CN212415748U - 全身多路心电实时无线监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全身多路心电实时无线监测***，全身多路心电实时无线监测***，包括：贴片式无线心电侦测模块，适于贴设于人体；无线接收模块，与贴片式无线心电侦测模块无线连接；贴片式无线心电侦测模块用于采集体表电信号并对体表电信号进行压缩处理后转化为压缩数字信号以发送至无线接收模块，无线接收模块用于接收压缩数字信号并根据压缩数字信号获取人体的心电信息。采用本实用新型，无线接收模块与贴片式无线心电侦测模块无线连接，这样病人就不会被线缆束缚在心电信号采集装置旁，而且，通过对体表电信号进行压缩处理后再发送至无线接收模块，可以在保证信息准确度的基础上，降低数据传输量，从而可以提高心电检测效率以及检测精度。

Description

全身多路心电实时无线监测***

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种全身多路心电实时无线监测***。

背景技术

心血管疾病是现代社会中对人类生命威胁最大的疾病。日常的心脏监护是保证患者生命安全的一个重要手段，通过日常对患者的心电信号数据的监测可以预先发现异常症状，从而可以及时给予救治。

传统的心电信号采集装置采用的导联形式是电极加上线缆，通过电极与人体相连，检测并传递人体体表的电位变化并通过线缆传输至处理单元。这种心电信号采集方式需要病人在心电信号采集装置旁边，束缚了病人的活动。而且各个线缆容易缠绕，医护人员将电极连接至病人体表的过程复杂、效率低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种全身多路心电实时无线监测***，用以解决现有的心电信号采集装置存在的线缆束缚、操作不便的问题。

根据本实用新型实施例的全身多路心电实时无线监测***，包括：

贴片式无线心电侦测模块，适于贴设于人体；

无线接收模块，与所述贴片式无线心电侦测模块无线连接；

所述贴片式无线心电侦测模块用于采集体表电信号并对所述体表电信号进行压缩处理后转化为压缩数字信号以发送至所述无线接收模块，所述无线接收模块用于接收所述压缩数字信号并根据所述压缩数字信号获取所述人体的心电信息。

根据本实用新型的一些实施例，所述贴片式无线心电侦测模块包括：

本体，适于贴设于人体；

心电检测电极，设于所述本体，所述心电检测电极用于检测采集所述体表电信号；

模拟信号处理电路，设于所述本体且与所述心电检测电极通信连接，所述模拟信号处理电路用于将所述体表电信号转化为原始数字信号；

数据处理电路，设于所述本体且与所述模拟信号处理电路通信连接，所述数据处理电路用于压缩所述原始数字信号，以获得所述压缩数字信号；

无线发射模块，设于所述本体且与所述数据处理电路通信连接，所述无线发射模块用于发射所述压缩数字信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述数据处理电路，用于：

根据公式1，提取所述原始数字信号的稀疏矩阵X，

其中，

k表示所述原始数字信号中的零值数据的个数，q表示在t时间内所述原始数字信号的数据量大小，p表示所述原始数字信号压缩后的数据量大小，符号

表示向下取整，符号“random”表示随机矩阵，r_pq表示服从高斯分布的随机数；

根据公式2，对所述原始数字信号进行数据压缩，

其中，A_n表示原始数字信号，B_n表示压缩数字信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述r_pq的取数范围与所述贴片式无线心电侦测模块的位置相关。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线接收模块包括：

无线接收和数据预处理平台，与所述贴片式无线心电侦测模块无线连接；

数据后处理终端，与所述无线接收和数据预处理平台通信连接；

所述无线接收和数据预处理平台用于接收所述压缩数字信号并对所述压缩数字信号进行数据恢复处理后转化为待分析信号以发送至所述数据后处理终端，所述数据后处理终端用于接收所述待分析信号并根据所述待分析信号获取所述人体的心电信息。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线接收和数据预处理平台用于：

根据公式3，对所述压缩数字信号进行数据恢复处理，

其中，C_n表示数据恢复处理后的待分析信号，Z为恢复矩阵；

Z的表示式参考公式4，

矩阵Y与k有关，当k大于0时，矩阵Y表示单位矩阵进行傅里叶变换后逆矩阵；当k小于等于0时，矩阵Y为单位矩阵。

根据本实用新型的一些实施例，所述模拟信号处理电路包括：滤波电路、放大电路、以及数字转换电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述心电检测电极包括间隔排布的第一心电检测电极和第二心电检测电极。

