[发明专利]新型便携式三导联实时无线心电监测系统及分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及人体健康监护领域中心电信号参数的采集和无线传输技术，并包含了心电信号的数字处理方法，具体是一种新型便携式三导联实时无线心电监测系统及分析方法。

背景技术

心电图作为人体生命体征的重要组成部分，现已广泛应用于疾病检测、病人监护等各个医疗领域。在传统的疾病诊断领域，医生通过体表标准12导联心电图对患者进行诊断，最常见于心血管疾病，例如心率失常、心肌梗塞等。24h动态心电图一般被应用于重症监护病房中，实时监测重症病人的生命体征。但是这两种心电图仪均有自身的弱点，例如传统标准12导联心电图仪体积较大且不能实时监测，而重症监护室中所用的动态心电图仪价格昂贵。因此，这两种心电图仪均不适用于普通病房和个人家庭所用。

心脏本身的生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液反映到身体表面上，使身体各部位在每一次心动周期中也都发生有规律的电变化活动。将测量电极放置在人体表面的一定部位记录出来的心脏电变化曲线，就是目前临床上常规记录的心电图(用ECG表示)。正常心电图上的每个心动周期中出现的波形曲线改变是有规律的，国际上规定把这些波形分别称为P波、QRS波、T波，有时在T波后，还出现一个小的U波。P波由心房除极产生，其幅度代表心房激动产生的电势的大小。QRS综合波由心室除极产生，反映心室除极的电活动。典型的QRS波群包括三个紧密相连的电位波动:第一个向下的波为Q波，以后是高而尖峭的向上的R波，最后是一个向下的S波。但在不同导联中，这三个波不一定都出现。T波代表未被抵消的心室复极的电位差。由于心脏激动的电势大部分被抵消，因此T波显得比较微弱，其幅度不低于同一导联R波的1/10，T波异常表示心肌缺血或损伤。U波是T波之后0.02-0.045可能出现的一个低而宽的波，方向一般与T波一致。

心电信号分析中比较重要的是QRS复波的检测部分。目前，QRS复波检测算法包括小波算法、几何匹配算法、边坡矢量波形(SVW)算法等。这些方法虽然在检测QRS复波时具有较高的成功率，但存在算法复杂度高的缺点。

发明内容

为了克服现有心电监护仪器价格高、体积大、不适合普通病房和病人家庭监护的缺点，本发明提供一种低成本便携式三导联无线心电监测系统，该系统具有使用简便、成本低、体积小等诸多优点，适合于医院普通病房和病人家庭监护应用。同时，为了克服现有心电分析算法复杂度高等缺点，本发明提供一种心电分析方法，该方法在能够有效识别心电QRS复波的前提下，同时具有算法简单的特点，适合嵌入式系统应用。

本发明首先设计了一种低成本低功耗的无线心电监测系统，该系统具有电路简单实用、功耗低、成本低等诸多优点，能够完成对病人心电体征数据的实时监测。本系统适用于医院普通病房监护和个人家庭监护等用途。本发明还同时提出了一种心电分析方法，尤其是QRS复波的检测算法，本算法复杂度低且检测成功率高，解决了

根据本发明的一个方面，提供一种新型便携式三导联实时无线心电监测系统，包括心电采集电极1、心电采集模块2、数据处理模块3、无线模块4、电源模块5和控制台上位机6，其中，心电采集电极1、心电采集模块2、数据处理模块3、无线模块4、以及控制台上位机6依次连接，其中：心电采集电极1用于拾取人体表的微弱心电信号，送入心电采集模块2，经过放大滤波等处理后，由数据处理模块3进行采样和数字信号处理，然后经由无线模块4发送入无线网络并最终发送到控制台，电源模块5负责将外接电源转换为系统电源和参考电压。

优选地，所述心电采集电极有3个，其中两个为信号提取电极，一个为右腿驱动电极。

优选地，所述心电采集模块2包括输入缓冲级7、右腿驱动电路13，还包括依次连接的前置仪表放大级8、高通滤波器9、中间放大级10、低通滤波器11、工频陷波器12，所述心电采集电极1的两个信号提取电极与所述输入缓冲级7的输入端相连，所述输入缓冲级7的输出端与所述前置仪表放大级8的输入端相连，所述工频陷波器12的输出端与所述数据处理模块3的AD输入端相连，所述输入缓冲级7的输出端相加后连接到所述右腿驱动电路13的输入端，所述右腿驱动电路13的输出端与所述心电采集电极1的右腿驱动电极相连。

优选地，工频陷波器12为50Hz工频陷波器。

优选地，所述电源模块5负责将外接电源转换为供心电采集模块2使用的5V电源和1.3V、2.5V参考电压、以及供数据处理模块3和无线模块4使用的3.3V电源。