本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術領域，特別涉及一種心電信號采集系統(tǒng)及可穿戴設備。

背景技術：

快速心律失常疾病的病因常常是由于竇房結激動異常，如激動經異常通道進行傳導，或有除竇房結以外的激動點存在。對于該病因引起的快速心律失常的治療通常采用導管消融治療術，即通過消融能量來阻斷異常通道或消除異常激動點來實現(xiàn)治療的目的。在導管消融治療手術中，標測導管從股靜脈通路中進入心腔，對心腔內的電信號進行標測，獲知異常的通路或激動點(即心內標測)。由于心內標測過程復雜繁瑣，耗時耗力，對于心臟中的復雜環(huán)境，常常需要進行多次標測，進一步延長了手術的時間，增加了手術的風險。

針對心內標測獲知異常的通路或激動點存在的不足，后續(xù)出現(xiàn)體表標測，即通過對體表的微小心電信號進行采集，繼而通過特殊的算法投影成整個心臟，從而獲知心臟中的異常通路或激動點的位置。為了得到較為精確的異常通路或激動點的位置，體表標測不僅需要對多個位置的體表心電信息進行采集，且同時需要獲知采集點的位置信息。通常是把多個電極與馬甲相結合(稱為心電馬甲)，患者穿上馬甲后進行CT檢查，即可以知道馬甲上多個電極的位置信息。

但現(xiàn)有技術存在的不足是：成本高昂，往往需要針對患者進行個性化定制馬甲，CT體檢讓被體檢者受到較大劑量的X線輻射，對身體造成損害。因此，需要開發(fā)出一種普適化的方法，既能夠快速地采集多路人體的體表心電信號，同時能獲知這些采集點的位置信息。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種心電信號采集系統(tǒng)，以簡化現(xiàn)有技術中確定采 集電極的位置的方法，具有普適性的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種心電信號采集系統(tǒng)，所述心電信號采集系統(tǒng)包括：

采集模塊，用于采集心電信號；及

磁定位模塊，用于在磁場環(huán)境中獲取與所述采集模塊采集的心電信號的位置相對應的位置信息。

在一實施例中，所述采集模塊為電極貼片，所述電極貼片包括電極層和至少一個設置于所述電極層上的電極。

在一實施例中，所述磁定位模塊為磁定位棒，所述磁定位棒包括磁定位傳感器，在通過所述電極采集心電信號時，所述磁定位棒的位置對應于所述電極的位置，并通過所述磁定位傳感器獲取所述電極的位置信息。

在一實施例中，所述電極貼片還包括底層和第一連接層，所述第一連接層的一面與所述電極層的一面貼合并裸露所述電極層上的電極，所述電極層的另一面與所述底層貼合，所述第一連接層的另一面用于貼覆使用者體表，以使所述第一連接層上裸露出的電極與使用者體表接觸。

在一實施例中，所述磁定位模塊為傳感器層，所述傳感器層包括至少一個磁定位傳感器，所述傳感器層與所述電極層相疊置，并且所述磁定位傳感器與所述電極一一對應，以獲取所述電極的位置信息。

在一實施例中，所述傳感器層還包括柔性電路板和信號連接器，所述磁定位傳感器設置于所述柔性電路板上，所述信號連接器通過傳感器導線與所述磁定位傳感器電連接。

在一實施例中，所述電極貼片還包括底層、第一連接層和第二連接層，所述第一連接層的一面與所述電極層的一面貼合并裸露所述電極層上的電極，所述電極層的另一面與所述傳感器層的一面貼合，所述第一連接層的另一面用于貼覆使用者體表，以使所述第一連接層上裸露出的電極與使用者體表接觸，所述第二連接層的一面與所述傳感器層的另一面貼合并裸露所述傳感器層上的磁定位傳感器，所述第二連接層的另一面與所述底層貼合。

