[发明专利]非接触式心电实时监测设备

权利要求书

1.一种非接触式心电实时监测设备，包括模拟前端和智能终端，所述模拟前端包括电容耦合式非接触心电电极、心电信号处理模块、模数转换模块和无线传输模块，所述心电信号处理模块包括心电信号放大和滤波处理电路，所述电容耦合式非接触心电电极的底层为覆铜片，心电信号放大和滤波处理电路设置在电极顶层，在电极顶层中央设置插塞接头用于固定导联线，电极顶层和底层之间设置主动屏蔽层，用于减少噪声和工频干扰，在电极顶层外围设置圆环屏蔽外界干扰，非接触式心电实时监测设备获取的心电信号通过无线传输实时在智能终端上显示；

所述电容耦合式非接触心电电极为交叉指型电容耦合式非接触心电电极，每个交叉指型电容耦合式非接触心电电极包括间隔分布的两个通道，来自电极a的a1通道和来自电极b的b1通道构成导联L_a1b1，来自电极a的a2通道和来自电极b的b2通道构成导联L_a2b2；所述心电信号处理模块还包括带通滤波和信号重建模块，电容耦合式非接触心电电极a和电极b获取滤波放大后的心电信号分别经过带通滤波后进行心电信号重建，利用电容耦合右腿驱动电路主动接地；

所述带通滤波和信号重建由以下方法实现：经过滤波放大后的心电信号V_a1b1和V_a2b2分别通过M个频段紧邻的带通滤波器，m＝1,2…M，选择每个频段的中心频率计算输入阻抗Z_in,m；通过带通滤波频段得到的心电信号可以表示为：

其中V_s,m(t)为在对应于第m个频段的未受运动干扰的心电信号，Z_e,m(t)为此频段的电极阻抗；由该公式可以求解得到相应的电极阻抗Z_e,m(t)：

已知L_a1b1和L_a2b2的心电数据V_a1b1,m(t)和V_a2b2,m(t)，将Z_e,m(t)代入通过带通滤波频段得到的心电信号公式即可得到每个频段的心电信号V_s,m(t)，将每个频段的心电信号加起来即可得到重建的减轻运动干扰的心电信号；利用该方法最终得到由电极a和b构成的导联L_ab的心电信号V_ab(t)。

2.如权利要求1所述的非接触式心电实时监测设备，其特征在于：所述非接触式心电实时监测设备包括心电无损压缩模块，心电信号经过无损压缩后通过无线传输到智能终端，智能终端接收到心电信号后进行解压缩和信号处理，实时显示心电信号。

3.如权利要求2所述的非接触式心电实时监测设备，其特征在于：所述心电无损压缩模块利用基于模糊决策粒子群优化方法进行心电波形预测和利用变长编码对心电波形的预测误差进行编码的心电信号的实时无损压缩方法对心电信号进行实时无损压缩。

4.如权利要求2所述的非接触式心电实时监测设备，其特征在于：所述心电信号通过蓝牙传输到智能终端进行实时显示。

5.如权利要求2所述的非接触式心电实时监测设备，其特征在于：所述心电信号通过5G网络传输到智能终端进行实时显示。

6.如权利要求3所述的非接触式心电实时监测设备，其特征在于：所述非接触心电电极嵌入到转运病床中，心电信号通过5G网络传输到智能终端进行实时显示，实现病人的心电信号实时监测。

7.如权利要求3所述的非接触式心电实时监测设备，其特征在于：所述非接触心电电极嵌入到汽车座椅中，通过心电信号处理和分析实现疲劳驾驶实时监测。