo)線25可以減少人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)心電信號(hào)傳輸?shù)母蓴_，心電信號(hào)通過醫(yī)用硅膠彈性層13和柔性導(dǎo)線25的雙重減震接入到硬件24位高分辨率ad采樣模塊32中，這樣極大的避免了由于位移產(chǎn)生的極化電勢(shì)對(duì)心電信號(hào)的干擾。

如圖4所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是：設(shè)計(jì)支持?jǐn)U展的專用心電電極貼3，可以直接粘附在被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚表面，實(shí)現(xiàn)無(wú)線心電圖采集器1與被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚的緊密接觸。專用心電電極貼3由吸塑保護(hù)層81、吸塑保護(hù)層88、雙面膠無(wú)紡布82、雙面膠無(wú)紡布87、導(dǎo)電絲網(wǎng)83、導(dǎo)電凝膠85構(gòu)成。如圖2所示，常規(guī)狀態(tài)下，活動(dòng)電極21、活動(dòng)電極23、活動(dòng)電極24三個(gè)電極支持在被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚進(jìn)行等效于肢體ii導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)測(cè)量存儲(chǔ)。本發(fā)明測(cè)量電極采用獨(dú)特的四電極設(shè)計(jì)，其中電極22可擴(kuò)展為延長(zhǎng)線電極，與其他三導(dǎo)聯(lián)一起支持標(biāo)準(zhǔn)肢體三導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)測(cè)量存儲(chǔ)，通過設(shè)置該延長(zhǎng)線電極，可以很好地適應(yīng)人體測(cè)量部位的變化，始終保持與被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚緊密接觸，且延長(zhǎng)線電極位置方便調(diào)整，調(diào)整后其位置不易發(fā)生偏離。

本發(fā)明的技術(shù)效果包括：

1）本發(fā)明提供的一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，運(yùn)用高參考電壓的超高采樣分辨率ad轉(zhuǎn)化技術(shù)，具有軌到軌的大動(dòng)態(tài)信號(hào)采樣范圍，可以對(duì)人體在靜止、走路、跑步、跳躍、咳嗽等劇烈運(yùn)動(dòng)干擾情況下準(zhǔn)確、完整、精細(xì)的獲得心電信號(hào)的全部信息。

2）本發(fā)明提供的一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，運(yùn)用并聯(lián)供電技術(shù)與平鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)超薄結(jié)構(gòu)下的大容量電能存儲(chǔ)，支持人體心電生理數(shù)據(jù)24小時(shí)超高分辨率與高采樣率下的連續(xù)采集存儲(chǔ)。

3）本發(fā)明提供的一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)計(jì)活動(dòng)電極與靜止電極通過柔性連接結(jié)合的雙層超強(qiáng)抗干擾心電信號(hào)采集電極，極大的避免了由于位移產(chǎn)生的極化電勢(shì)干擾。

4）本發(fā)明提供的一種便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)計(jì)獨(dú)特的支持?jǐn)U展模式下的專用心電電極貼3，在完成便攜貼式無(wú)線心電圖（ecg）采集監(jiān)測(cè)裝置與被測(cè)對(duì)象的規(guī)定測(cè)試部位皮膚緊密接觸的同時(shí)，支持常規(guī)狀態(tài)下等效于肢體ii導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)測(cè)量存儲(chǔ)與擴(kuò)展四電極標(biāo)準(zhǔn)肢體三導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)測(cè)量存儲(chǔ)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。