在一實施例中，所述底層的材質為硅膠或無紡布。

在一實施例中，所述電極層包括柔性電路板、信號連接器，所述信號連接 器通過導線與所述柔性電路板上的電極相連。

在一實施例中，還包括控制處理模塊和磁場發(fā)生器，所述控制處理模塊與所述采集模塊和所述磁定位模塊連接，所述控制處理模塊用于向所述磁場發(fā)生器發(fā)送循環(huán)的控制激勵信號，所述磁場發(fā)生器在所述控制激勵信號作用下產生所述磁場環(huán)境；所述控制處理模塊將所述控制激勵信號和所述位置信息進行信號處理，從而得到所述磁定位模塊的坐標，并根據采集的所述心電信號及所述坐標生成心臟傳導時的時序圖。

在一實施例中，還包括顯示模塊，與所述控制處理模塊連接，用于輸出并顯示心臟傳導時的時序圖。

在一實施例中，還包括信號放大模塊，與所述采集模塊和所述控制處理模塊連接，用于放大所述采集模塊采集的心電信號。

本發(fā)明提供一種可穿戴設備，包括如上所述的心電信號采集系統(tǒng)。

在本發(fā)明所提供的心電信號采集系統(tǒng)及可穿戴設備，所述電信號采集系統(tǒng)包括采集模塊及磁定位模塊，通過采集模塊采集心電信號，磁定位模塊在磁場環(huán)境中獲取與所述心電信號采集位置相對應的位置信息。所述可穿戴設備中整合了所述心電信號采集系統(tǒng)。本發(fā)明通過磁定位模塊獲取在磁場中獲取與所述心電信號采集位置相對應的位置信息，簡化了確定心電采集信號的位置的方法，結構簡單，具有普適性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的心電信號采集系統(tǒng)的結構框圖；

圖2是本發(fā)明實施例一中心電信號采集系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例一中電極貼片的爆炸結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例一中電極層的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例一中磁定位棒的剖面示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例二中電極貼片的爆炸結構示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例二中傳感器層的局部剖面示意圖。

圖中：

電極貼片1；電極層10；柔性電路板100、20’；信號連接器101；導線102；電極103；底層11；第一連接層12；第二連接層13；磁定位棒2；殼體22；按鈕23；傳感器層2’；磁定位傳感器21、21’；傳感器導線210’；體表3。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的心電信號采集系統(tǒng)作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

請參考圖1，其為本發(fā)明實施例的心電信號采集系統(tǒng)的結構框圖，如圖1所示，所述心電信號采集系統(tǒng)包括：采集模塊、磁定位模塊和控制處理模塊，采集模塊用于采集心電信號；磁定位模塊用于在磁場環(huán)境中獲取與所述采集模塊采集的心電信號的采集位置相對應的位置信息；控制處理模塊與所述采集模塊和所述磁定位模塊連接，用于根據采集的心電信號及其位置信息生成心臟傳導時的時序圖。

較佳的，為了便于心電信號的處理，在采集模塊的輸出端設置了信號放大模塊，放大所述采集模塊采集的心電信號，并將放大后的心電信號傳輸給所述控制處理模塊；為了便于使用者實時觀測心臟傳導時的時序圖，控制處理模塊的輸出端連接有顯示模塊，用于輸出并顯示所述控制處理模塊生成的心臟傳導時的時序圖。

為了較好的理解本發(fā)明實施的心電信號采集系統(tǒng)具體是如何確定采集心電信號的電極的位置的，下面結合兩個具體實施例進行理解。

實施例一

請參考圖2，其為本發(fā)明實施例一心電信號采集系統(tǒng)的結構示意圖。如圖2所示，本實施例的心電信號采集系統(tǒng)中的采集模塊為電極貼片1，磁定位模塊為磁定位棒2；在采集心電信號時，所述磁定位棒2指向所述電極層上電極，使得所述磁定位棒2的位置與所述電極的位置相對應，進而通過所述磁定位傳感器獲取所述電極的位置信息，為了更為準確地獲取電極的位置信息，磁定位棒2 可與電極貼片1相接觸。

