非接觸式動態心電監測系統技術方案

本發明專利技術提供了一種非接觸式動態心電監測系統，包括：N個非接觸心電檢測電極(N≥2)和電子單元，所述非接觸心電檢測電極由內向外包括：心電感應電極、有源保護驅動環、接地屏蔽環，其相互之間設有絕緣支撐構件；電子單元通過N根連接引線與N個非接觸心電檢測電極連接。本發明專利技術的非接觸式動態心電監測系統可以實現非接觸測量，檢測精度高，具有實時的數據傳輸能力，并且采用柔性制造技術，使整個系統具備良好的佩戴舒適性。

Non contact dynamic ECG monitoring system

The invention provides a non-contact dynamic ECG monitoring system, including: N non contact detection of ECG electrodes (N = 2) and the electronic unit, the non-contact ECG detection electrode includes from the inside out: telepathic electrode, active protection driving ring, grounding shielding ring, insulation support member is provided with the each other; the electronic unit connected by N connecting lead to N non-contact ECG electrodes. The invention of the non-contact dynamic ECG monitoring system can realize the non-contact measurement, high detection precision, with real-time data transmission capability, and the use of flexible manufacturing technology, make the system have good wearing comfort.

【技術實現步驟摘要】
非接觸式動態心電監測系統
本專利技術涉及心電信號檢測領域，尤其涉及一種非接觸式的可舒適穿戴的動態心電監測系統。
技術介紹
隨著社會人口老齡化的發展和生活水平的提高引起的生活方式和飲食結構的變化，心血管疾病在我國不但已經成為老年人常患疾病，而且患者的年齡也呈遞減趨勢。不論是藥物介入還是手術介入，針對心臟病的治療成本都比較高，費用比較昂貴，風險也比較大。心血管疾病給患者帶來的除了身體和精神上的痛苦，以及生命的危險，還有在治療過程中的經濟負擔。心血管疾病發病率的上升趨勢給人類健康帶來的危害越來越大，也更加受到政府、組織、社會等各方面的關注和重視。長期以來，心血管疾病一直是威脅人類生命的主要疾病之一，其導致的死亡占全世界所有死亡人數的比例很高。心血管疾病的發病率和死亡率居高不下，發病的危險因素持續增長，已成為非常重要的公共衛生問題。因此，通過有效的組織方式和技術手段，提前預防，早期診斷，病發后快速判斷并介入治療對于加強心血管病防治和保障患者生命健康非常重要。心臟在除極和復極的電化學活動中產生了心電場，心電場在人體上產生了電位差，這些電位差在體表的測量就是心電圖(Electrocardiogram，簡稱ECG)。動態心電圖機作為一種對心血管疾病進行長期監測的裝置，在臨床與健康護理中得到廣泛的應用。對于較嚴重的心血管疾病患者，通過實時監測其心電信號，在患者病發時，可以及時獲知患者發病信息，甚至可以從一定的心電信號變化中提取到預警信號，這無疑能使患者獲得及時救治，并顯著增加了生存的機會。對動態心電監護設備的要求有兩點：一是舒適性和便攜性；二是低功耗和長效性。具體在心電檢測技術上，無論是常規心電圖機還是動態心電圖機，從硬件角度可以分為檢測電極與電子單元兩部分。心電檢測電極一般使用濕法接觸式Ag/AgCl電極，以導電膏連接電極與人體，具有較低的接觸電阻，可以獲得良好的檢測效果，缺點是濕電極導致的人體不適以及導電膏干燥后帶來的信號失真，并且操作時需要涂抹導電膏等繁瑣操作，適用場合有限，例如對燒傷或者過敏患者都不適用。近年來，一種非接觸容性耦合電極得到重視并有較多的發展，其克服了濕法電極必須和皮膚接觸檢測的缺點，利用高輸入阻抗電極獲取心電信號，由于這種電極易于和織物集成，可以極大提高監控中患者的舒適性。但是現有的容性耦合電極有多種結構和實施方式，由于其在結構和實施上優化設計不足，采集信號精度較低，噪聲偏大，給實際心電非接觸式檢測帶來困難。在電子單元部分，目前在臨床應用中主要是基于“先存儲后檢測”方式的設計，即對心電信號進行存儲式處理，長時間記錄心電信號，監測結束后將設備數據提交醫生診斷，這種監測方式是一種非實時檢測方案，不具備實時診斷和報警功能，也不具備醫生和數據的實時交互功能。另外，現有的容性耦合電極和心電監測設備均采用傳統制造方式研制，缺乏柔性電路設計，不能更好的提高人體佩戴舒適性。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題鑒于上述技術問題，本專利技術提供了一種應用新型容性耦合電極的非接觸式動態心電監測系統，使用數據通訊技術，可以對患者心電信號進行實時檢測和數據傳輸，并且在制作中采用柔性電路設計，使設備可以滿足穿戴式需要，提高用戶佩戴舒適度。(二)技術方案根據本專利技術的一個方面，提供了一種非接觸式動態心電監測系統，包括：N個非接觸心電檢測電極(N≥2)和電子單元，所述非接觸心電檢測電極由內向外包括：心電感應電極、有源保護驅動環、接地屏蔽環，其相互之間設有絕緣支撐構件；電子單元通過N根連接引線與N個非接觸心電檢測電極連接。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本專利技術非接觸式動態心電監測系統至少具有以下有益效果其中之一：(1)本專利技術的容性耦合電極，采用有源保護驅動和接地屏蔽結構，在實現不用導電膏情況下非接觸檢測的同時，提高了心電信號的檢測精度；(2)有源保護驅動和接地屏蔽結構通過凹形結構設計，對心電感應電極進行空間包圍，極大的減少了容性耦合電極前端的漏電流，提高了電極輸入阻抗，并且降低了環境噪聲對電極的影響；(3)本專利技術使用數據通訊技術，可以將患者心電數據實時傳輸至上位機服務器端，有利于醫生及時診斷和查看，使心電監測系統具備實時數據傳輸能力；(4)本專利技術中的連接引線、電子單元均采用柔性制造技術，以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材，極大提高了心電監測系統和人體的貼合程度，使整個系統具備良好的佩戴舒適性。附圖說明圖1為本專利技術實施例非接觸式動態心電監測系統的結構示意圖；圖2為本專利技術實施例非接觸式動態心電監測系統的檢測電極結構俯視圖；圖3為本專利技術實施例非接觸式動態心電監測系統的檢測電極結構剖視圖；圖4為本專利技術實施例非接觸式動態心電監測系統的電子單元的結構示意圖?！局饕?、非接觸心電檢測電極；2、電極與電子單元連接引線；3、電子單元；4、心電感應電極；5、有源保護驅動環；6、接地屏蔽環；7、絕緣支撐構件；8、絕緣支撐構件；9、絕緣支撐構件；10、電極接頭；11、有源保護驅動電路；12、表面保護層；13、信號調理電路；14、信號放大電路；15、信號濾波電路；16、模數轉換電路；17、數據通訊模塊；18、調試接口；19、單片機控制器；20、電源管理電路；21、鋰電池；22、無線充電接收電路。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術進一步詳細說明。在本專利技術的示例性實施例中，提供了一種非接觸式動態心電監測系統，包括：N個非接觸心電檢測電極(N≥2)和電子單元，所述非接觸心電檢測電極由內向外包括：心電感應電極、有源保護驅動環、接地屏蔽環，其相互之間設有絕緣支撐構件；電子單元通過N根連接引線與N個非接觸心電檢測電極連接。圖1為本專利技術實施例非接觸式動態心電監測系統的結構示意圖。如圖1所示，本專利技術非接觸式動態心電監測系統包括：非接觸心電檢測電極1、電子單元3、電極與電子單元連接引線2。非接觸心電檢測電極1為圓形、方形或不規則形狀。非接觸心電檢測電極1用于拾取人體表面電勢，按心電信號檢測需要，包含N個電極，N≥2，不同電極之間采集的人體電勢信號做差分處理，即得到人體心電信號。非接觸心電檢測電極1輸出為電壓信號，通過電極與電子單元連接引線2和電子單元3連接，電壓信號通過引線后，到達電子單元進行處理。非接觸心電檢測電極1的電源和地由電子單元3通過電極與電子單元連接引線2提供。在心電檢測中，非接觸心電檢測電極1可以在無導電膏的條件下和人體皮膚直接干接觸，也可以放置在人體皮膚外的多層織物之上，形成人體和電極的非接觸。電極與電子單元連接引線2作用在于，對非接觸心電檢測電極1和電子單元3之間進行電氣和機械連接。電極與電子單元連接引線2中包括三路電子學信號，分別是電極所需電源信號、地信號、采集電勢信號。電子單元3用于對非接觸心電檢測電極1采集的電勢信號進行處理，并且對非接觸心電檢測電極1提供電源、地；用于對多個非接觸心電檢測電極之間的信號進行差分處理；用于對心電信號的信號進行調理、放大、濾波、模擬數字轉換；用于對模擬數字轉換器的時序控制；用于對數據通訊器件的時序控制；用于和上位機服務器之間的數據通訊交互控制等。電極與電子單元連接引線2以及電子單元3中的印刷電路板采用柔性制造技術，使用聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材。采用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非接觸式動態心電監測系統，其特征在于，包括：N個非接觸心電檢測電極，N≥2；所述非接觸心電檢測電極由內向外包括：心電感應電極、有源保護驅動環、接地屏蔽環，其相互之間設有絕緣支撐構件；以及電子單元，通過N根連接引線與N個非接觸心電檢測電極連接。

