一種心電信號檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種心電信號檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的一種心電信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括便攜式檢測終端、便攜式顯示終端和云服務器；所述便攜式檢測終端、便攜式顯示終端和云服務器之間通過無線通信方式建立連接。本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明依托于如腕帶式便攜設備，便于設備的普及以及為擁有智能腕帶式設備的用戶減少用戶的開支，并且對于對便攜性要求不高的用戶可以跳過腕帶式設備進行應用，滿足了用戶需求的差異性。本發(fā)明尤其適用于實時心電信號檢測系統(tǒng)。
【專利說明】-種心電信號檢測系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及到一種心電信號檢測系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 隨著移動互聯(lián)網、穿戴式設備的發(fā)展，各式各樣腕帶式設備如智能手環(huán)、智能手表 普及開來。其中一些設備包含一些運動健康有關的功能，如記錄運動數(shù)據(jù)、睡眠監(jiān)控等。但 是，在更為深入的移動醫(yī)療領域，開發(fā)的功能很少。
[0003] 提供體征信息監(jiān)測的移動醫(yī)療設備由于消費群體較小，消費群體需求單一，價格 昂貴等原因產品較少，無法普及開來。
[0004] 對于心電信號檢測的設備，其專業(yè)性強，一般只能在醫(yī)院中進行檢測，給用戶帶來 了不便。而且其檢測設備的電極較多，不利于便攜性的要求。因此，關于便攜式心電信號檢 測的設備更加稀少。
[0005] 對提供體征信息監(jiān)測的移動醫(yī)療設備有需求的用戶，其需求有所差異，如有的用 戶只是在自己感覺身體不適時進行檢測，而有些用戶想隨時就能知道自己的某些體征信 息。檢測時間的長短與檢測環(huán)境的不確定給開發(fā)者帶來一些開發(fā)的不便。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的，就是針對上述問題，提出一種心電信號檢測系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的技術方案：一種心電信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括便攜式檢測終端、 便攜式顯示終端和云服務器；所述便攜式檢測終端、便攜式顯示終端和云服務器之間通過 無線通信方式建立連接；
[0008] 所述便攜式檢測終端包括電極檢測模塊、預處理模塊、檢測端遠程通信模塊和檢 測端云備份模塊，所述電極檢測模塊分別與預處理模塊和檢測端遠程通信模塊連接，所述 檢測端遠程通信模塊與檢測端云備份模塊連接；其中，
[0009] 所述電極檢測模塊包括多個檢測端口，每個檢測端口分別提供不同的檢測電極用 于檢測不同的心電信號，并將檢測到的心電信號發(fā)送到預處理模塊和檢測端遠程通信模 塊；
[0010] 所述預處理模塊用于對檢測到的心電信號進行預處理；
[0011] 所述檢測端云備份模塊用于存儲通信模塊與云服務器的通信數(shù)據(jù)；
[0012] 所述便攜式處理終端包括波形識別模塊、波形分類模塊、處理端遠程通信模塊和 處理端云備份模塊；所述波形識別模塊與波形分類模塊連接，處理端遠程通信模塊分別與 波形識別模塊、處理端云備份模塊和檢測端遠程通信模塊連接；其中，
