模塊9用于給屯、電采集模塊2、控制器1供電,其中電源電 路主要采用AS1360及LM2576對外部供電進(jìn)行濾波及穩(wěn)壓;
[0071] 此外,終端設(shè)備3接收控制器1通過無線通訊模塊6(WIFI通信或藍(lán)牙通信)或通訊 接口單元5(USB通訊接口)傳輸過來的處理后的實(shí)時(shí)屯、電信號數(shù)據(jù),并通過內(nèi)置的存儲(chǔ)模塊 進(jìn)行存儲(chǔ),并通過內(nèi)置的顯示屏顯示處理后的實(shí)時(shí)屯、電信號所對應(yīng)的屯、電波形;其中終端 設(shè)備3包括:個(gè)人計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端(手機(jī)APP或平板電腦)。
[0072] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例還提供一種多導(dǎo)聯(lián)無線屯、電監(jiān)測方法,參考圖7,包括如下 步驟:
[0073] 步驟S501:開機(jī)自檢,控制器通電后進(jìn)行自檢;
[0074] 步驟S502:連接終端設(shè)備,控制器的與終端設(shè)備建立通信,并執(zhí)行步驟S508;
[0075] 步驟S503:數(shù)據(jù)采集,屯、電采集模塊將采集到的人體實(shí)時(shí)屯、電信號傳輸給控制器;
[0076] 步驟S504:數(shù)據(jù)處理,控制器對屯、電采集模塊采集到的人體屯、電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理,并傳輸給終端設(shè)備;
[0077] 步驟S505:數(shù)據(jù)存儲(chǔ),終端設(shè)備將處理后的實(shí)時(shí)屯、電信號進(jìn)行存儲(chǔ),通過內(nèi)置的顯 示屏顯示處理后的實(shí)時(shí)屯、電信號所對應(yīng)的屯、電波形,如果屯、電數(shù)據(jù)異常則執(zhí)行步驟S506;
[0078] 步驟S506:緊急報(bào)警,控制器發(fā)出報(bào)警信號,并執(zhí)行步驟S507;
[0079] 步驟S507:信息接收及發(fā)送,接收和發(fā)送報(bào)警信息;
[0080] 步驟S508:導(dǎo)聯(lián)脫落檢測,通過導(dǎo)聯(lián)脫落檢測電路判斷導(dǎo)聯(lián)線是否脫落,如果導(dǎo)聯(lián) 線脫落,則向發(fā)出報(bào)警提示。
[0081] 下面對多導(dǎo)聯(lián)屯、電采集技術(shù)進(jìn)行描述:
[0082] 人體是一個(gè)導(dǎo)體,屯、臟壁收縮引起的毫伏級動(dòng)作電勢使電流由屯、臟傳播至整個(gè)人 體,所傳播的電流在人體的不同部位產(chǎn)生不同的電勢,可W通過電極在皮膚表層感應(yīng)得出。 為了完整地記錄屯、臟的電活動(dòng)狀況,水平和垂直方向的十八種不同導(dǎo)聯(lián)作記錄,即i、n、 虹、aVR、a 化、曰¥。、¥1、¥2、¥3、¥4、¥5、¥6、¥33、¥41?、¥51?、¥7、¥8、¥9導(dǎo)聯(lián),共計(jì)十八導(dǎo)聯(lián)。測量時(shí) 須在人體上安放16個(gè)電極,分別為:右手電極VR、左手電極化、右腿電極化、左腿電極VF、左 胸部6個(gè)電極C1-C6,右胸C3R-巧R,左胸后背部V7-V9。根據(jù)國標(biāo),由運(yùn)些電極可W合成標(biāo)準(zhǔn) 多導(dǎo)聯(lián)屯、電圖,合成方式如下:
[0083] (1)標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián):
[0084] 導(dǎo)聯(lián) I=^-VR.
[00 化]導(dǎo)聯(lián) II =VF-VR.