采用本实用新型实施例，无线接收模块与贴片式无线心电侦测模块无线连接，贴片式无线心电侦测模块可以将采集到的体表电信号经过处理后通过无线方式发送至无线接收模块，这样病人就不会被线缆束缚在心电信号采集装置旁，而且，通过对体表电信号进行压缩处理后再发送至无线接收模块，可以在保证信息准确度的基础上，降低数据传输量，使得在有限的传输带宽下可以实现2-3倍更多采集点的信息检测，或者在有限采集点的情况实现2-3倍更高的采集率，总而言之，拥有更多的电极信息可以将心电特征信号的精确度大大提高。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例中全身多路心电实时无线监测***结构示意图；

图2是本实用新型实施例中贴片式无线心电侦测模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例中全身多路心电实时无线监测***结构示意图；

图4是本实用新型实施例中全身多路心电实时无线监测方法流程图。

全身多路心电实时无线监测***1，

贴片式无线心电侦测模块10，本体110，心电检测电极120，模拟信号处理电路130，滤波电路131，放大电路132，数字转换电路133，数据处理电路140，无线发射模块150，电池160，

无线接收模块20，无线接收和数据预处理平台210，数据后处理终端220。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，根据本实用新型实施例的全身多路心电实时无线监测***1，包括：

贴片式无线心电侦测模块10，适于贴设于人体；

无线接收模块20，与贴片式无线心电侦测模块10无线连接；

贴片式无线心电侦测模块10用于采集体表电信号并对体表电信号进行压缩处理后转化为压缩数字信号以发送至无线接收模块20，无线接收模块20用于接收压缩数字信号并根据压缩数字信号获取人体的心电信息。

采用本实用新型实施例，无线接收模块20与贴片式无线心电侦测模块10无线连接，贴片式无线心电侦测模块10可以将采集到的体表电信号经过处理后通过无线方式发送至无线接收模块20，这样病人就不会被线缆束缚在心电信号采集装置旁，而且，通过对体表电信号进行压缩处理后再发送至无线接收模块20，可以在保证信息准确度的基础上，降低数据传输量，使得在有限的传输带宽下可以实现2-3倍更多采集点的信息检测，或者在有限采集点的情况实现2-3倍更高的采集率，总而言之，拥有更多的电极信息可以将心电特征信号的精确度大大提高。

在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

如图2所示，根据本实用新型的一些实施例，贴片式无线心电侦测模块10包括：

本体110，适于贴设于人体；

心电检测电极120，设于本体110，心电检测电极120用于检测采集体表电信号；

模拟信号处理电路130，设于本体110且与心电检测电极120通信连接，模拟信号处理电路130用于将体表电信号转化为可处理的原始数字信号；

数据处理电路140，设于本体110且与模拟信号处理电路130通信连接，数据处理电路140用于压缩原始数字信号，以获得压缩数字信号；

无线发射模块150，设于本体110且与数据处理电路140通信连接，无线发射模块150用于发射压缩数字信号；

电池160，设于本体110。

本实用新型实施例，通过数据处理电路140对原始数字信号进行压缩，可以降低原始数字信号数据量，使得在有限的传输带宽下可以实现2-3倍体表信号的检测，或者在有限体表信号检测的情况实现2-3倍更高的采集效率。另外，通过将无线发射模块集成到心电检测电极120中，可以实现信号的无线传输，结构简单且容易实现。

根据本实用新型的一些实施例，无线发射模块150为蓝牙模块。

根据本实用新型的一些实施例，数据处理电路140，用于：

根据公式1，提取原始数字信号的稀疏矩阵X，

其中，

k表示原始数字信号中的零值数据的个数，q表示在t时间内原始数字信号的数据量大小，p表示原始数字信号压缩后的数据量大小，符号

表示向下取整，符号“random”表示随机矩阵，r_pq表示服从高斯分布的随机数；

根据公式2，对原始数字信号进行数据压缩，

其中，A_n表示原始数字信号，B_n表示压缩数字信号。

根据本实用新型的一些实施例，r_pq的取数范围与贴片式无线心电侦测模块10的位置相关。

如图3所示，根据本实用新型的一些实施例，无线接收模块20包括：

无线接收和数据预处理平台210，与贴片式无线心电侦测模块10无线连接；

数据后处理终端220，与无线接收和数据预处理平台210通信连接；

无线接收和数据预处理平台210用于接收压缩数字信号并对压缩数字信号进行数据恢复处理后转化为待分析信号以发送至数据后处理终端220，数据后处理终端220用于接收待分析信号并根据待分析信号获取人体的心电信息。