[0013] 所述處理端遠程通信模塊接收檢測端遠程通信模塊發(fā)送的信號后，將便攜式檢測 終端檢測到的心電信號發(fā)送到波形識別模塊進行識別；
[0014] 所述波形識別模塊用于識別電極檢測模塊檢測的心電信號，并將識別的波形提供 給波形分類模塊進行分類；
[0015] 所述波形分類模塊將分類后的心電信號通過顯示遠程通訊模塊發(fā)送到云服務器 以及通過便攜式處理終端反饋給用戶；
[0016] 所述處理端云備份模塊用于存儲通信模塊與云服務器的通信數(shù)據(jù)。
[0017] 本發(fā)明的技術方案中，便攜式檢測終端可采用腕帶式設備，如智能手環(huán)、智能手表 等設備；便攜式處理終端可采用移動設備，或集成到手機等常用的便攜智能設備中。
[0018] 本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明提供了一種便攜式的心電監(jiān)測設備，可以應用于多 種場景，包括本發(fā)明所述的兩種場景；本發(fā)明緊緊依托于如腕帶式便攜設備，便于設備的普 及以及為擁有智能腕帶式設備的用戶減少用戶的開支，并且對于對便攜性要求不高的用戶 可以跳過腕帶式設備進行應用，滿足了用戶需求的差異性；本發(fā)明提供的心電監(jiān)測設備給 用戶帶來便捷，因為過去用戶只能前往醫(yī)院檢查才能獲得心電信號；本發(fā)明提供的報警與 遠程報警功能，如果用戶發(fā)生突發(fā)型心臟疾病時，用戶與用戶親人或醫(yī)生可以獲得報警采 取及時的救助。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0020] 圖2本發(fā)明的流程示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明的報警與遠程通知流程圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明的云備份功能流程圖。

【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明的心電信號檢測系統(tǒng)，包括便攜式檢測終端（智能腕帶式設 備），用于佩戴在用戶身上；便攜式顯示終端（移動設備），用于用戶隨時攜帶；云服務器， 用戶檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中轉或存儲；所述便攜式檢測終端、便攜式顯示終端和云服務器之間 通過無線通信方式建立連接。
[0025] 便攜心電信號檢測設備，其包含的模塊有：可更換的電極檢測模塊、可以擴展的腕 帶式設備、報警模塊、遠程報警模塊、云備份模塊。
[0026] 所述可更換的電極檢測模塊是可以根據(jù)需求來增加或減少電極的數(shù)量的集成接 口。本模塊的作用可用如下兩個場景來展示：
[0027] 場景一：用戶想隨時獲得檢測到的心電信號信號，對實時性要求較高，而對心電信 號信號的完整性全面性要求較低的情況下可以選擇減少電極的個數(shù)，在這種情況下用戶可 以進行不劇烈的活動。在最少的情況下也要維持三個電極以提供心電信號的單級導聯(lián)信 息，在后述的波形分類模塊中可以識別出危機的心電信號。
[0028] 場景二 ：用戶想獲得較為精確的心電信號時，用戶需要靜坐或平躺以減少運動帶 來的干擾，這種情況下，需要增加電極個數(shù)。這時多個導聯(lián)信息可以提供更為精確的心電信 息，方便后述遠程診斷模塊中醫(yī)師的檢測與判斷。在該場景下，由于對便攜性要求很低，可 以跳過可以擴展的腕帶式設備直接將可更換的電極檢測模塊連接移動設備上，這樣可以便 于沒有腕帶式設備對便攜性要求低的用戶使用。
[0029] 用戶可以根據(jù)自己的需求并依據(jù)醫(yī)生建議來確定電極個數(shù)，本發(fā)明的應用場景并 不僅僅依賴于上述兩種場景。
