心電信號(hào)采集器及心電圖處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及心電圖信號(hào)采集和處理領(lǐng)域，尤其涉及一種心電信號(hào)采集器、心電圖處理系統(tǒng)及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]心電圖作為一種無(wú)創(chuàng)且簡(jiǎn)單易行的檢測(cè)方法，在心臟疾患的早期篩查中發(fā)揮著重要的作用。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)健康技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出許多面向個(gè)人、家庭的微小型心電信號(hào)采集分析系統(tǒng)。但這些系統(tǒng)所用的終端都需要獨(dú)立供電的終端，且都需要獨(dú)立的MCU或AD采樣模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)采集，之后通過(guò)藍(lán)牙、USB或者其他數(shù)據(jù)通訊方式和智能移動(dòng)終端(如智能手機(jī)、平板電腦等)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。目前，針對(duì)該技術(shù)的國(guó)內(nèi)專利技術(shù)方案，所提出的創(chuàng)新點(diǎn)大體分布在心電采集的移動(dòng)終端一體化設(shè)計(jì)、微型化設(shè)計(jì)、輕薄設(shè)計(jì)、可穿戴設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)等方面，而對(duì)采集終端的成本降低、易用性等方面，很少提出行之有效的優(yōu)化方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種心電信號(hào)采集器，該心電信號(hào)采集器包括:心電導(dǎo)聯(lián)、電壓轉(zhuǎn)換裝置、心電采集芯片、音頻調(diào)制單元和音頻接口，所述心電導(dǎo)聯(lián)連接所述心電采集芯片，檢測(cè)心電信號(hào)輸入所述心電采集芯片，所述心電采集芯片對(duì)輸入的所述心電信號(hào)進(jìn)行模擬前端放大，形成低頻模擬信號(hào)輸出至所述音頻調(diào)制單元，所述音頻調(diào)制單元對(duì)所述低頻模擬信號(hào)進(jìn)行高頻調(diào)制后輸出，其中，心電信號(hào)采集器通過(guò)所述音頻接口連接外部設(shè)備的音頻輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置連接所述音頻接口，根據(jù)外部設(shè)備的輸入生成電壓，為心電信號(hào)采集器供電，所述音頻調(diào)制單元連接所述音頻接口，輸出調(diào)制后的心電模擬信號(hào)至所述外部設(shè)備。
[0004]本實(shí)用新型的心電信號(hào)采集器通過(guò)設(shè)置音頻接口與外部設(shè)備的音頻輸入端連接，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的傳輸和利用音頻接口供電，充分復(fù)用了外部設(shè)備音頻部分的AD采集電路、供電電路，實(shí)現(xiàn)了最小化硬件復(fù)雜度的心電信號(hào)采集器，有效降低了采集器的硬件成本。
[0005]在一些實(shí)施方式中，所述音頻調(diào)制單元為脈沖調(diào)制器，包括時(shí)鐘單元和多路器，所述多路器連接所述時(shí)鐘單元和所述心電采集芯片，接收脈沖信號(hào)和所述低頻模擬信號(hào)進(jìn)行混合調(diào)制，輸出調(diào)制后的心電模擬信號(hào)。由此，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)時(shí)鐘脈沖對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行音頻調(diào)制，將心電信號(hào)調(diào)制到音頻載波上，以通過(guò)音頻輸入端(耳機(jī)MIC端)進(jìn)行心電模擬信號(hào)的AD采樣，使心電信號(hào)采集器可以復(fù)用外部設(shè)備的音頻部分和心電圖處理系統(tǒng)，只在心電采集器中進(jìn)行模擬前端采集和模擬調(diào)制，從而降低心電采集器的功耗和硬件成本(不需設(shè)置MCU或AD采集模塊)。
[0006]在一些實(shí)施方式中，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置為DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述外部設(shè)備的輸入為所述音頻輸入端輸出至所述音頻接口的直流偏置電壓，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器連接所述音頻接口的MIC端，根據(jù)直流偏置電壓生成電壓，為所述心電信號(hào)采集器供電；或者所述電壓轉(zhuǎn)換裝置為整流變壓器，所述外部設(shè)備的輸入為所述音頻輸入端輸出至所述音頻接口的音頻交流電信號(hào)，所述整流變壓器連接所述音頻接口的左或右聲道，根據(jù)交流電信號(hào)生成電壓，為所述心電信號(hào)采集器供電。由此，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)耳機(jī)的偏置電壓或音頻電壓輸出生成電壓，對(duì)心電信號(hào)采集器進(jìn)行供電，使心電信號(hào)采集器無(wú)需獨(dú)立電源供電，降低硬件成本。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，還提供了一種心電圖處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括心電信號(hào)采集器和智能終端，所述心電信號(hào)采集器包括心電導(dǎo)聯(lián)、電壓轉(zhuǎn)換裝置、心電采集芯片、音頻調(diào)制單元和音頻接口，所述心電導(dǎo)聯(lián)連接所述心電采集芯片，將檢測(cè)的心電信號(hào)輸入所述心電采集芯片進(jìn)行前端模擬放大，輸出低頻模擬信號(hào)至所述音頻調(diào)制單元，所述音頻調(diào)制單元對(duì)所述低頻模擬信號(hào)進(jìn)行高頻調(diào)制；