[0086] 導(dǎo)聯(lián)III =VF-Vl;
[0087] (2)加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián):
[008引 aVR = VR-(VL+VF)/2;
[0089] a化二化-(VR+VF)/2;
[0090] aVF = VF-(VL+VR)/2;
[0091] (3)常用的胸導(dǎo)聯(lián):
[0092] 胸導(dǎo)Vi = Ci - (VR+VL+VF) /3,式中,VR、化、VF和C i (1 -6)表示右臂、左臂、左腿和胸 壁的電位。
[0093] WV6導(dǎo)聯(lián)為基礎(chǔ)向左后方按一定角度推衍出V7、V8、V9導(dǎo)聯(lián),用W檢測左屯、室正后 壁屯、肌缺血、損傷情況;Wvi導(dǎo)聯(lián)為基礎(chǔ)向右后方按一定角度推衍出V3R、V4R、V5RS個(gè)導(dǎo) 聯(lián),用W檢測右屯、室屯、肌缺血、損傷情況。
[0094] 標(biāo)準(zhǔn)多導(dǎo)聯(lián)屯、電圖可包括如下導(dǎo)聯(lián):
[0095] I、n、虹、aVR、a化、aVF、Vl、V2、V3、V4、V5、V6、V4R、V5R、V6R、V7、V8、V9
[0096] 其中;
[009引下面控制器的各個(gè)具體功能進(jìn)行說明
[0099] (1)數(shù)據(jù)采集
[0100] 數(shù)據(jù)采集是軟件功能中的關(guān)鍵,STM32F103通過應(yīng)用程序調(diào)用SPI程序?qū)崿F(xiàn),硬件 驅(qū)
[0101] 動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和硬件電路之間的接口,應(yīng)用程序通過調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn) 對硬件的控制。驅(qū)動(dòng)程序編寫完成W后,需要使用交叉編譯器來編譯驅(qū)動(dòng)程序。
[0102] (2)數(shù)據(jù)預(yù)處理
[0103] 由零漂、溫漂、接觸電阻變化等原因?qū)е碌幕€漂移會(huì)使屯、電信號產(chǎn)生失真,但是 屯、電信號中的ST、PT段能量集中在低頻,在去除基線漂移的同時(shí),需要盡量避免ST段等區(qū)段 的波形明顯失真。
[0104] 去除基線漂移常用的方法有:中值濾波、高通濾波、移動(dòng)平均濾波、插值擬合、自適 應(yīng)濾波等,在處理效果方面,中值濾波法效果較好并且計(jì)算簡單。
[0105] (3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
[0106] 采樣得到的屯、電數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理W后降低了干擾,首先需要存儲(chǔ)到Flash中的臨 時(shí)文件中然后再發(fā)送。存儲(chǔ)的意義不僅在于防止信號不穩(wěn)定、無線切換等原因?qū)е碌臄?shù)據(jù) 丟失。采用連續(xù)采集、間斷發(fā)送的方式還能夠降低藍(lán)牙等模塊的功耗,從而降低整個(gè)嵌入式 硬件系統(tǒng)的功耗。
[0108] 屯、電信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
[0109] (4)導(dǎo)聯(lián)脫落檢測
[0110] 便攜式監(jiān)護(hù)終端采用窗口比較器作為導(dǎo)聯(lián)脫落檢測電路,系統(tǒng)每Is檢測一次輸入 信號,檢測到電平變化則認(rèn)為導(dǎo)聯(lián)已經(jīng)脫落,觸發(fā)蜂鳴器和Lm)報(bào)警,提示患者注意并將導(dǎo) 聯(lián)脫落報(bào)警發(fā)送到APP端。
[0112] 導(dǎo)聯(lián)脫落數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
[0113] (5)低功耗設(shè)計(jì)
[0114] 嵌入式系統(tǒng)硬件電路采用電池供電,待機(jī)時(shí)間是一個(gè)重要指標(biāo)。功耗和設(shè)備的運(yùn) 行情況相關(guān),嵌入式硬件系統(tǒng)中功耗比較大的器件是藍(lán)牙或者WIFI通信模塊,采用了連續(xù) 采集、間斷發(fā)送的方式來降低模塊的功耗。