[0030] 本模塊的實現(xiàn)采用兩種方式。其中一種是由提供常用的單級導聯(lián)所需的三個電極 組成（如圖1所示）。另外一種是多級導聯(lián)所需的多個電極組成，這里的多個電極包含前一 種方式中的單級導聯(lián)的三個電極，并且可以接入其他級導聯(lián)的電極。依據(jù)心電監(jiān)測知識，多 個電極最多包含十二級導聯(lián)的電極，即標準十二級導聯(lián)方式。
[0031] 所述可以擴展的腕帶式設備是包含智能手環(huán)、智能手表這些設備。這些腕帶式設 備搭載Android Wear系統(tǒng)或腕帶式設備廠商開發(fā)的可擴展應用程序的系統(tǒng)。通過這些設備 上的擴展的應用程序檢測這些設備是否處于忙碌狀態(tài)。如果處于忙碌狀態(tài)，則直接將電極 檢測模塊采集到的心電信號壓縮再放入待發(fā)送給移動終端的存儲緩沖中。如果不處于忙碌 狀態(tài)，則使用腕帶式設備對采集后的心電信號進行一些預處理工作，包含濾除采集信號的 噪聲，在待發(fā)送的數(shù)據(jù)中添加標識以標注，這些檢測的數(shù)據(jù)已經進行了預處理，不需要再在 移動終端進行預處理。再進行壓縮放入待發(fā)送給移動終端的存儲緩沖中。腕帶式設備將待 發(fā)送給移動終端的存儲緩沖按照先進先出的順序通過藍牙模塊發(fā)送到想匹配的移動終端。
[0032] 在移動終端中，將包含波形識別模塊、波形分類模塊、報警模塊、遠程報警模塊、遠 程診斷模塊、云備份模塊等模塊。
[0033] 在移動終端接收到腕帶式設備發(fā)送過來的心電信號后，首先根據(jù)接收到的字段的 最開始的一個字節(jié)來判斷在腕帶式設備中是否已經進行了預處理工作。在場景二的情況 下，可更換的電極檢測模塊直接檢測獲得的信號發(fā)送到移動設備。移動設備在檢測獲得的 這種情況下的數(shù)據(jù)時將自動將獲得的信號默認為沒有進行預處理的信號。如果沒有進行預 處理工作，則進行預處理工作。對已經進行過預處理的心電信號進行波形識別和波形的分 類。在有Wifi網絡并且得到用戶授權的情況下將預處理后的心電信號進行備份到云端，以 便用戶以及用戶的醫(yī)師查看。
[0034] 這里采用的波形識別的方法是使用小波變換對心電信號的各個波形進行識別。其 過程如下：識別R波、識別Q波和S波、識別P波和T波。之后根據(jù)這些波形提取特征信息。 特征信息包含各個波形的波峰以及一些重要的波形間距。這些特征信息具體包含：P波波 峰值、Q波峰值、R波左側波谷值、R波波峰值、R波右側波谷值、S波峰值、T波波谷值、T波 波峰值、P-T間距時間、QRS復合波持續(xù)時間、P-R間距時間、Q-T間距時間。由于每級導聯(lián) 的信號都體現(xiàn)不同的心電信息，所以需要對每一級導聯(lián)的信號進行提取這些特征值。并將 這些特征值輸入到波形分類模塊。
[0035] 所述波形分類模塊的過程如下：首先獲得大量的心電信號與該心電信號對應的心 率失常類別，通常是采用一些現(xiàn)有的心率失常數(shù)據(jù)庫，如MIT-BIH心率失常數(shù)據(jù)庫、中國人 心律失常心電數(shù)據(jù)庫等。之后對這些數(shù)據(jù)庫中的心電信號提取特征信息，使用神經網絡對 這些特征信息進行訓練以得到滿足于實際用途的識別正確率。之后將該識別好的神經網絡 的權值與偏差作為神經網絡設計在移動終端中。通過將采集到的心電信號提取的特征信息 輸入到該神經網絡中，獲得采集到的心電信號的分類。分類可以獲得該用戶的心電信號的 類別，這些類別包括正常的心電信號以及心律失常的心電信號。心律失常的心電信號包含 室性心動過速、心室顫動、室性早搏、房性早搏、左束支傳導阻滯、右束支傳導阻滯等。其中 室性心動過速、心室顫動等心律失常心電信號分類屬于病危型心電信號，嚴重者可引起心 腦等器官供血不足，導致血壓下降、頭暈、惡心、心絞痛或昏厥。