[0008]所述智能終端包括音頻輸入端和心電信號(hào)處理模塊，所述心電信號(hào)采集器通過(guò)所述音頻接口接入所述智能終端的音頻輸入端，將調(diào)制后的心電模擬信號(hào)輸出至所述音頻輸入端，所述音頻輸入端對(duì)接收到的所述調(diào)制后的心電模擬信號(hào)進(jìn)行AD采樣，生成音頻信號(hào)輸出至所述心電信號(hào)處理模塊，所述心電信號(hào)處理模塊設(shè)置為采集所述音頻信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理，并輸出顯示心電信號(hào)波形；其中，
[0009]所述電壓轉(zhuǎn)換裝置連接所述音頻接口，根據(jù)所述音頻輸入端的輸出生成電壓，為所述心電信號(hào)采集器供電。
[0010]本實(shí)用新型的系統(tǒng)利用智能終端為心電信號(hào)采集器進(jìn)行供電，同時(shí)利用智能終端的心電信號(hào)處理平臺(tái)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行處理分析，輸出心電圖波形，以供醫(yī)療參考。同時(shí)，智能終端的音頻輸入輸出端的高度標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，使該系統(tǒng)具有很好的兼容性和可擴(kuò)展性。
[0011 ] 在一些實(shí)施方式中，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置為DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器連接所述音頻接口的MIC端，通過(guò)所述音頻接口的MIC端接收所述音頻輸入端輸出的直流偏置電壓，根據(jù)所述直流偏置電壓生成電壓，為所述心電信號(hào)采集器供電。由此，通過(guò)智能終端的耳機(jī)部分輸出的直流偏置電壓，就能夠?yàn)樾碾娦盘?hào)采集器供電，非常方便實(shí)用。
[0012]在一些實(shí)施方式中，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置為整流變壓器，所述心電信號(hào)處理模塊包括語(yǔ)音播放單元，所述語(yǔ)音播放單元設(shè)置為檢測(cè)所述音頻輸入端，捕捉所述音頻輸入端的耳機(jī)插拔狀態(tài)，根據(jù)耳機(jī)的插入或撥出狀態(tài)播放或停止播放特定頻率的音頻信號(hào)；所述整流變壓器連接所述音頻接口的左或右聲道，通過(guò)所述音頻接口的左或右聲道接收所述播放的特定頻率的音頻信號(hào)，根據(jù)所述音頻信號(hào)生成電壓，為所述心電信號(hào)采集器供電。由此，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)智能終端檢測(cè)心電采集器的連接狀態(tài)，而播放正弦波對(duì)心電信號(hào)采集器供電。
[0013]在一些實(shí)施方式中，所述心電信號(hào)處理模塊還包括信號(hào)采集單元、數(shù)據(jù)解調(diào)單元和信號(hào)濾波單元，所述信號(hào)采集單元設(shè)置為設(shè)置一塊固定大小的緩沖區(qū)域，通過(guò)所述智能終端的錄音功能從所述音頻信號(hào)采集固定頻率的語(yǔ)音信號(hào)，并將采集到的所述固定頻率的語(yǔ)音信號(hào)存儲(chǔ)至所述緩沖區(qū)域；所述數(shù)據(jù)解調(diào)單元設(shè)置為讀取所述緩沖區(qū)域的數(shù)據(jù)，對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行八分之一采樣，并對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行極大值數(shù)據(jù)提取，從而得到心電信號(hào)；所述信號(hào)濾波單元設(shè)置為對(duì)所述數(shù)據(jù)解調(diào)單元提取的心電信號(hào)依次進(jìn)行10Hz低通濾波和50Hz工頻濾波，將濾波后的心電信號(hào)波形輸出顯示。由此，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸至智能終端的心電信號(hào)的采集、解調(diào)和濾波處理，從而得到符合要求的心電信號(hào)，輸出無(wú)濾波干擾的心電圖波形，供用戶醫(yī)療參考。
[0014]本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種心電圖處理方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)心電圖波形的采集、處理和分析。該方法包括:
[0015]心電信號(hào)采集器通過(guò)音頻接口連接智能終端的音頻輸入端，接收所述音頻輸入端的輸入和向所述智能終端傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0016]電壓轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)所述音頻輸入端的輸入生成電壓，為心電信號(hào)采集器供電；
[0017]心電采集芯片接收心電導(dǎo)聯(lián)檢測(cè)到的心電信號(hào)，對(duì)所述檢測(cè)的心電信號(hào)進(jìn)行前端模擬放大，輸出低頻心電模擬信號(hào)至音頻調(diào)制單元；
[0018]音頻調(diào)制單元將所述低頻心電模擬信號(hào)與時(shí)鐘脈沖波進(jìn)行混合調(diào)制，將調(diào)制后的心電模擬信號(hào)輸出至所述音頻輸入端；
[0019]所述音頻輸入端接收所述調(diào)制后的心電模擬信號(hào)，進(jìn)行AD采樣，生成音頻信號(hào)。
[0020]通過(guò)該方法，可以實(shí)現(xiàn)心電采集器與智能終端通過(guò)模擬信號(hào)進(jìn)行心電數(shù)據(jù)的傳輸，使心電采集器能夠復(fù)用智能終端音頻部分的采樣電路，從而使心電采集器不需要MCU或AD模塊即可實(shí)現(xiàn)采樣目的，降低心電采集器的硬件復(fù)雜度和成本。同時(shí)，利用智能終端音頻部分的供