【技術特征摘要】
1.一種非接觸式動態心電監測系統，其特征在于，包括：N個非接觸心電檢測電極，N≥2；所述非接觸心電檢測電極由內向外包括：心電感應電極、有源保護驅動環、接地屏蔽環，其相互之間設有絕緣支撐構件；以及電子單元，通過N根連接引線與N個非接觸心電檢測電極連接。2.根據權利要求1所述的非接觸式動態心電監測系統，其特征在于，所述非接觸心電檢測電極還包括：有源保護驅動電路和電極接頭；其中，所述心電感應電極和所述有源保護驅動環分別與有源保護驅動電路電氣連接，所述接地屏蔽環與電極接頭中的接地線電氣連接；有源保護驅動電路與電極接頭電氣連接。3.根據權利要求1所述的非接觸式動態心電監測系統，其特征在于，有源保護驅動環和接地屏蔽環均為凹形分布。4.根據權利要求1所述的非接觸式動態心電監測系統，其特征在于，所述非接觸心電檢測電極還包括：表面保護層，用于對非接觸心電檢測電極表面進行保護，防止各層之間短路。5.根據權利要求1所述的非接觸式動態心電監測系統，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任仁，夏善紅，彭春榮，鄭鳳杰，李冰，陳博，呂曜，陳賢祥，
申請(專利權)人：中國科學院電子學研究所，
類型：發明
國別省市：北京,11