根据本实用新型的一些实施例，无线接收和数据预处理平台210用于：

根据公式3，对压缩数字信号进行数据恢复处理，

其中，C_n表示数据恢复处理后的待分析信号，Z为恢复矩阵；

Z的表示式参考公式4，

矩阵Y与k有关，当k大于0时，矩阵Y表示单位矩阵进行傅里叶变换后逆矩阵；当k小于等于0时，矩阵Y为单位矩阵。

如图2所示，根据本实用新型的一些实施例，模拟信号处理电路130包括：滤波电路131、放大电路132、以及数字转换电路133。滤波电路131用于对体表电信号进行滤波处理，放大电路132用于对经过滤波处理后的体表电信号进行放大处理，数字转换电路133用于将经过放大处理后的体表电信号转化为可处理的原始数字信号。

如图2所示，根据本实用新型的一些实施例，心电检测电极120为两个，分别为间隔排布的第一心电检测电极和第二心电检测电极。

如图3所示，根据本实用新型的一些实施例，贴片式无线心电侦测模块10为多个。多个贴片式无线心电侦测模块10用于检测人体不同位置处的体表电信号，例如，左臂、右臂、左脚腕、右脚腕、以及头部等。

如图4所示，基于本实用新型实施例的全身多路心电实时无线监测***的全身多路心电实时无线监测方法，包括：

S1，贴片式无线心电侦测模块采集体表电信号并对体表电信号进行压缩处理后转化为压缩数字信号以发送出去；

S2，无线接收模块接收压缩数字信号并根据压缩数字信号获取人体的心电信息。

根据本实用新型的一些实施例，所述对体表电信号进行压缩处理后转化为压缩数字信号以发送出去，包括：

将体表电信号转化为可处理的原始数字信号；

根据公式1，提取原始数字信号的稀疏矩阵X，

其中，

k表示原始数字信号中的零值数据的个数，q表示在t时间内原始数字信号的数据量大小，p表示原始数字信号压缩后的数据量大小，符号

表示向下取整，符号“random”表示随机矩阵，r_pq表示服从高斯分布的随机数；

根据公式2，对原始数字信号进行数据压缩，

其中，A_n表示原始数字信号，B_n表示压缩数字信号；

所述根据压缩数字信号获取人体的心电信息，包括：

根据公式3，对压缩数字信号进行数据恢复处理，以获得待分析信号

其中，C_n表示数据恢复处理后的待分析信号，Z为恢复矩阵；

Z的表示式参考公式4，

矩阵Y与k有关，当k大于0时，矩阵Y表示单位矩阵进行傅里叶变换后逆矩阵；当k小于等于0时，矩阵Y为单位矩阵；

根据待分析信号获取人体的心电信息。

下面参照图2-图3以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的全身多路心电实时无线监测***1。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

如图3所示，本实用新型实施例公开了一种全身多路心电实时无线监测***1，包括多个贴片式无线心电侦测模块10、无线接收和数据预处理平台210、以及数据后处理终端220。

其中，如图2所示，每个贴片式无线心电侦测模块10包含了两个心电检测电极120、滤波电路131、放大电路132、数字转换电路133、数据处理电路140、无线发射模块150和电池160。工作时贴片式无线心电侦测模块10可置于人体躯干、四肢和头部等位置，两个心电检测电极120紧贴皮肤分别采集两路体表电信号。

具体的，如图3所示，由心电检测电极120检测到的体表电信号经过滤波电路131，放大电路132和数字转换电路133的处理后转变为可处理的原始数字信号，数据处理电路140对该原始数字信号进行压缩，并且通过无线发射模块150发送到无线接收和数据预处理平台210，无线接收和数据预处理平台210接收来自人体多个部位的心电侦测压缩信号，进行数据恢复处理，所得信息传输至数据后处理终端220进行最终的数据分析得到人体的心电信息。

贴片式无线心电侦测模块10包括了两个心电检测电极120，两个心电检测电极120紧贴皮肤用于采集体表电信号。检测时需要对每个贴片式无线心电侦测模块10采集并且经过滤波电路131，放大电路132，数字转换电路133处理后得到的原始数字信号并对个路原始数字信号添加标签。例如，对N个贴片式无线心电侦测模块10所采集的N个原始数字信号A分别添加标签后可得到数据A_n,n＝1,2,……,N。设置数字转换电路133采样率为f/Hz，采集的数据为一维数据，因此在t时间内所得A的数据量大小为q＝f*t，在每一组的数据起始位置增加两位作为标签。

所述数据处理电路140的压缩过程分为两步：

提取稀疏矩阵：特征提取的输入为原始数字信号A_n，定义零值特征为k，表示原始数字信号A_n中的零值数据的个数，定义稀疏矩阵为X，q表示在t时间内所得原始数字信号A的数据量大小，p表示压缩后的数字信号数据量大小，X的表达式如下:

其中符号

表示向下取整，符号“random”表示随机矩阵，表达式内的rqp随机权重，取服从高斯分布的随机数，取数范围根据贴片无线心电侦测模块的放置位置和位置调整。

数据压缩：定义B_n为A_n经过稀疏矩阵压缩数据后的数据，可表达为如下公式：

B_n即为贴片式无线心电侦测模块10最终通过无线发射模块150发送到无线接收和数据预处理平台210的信号。

所述无线接收和数据预处理平台210功能是对于接收到的来自全身各个部位的压缩数字信号B_n进行数据恢复，定义恢复矩阵为Z的表达式如下：

矩阵Y与零值特征k有关，当k大于0时，矩阵Y表示单位矩阵进行傅里叶变换后逆矩阵；当k小于等于0时，矩阵Y为单位矩阵。定义C_n为经过矩阵Z恢复后的数据，表达式如下:

采用本实用新型实施例，两个心电检测电极紧贴皮肤分别采集两路体表心电信号。该信号经过滤波放大处理和数字转换电路转变为可处理的原始数字信号，对此信号通过稀疏矩阵进行压缩并由无线发射模块发送出至无线接收和数据预处理平台。该平台接收来自人体多个心电侦测装置节点的数据，通过恢复矩阵进行数据的恢复，相关数据送至数据后处理终端进行最终的数据分析，并得到人体的心电信息。本心电实时监测***支持人体多个节点的心电信息同时采集和处理，相关方法支持任意数目的节点扩充而避免发生数据带宽不足的情况，确保可以进行全身多路心电数据的实时监测，在医学和健康监测方面具有很好的应用潜力。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本说明书的描述中，在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。另外，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，包括：

贴片式无线心电侦测模块，适于贴设于人体；

无线接收模块，与所述贴片式无线心电侦测模块无线连接；

所述贴片式无线心电侦测模块用于采集体表电信号并对所述体表电信号进行压缩处理后转化为压缩数字信号以发送至所述无线接收模块，所述无线接收模块用于接收所述压缩数字信号并根据所述压缩数字信号获取所述人体的心电信息。

2.如权利要求1所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，所述贴片式无线心电侦测模块包括：

本体，适于贴设于人体；

心电检测电极，设于所述本体，所述心电检测电极用于检测采集所述体表电信号；

模拟信号处理电路，设于所述本体且与所述心电检测电极通信连接，所述模拟信号处理电路用于将所述体表电信号转化为原始数字信号；

数据处理电路，设于所述本体且与所述模拟信号处理电路通信连接，所述数据处理电路用于压缩所述原始数字信号，以获得所述压缩数字信号；

无线发射模块，设于所述本体且与所述数据处理电路通信连接，所述无线发射模块用于发射所述压缩数字信号。

3.如权利要求2所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，所述数据处理电路，用于：

根据公式1，提取所述原始数字信号的稀疏矩阵X，

其中，

k表示所述原始数字信号中的零值数据的个数，q表示在t时间内所述原始数字信号的数据量大小，p表示所述原始数字信号压缩后的数据量大小，符号

表示向下取整，符号“random”表示随机矩阵，r_pq表示服从高斯分布的随机数；

根据公式2，对所述原始数字信号进行数据压缩，

其中，A_n表示原始数字信号，B_n表示压缩数字信号。

4.如权利要求3所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，所述r_pq的取数范围与所述贴片式无线心电侦测模块的位置相关。

5.如权利要求3所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，所述无线接收模块包括：

无线接收和数据预处理平台，与所述贴片式无线心电侦测模块无线连接；

数据后处理终端，与所述无线接收和数据预处理平台通信连接；

所述无线接收和数据预处理平台用于接收所述压缩数字信号并对所述压缩数字信号进行数据恢复处理后转化为待分析信号以发送至所述数据后处理终端，所述数据后处理终端用于接收所述待分析信号并根据所述待分析信号获取所述人体的心电信息。

6.如权利要求5所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，所述无线接收和数据预处理平台用于：

根据公式3，对所述压缩数字信号进行数据恢复处理，

其中，C_n表示数据恢复处理后的待分析信号，Z为恢复矩阵；

Z的表示式参考公式4，

矩阵Y与k有关，当k大于0时，矩阵Y表示单位矩阵进行傅里叶变换后逆矩阵；当k小于等于0时，矩阵Y为单位矩阵。

7.如权利要求2所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，

所述模拟信号处理电路包括：滤波电路、放大电路、以及数字转换电路。

8.如权利要求2所述的全身多路心电实时无线监测***，其特征在于，所述心电检测电极包括间隔排布的第一心电检测电极和第二心电检测电极。

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