請參考圖3，其是本發(fā)明實施例一中電極貼片的爆炸結構示意圖。如圖3所示，所示電極貼片1為3層結構，具體包括：電極層10、底層11及第一連接層12，所述第一連接層12的一面與所述電極層10的一面貼合并裸露所述電極層10上的電極103，所述第一連接層12的另一面用于貼覆于使用者體表3，以使所述第一連接層12上裸露出的電極103與使用者體表3接觸，所述底層11與所述電極層10背離所述第一連接層12的一面貼合；其中，所述底層11的材質為硅膠或無紡布，所述底層11的厚度范圍為0.5～5mm，優(yōu)選的，所述底層11的厚度為1mm。所述電極層10厚度范圍為0.05～0.5mm，優(yōu)選為0.5mm。

具體的，所述第一連接層12為雙面膠，為了使電極層10上的電極103裸露并與使用者體表3接觸，第一連接層12上設置有若干用于容納電極的通孔，以使第一連接層12與電極層10貼合時，每個電極103對應第一連接層12上的一個通孔位置，電極103貫穿通孔并裸露于第一連接層12表面。較佳的，第一連接層12的類型可以選用環(huán)氧類，也可以選用聚氨酯類。此外，為了擴大電極層10上電極103與體表3的接觸面積，在每個電極的表面涂覆有金屬涂層或導電膠，所述導電膠的材料選用抗過敏材質，如橡膠、PVA和氯化鉀溶液的混合物，所述金屬涂層厚度范圍為20μm～2000μm；所述金屬涂層優(yōu)選為金涂層或者銀涂層。

請參考圖4，其為本發(fā)明實施例一中電極層10的結構示意圖。如圖4所示，所述電極層10包括柔性電路板100、信號連接器101，所述信號連接器101通過導線102與所述柔性電路板100上的電極103相連，所述柔性電路板100優(yōu)選為聚醚酰亞胺柔性電路板或者聚酰亞胺柔性電路板。所述電極層10上設置的電極的數(shù)量為40～300個，電極的位置可以覆蓋使用者前胸和/或后背。電極的數(shù)量可以根據實際采集心電信號的需求進行設定，這里就不做過多的限定。

為了較好的了解本實施例中磁定位棒的結構，請參考圖5，其為本發(fā)明實施例一中磁定位棒的剖面示意圖。如圖5所示，所示磁定位棒2主要包括設置于殼體22中的磁定位傳感器21，當所述磁定位棒2指向所述電極層上的電極103時，通過殼體22中的磁定位傳感器21獲取該電極103的位置信息。其中，磁傳感器一般為兩根并排的金屬線圍繞磁鐵進行纏繞，當磁場環(huán)境變化時，繞線 圈上的電流即發(fā)生變化。為了屏蔽其它磁場的干擾，磁定位棒2的殼體22優(yōu)先采用金屬材料，當然也可以是塑料材料。磁定位棒2的后端手把上設置有按鈕23，所述按鈕23分別連接內部控制電路和所述磁定位傳感器21，當磁定位棒2到達指定電極103位置后，按下按鈕23，觸發(fā)內部控制電路，即可記錄下該電極103的位置信息，內部控制電路與手把尾部的插座相連接，插座與外部的控制處理模塊相連，用于將所述位置信息傳送至所述控制處理模塊。

在應用中，患者首先背靠磁場發(fā)生器靜坐，然后在患者的前部貼上電極貼片，控制處理模塊向磁場發(fā)生器發(fā)送循環(huán)的控制激勵信號，使所述磁場發(fā)生器在所述控制激勵信號作用下向周圍空間發(fā)送磁場，在磁場環(huán)境中，采用磁定位棒逐一指向電極貼片上的電極位置，磁定位棒中的磁定位傳感器21和所述磁場產生電磁感應，從而產生電壓信號及電流信號，操作者按下按鈕23，將所述電壓信號及電流信號傳遞給控制處理模塊，控制處理模塊可以將前述的控制激勵信號和電壓信號及電流信號進行同步相關處理，從而運算出磁定位棒2中的磁定位傳感器21所在之處的坐標。所述磁場可以是AC交流磁場或直流脈沖磁場。該電極貼片可以是一次性使用的貼片，而磁定位棒2可重復使用。因此，一方面，可以降低系統(tǒng)的成本，另一方面，也較為適合數(shù)量較少的特定位置的信號采集。