[0115] 現(xiàn)實(shí)環(huán)境中有大量的干擾存在,為了避免信號干擾,在硬件設(shè)計(jì)上增加了抗干擾 電路,在軟件設(shè)計(jì)上增加了掉線后自動(dòng)無線連接程序,加上監(jiān)護(hù)終端合理的軟硬件設(shè)計(jì),在 程序運(yùn)行過程中無線通信基本不受外界干擾的影響,整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性有著很好 的表現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)過程中系統(tǒng)很少掉線,信號良好的情況下掉線后在數(shù)秒內(nèi)能重新進(jìn)行自動(dòng) 連接。
[0116] (6)信號分析與處理
[0117] 屯、率是屯、臟狀況的一項(xiàng)重要生理指標(biāo),通常由RR間期來分析計(jì)算。二階差分算法 計(jì)算屯、律,具有準(zhǔn)確性高、計(jì)算量小的特點(diǎn),適合于云服務(wù)系統(tǒng),該算法包括信號預(yù)處理、闊 值計(jì)算、檢測策略=部分。檢測到了 R波W后,不僅能夠準(zhǔn)確計(jì)算屯、率,還可W根據(jù)時(shí)間窗來 定位P波、QRS波群W及ST區(qū)段,對屯、電信息進(jìn)行全面分析。針對本文的數(shù)據(jù)特點(diǎn),該算法需 要進(jìn)行一定的改進(jìn)。
[011引(7)信號處理
[0119] 雖然監(jiān)護(hù)終端已經(jīng)采用了大量的電路來降低干擾,為了有利于信號分析,還需要 進(jìn)行數(shù)字濾波。此外,由于差分算法對高頻信號特別敏感[40],需要采用低通濾波器去除高 頻信號。最后,需要按公式進(jìn)行二階差分運(yùn)算。Y(n)=X(n)-2X(n-l)巧(n-2)
[0120] (8)闊值計(jì)算
[0121] W二階差分運(yùn)算作為判別R波的依據(jù),需要在內(nèi)存中建立3個(gè)緩沖區(qū),分別是原始 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、二階差分緩沖區(qū)和R波峰值緩沖區(qū)。緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)按照"先進(jìn)先出"的順序運(yùn) 行。原始數(shù)據(jù)和二階差分緩沖區(qū)含5s時(shí)間長度的信息,R波峰值緩沖區(qū)中保存10個(gè)左右已檢 出R波的位置和對應(yīng)的二階差分極小值。
[0122] 原始數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中,Wls時(shí)長的信號作為1個(gè)單位,對初始的5個(gè)單位時(shí)長的數(shù)據(jù) 進(jìn)行自學(xué),計(jì)算每個(gè)單位的二階差分極小值點(diǎn)的幅度,然后將5個(gè)極小值中的中位數(shù)的0.7 倍作為檢測初始值。
[0123] 每當(dāng)檢測到1個(gè)R波,刷新R波數(shù)據(jù)緩沖,將該R波和其對應(yīng)的極小值壓入緩沖區(qū)。檢 測到10個(gè)R波波峰W后,W緩沖區(qū)中對應(yīng)的二階差分值取中位數(shù)的0.7倍作為新的檢測闊 值。
[0124] 算法進(jìn)入回掃進(jìn)程時(shí),檢測闊值降低到當(dāng)前值的0.4倍,如果檢測到R波則重新恢 復(fù)到之前大小,繼續(xù)進(jìn)行檢測。W中位數(shù)作為檢測標(biāo)準(zhǔn)主要是為了防止干擾對差分值的影 響。
[0125] 檢測策略如下:
[0126] 如果1個(gè)二階差分極小值滿足W下條件,就可W認(rèn)為其對應(yīng)于1個(gè)R波:幅度小于檢 測闊值;與前一個(gè)R波對應(yīng)的極小值上超過200ms的時(shí)間;證明不是由于偽跡引起。
[0127] 檢測到極小值W后,就可W確定其對應(yīng)的屯、電信號中R波的波峰位置。通過R波峰 值檢測結(jié)果,可W方便地推算出RR間期,判斷屯、率情況。
[0128] 典型的屯、率失常描述如下:
[01巧]屯、動(dòng)過緩:平均屯、率小于40次/分;
[0130] 屯、動(dòng)過速:平均屯、率大于120次/分;
[0131] 停搏:3s內(nèi)沒有出現(xiàn)R波;<