實施例二

實施例二與實施例一的區(qū)別在于磁定位模塊的具體結構，實施例一中磁定位模塊為磁定位棒2，利用所述磁定位棒2指向所述電極層上電極來獲取所述電極層10上電極的位置信息，每次僅能獲得當前對應電極的位置信息，對于獲取較多電極位置時，較為耗時耗力。請參考圖6，其為本發(fā)明實施例二中電極貼片的爆炸結構示意圖。針對實施例一的不足，發(fā)明人經過不斷的實驗研究獲得實施例二中的方案，實施例二中將磁定位模塊設計為傳感器層2’，其整合在電極貼片1中，所述傳感器層2’包括至少一個磁定位傳感器21'，所述傳感器層2’與所述電極層10疊置，并且所述電極與所述磁定位傳感器一一對應，以獲取所述電極的位置信息。

如圖6所示，此時電極貼片1為5層結構，相比實施例一中電極貼片1的3 層結構多了第二連接層13和傳感器層2’。所述第二連接層13與第一連接層12的材質及作用相似，可以是雙面膠。所述第二連接層13的一面與所述傳感器層2’貼合并裸露所述傳感器層2’上的磁定位傳感器21'，所述第二連接層13的另一面與底層11貼合。所述傳感器層2’與電極層10相貼合，所述傳感器層2’的磁定位傳感器21'與所述電極層10的電極背對設置且一一對應，從而獲知每個電極的位置信息。

第二連接層13上設置有若干容置磁定位傳感器21'的通孔，所述第二連接層13的厚度大于傳感器層2’的厚度，從而使得磁定位傳感器21'較為安全穩(wěn)固的至于通孔中。所述傳感器層2’厚度范圍為0.05～1mm，所述傳感器層2’厚度優(yōu)選為1mm。與實施例一類似的，第一連接層12上設置有若干用于容納電極的通孔，以使第一連接層12與電極層10貼合時，每個電極103對應第一連接層12上的一個通孔位置，電極103貫穿通孔并裸露于第一連接層12表面。

請參考圖7，其為本發(fā)明實施例二中傳感器層的局部剖面示意圖。如圖7所示，所述傳感器層2’還包括柔性電路板20’和信號連接器(圖中未顯示)，所述磁定位傳感器21'設置于所述柔性電路板上，所述信號連接器通過傳感器導線210’與所述磁定位傳感器21'電連接，最終磁定位傳感器21'的信號通過柔性電路上的傳感器導線210’引出至信號連接器，由于在每一個電極的對應位置放置有磁定位傳感器21'，可以省去使用磁定位棒2進行逐一的位置確認，并且，可以快速地感知電極位置的變動，提供更為準確的數(shù)據。

在應用中，患者首先背靠磁場發(fā)生器靜坐，然后在患者的前部貼上電極貼片，控制處理模塊向磁場發(fā)生器發(fā)送循環(huán)的控制激勵信號，使所述磁場發(fā)生器在所述控制激勵信號作用下向周圍空間發(fā)送磁場，在磁場環(huán)境中，電極貼片中的多個磁定位傳感器21'和所述磁場產生電磁感應，從而產生電壓及電流信號，將所述電壓及電流信號傳遞給控制處理模塊，控制處理模塊可以將前述的控制激勵信號和電壓及電流信號進行同步相關處理，從而運算出電極貼片中的多個磁定位傳感器21'所在之處的坐標。該電極貼片可以是一次性使用的貼片。本實施例中的方案也適用于心電采集馬甲的形式，例如，將電極貼片整合在一可穿戴設備中，例如心電馬甲中，其較適合多個位置的心電采集。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是 與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

綜上，在本發(fā)明所提供的心電信號采集系統(tǒng)及可穿戴設備，所述電信號采集系統(tǒng)包括采集模塊及磁定位模塊，通過采集模塊采集心電信號，磁定位模塊在磁場環(huán)境中獲取與所述心電信號采集位置相對應的位置信息。所述可穿戴設備中整合了所述心電信號采集系統(tǒng)。本發(fā)明通過磁定位模塊獲取在磁場中獲取與所述心電信號采集位置相對應的位置信息，簡化了確定心電采集信號的位置的方法，結構簡單，具有普適性。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。