其中室性早搏、房性早搏等 心律失常心電信號分類屬于輕微型病癥心電信號，不會引起嚴重的病癥。其中左束支傳導 阻滯、右束支傳導阻滯等心律失常心電信號屬于無明顯癥狀心電信號，通常無明顯的血流 動力學異常，所以一般無明顯癥狀與體征。所述的波形分類模塊首先根據(jù)波形識別模塊識 別的心電信號提取的特征信息把心電信號分類為正常心電信號和其他的心律失常心電信 號，再根據(jù)心律失常心電信號的病癥嚴重程度把心電信號分類為病危型心電信號、輕微型 心電信號、無明顯癥狀心電信號。
[0036] 所述報警模塊是指在分類模塊中檢測到心率失常信號則進行報警來提醒用戶。本 模塊可以進一步更具波形分類模塊中獲得的病癥信號的級別分類進行設置相應的報警級 另IJ。例如，當波形分類信號獲得了病危型心電信號分類時，產生分貝高的鈴聲和劇烈的震 動，以防止用戶遇到病危病癥昏厥情況下提醒周圍的人前來求助，且在后述的遠程報警模 塊進行向其親人和醫(yī)生報警來確保用戶的生命安全。當波形分類信號獲得了輕微型心電信 號分類時，產生分貝低的鈴聲和較明顯的震動，這種情況下用戶不會出現(xiàn)嚴重的病癥，以提 醒用戶及時用藥或及時就診。當波形分類信號獲得了無明顯病癥的心電信號分類時，可以 根據(jù)用戶的設置來進行較為溫和的報警。
[0037] 所述遠程報警模塊是指在分類模塊中，如果檢測到心電信號屬于病危型心電信號 分類后進行的遠程報警處理，該模塊通過短信或電話的形式通知用戶綁定的親人和醫(yī)生。 因為如果用戶遇到病危型心電信號，可能產生昏厥，以致于自身無法采取相應的自救措施， 因此本模塊實現(xiàn)在危急的情況下向外發(fā)出報警，告知親屬或醫(yī)生用戶有緊急情況，請求其 及時前來救助。該遠程報警模塊的具體實現(xiàn)可以通過移動終端向指定號碼撥打電話、發(fā)送 短信以及通過對方移動終端上的客戶端進行報警來實現(xiàn)。
[0038] 所述的遠程診斷模塊模塊是指用戶將心電信號發(fā)送給醫(yī)生來尋求醫(yī)生的服藥修 養(yǎng)建議或將查看云備份功能授權給指定的醫(yī)生，該醫(yī)生可以通過云備份功能來查看該用戶 的心電信號，并給予用戶相關服藥修養(yǎng)等注意事項。該模塊可以根據(jù)醫(yī)生的一些建議設定 一些用藥時間提醒，復診提醒等輔助功能。
[0039] 所述云備份模塊是指在移動終端將預處理后的心電信號存儲在服務器中。以減輕 移動終端的存儲壓力。也方便在用戶就醫(yī)時，醫(yī)師可以調用其云備份中的心電信號進行查 閱用戶的近期的心電狀況。考慮到波形識別與波形分類可以在服務器中進行運算，所以，存 儲的心電信號時預處理的心電信號。這樣可以減少存儲的容量，節(jié)省資源。在醫(yī)師調用查 看這些云備份的心電信號后，服務器通過計算呈現(xiàn)出波形識別與波形分類協(xié)助醫(yī)師診斷。 如果一條記錄被調用了兩次之后，則認定該條心電信號是比較重要的，可能需要多次查看， 那么每次查看時都要計算有些費時，則服務器將波形識別的信息與波形分類的信息進行存 儲，當醫(yī)生再度查看時直接調用該存儲的波形識別與波形分類。醫(yī)生查閱云備份的方式可 以通過Web瀏覽器進行瀏覽、PC客戶端瀏覽、移動終端進行瀏覽等方式來查閱。
【權利要求】
1. 一種心電信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括便攜式檢測終端、便攜式顯示終端和云 服務器；所述便攜式檢測終端、便攜式顯示終端和云服務器之間通過無線通信方式建立連 接; 所述便攜式檢測終端包括電極檢測模塊、預處理模塊、檢測端遠程通信模塊和檢測端 云備份模塊，所述電極檢測模塊分別與預處理模塊和檢測端遠程通信模塊連接，所述檢測 端遠程通信模塊與檢測端云備份模塊連接；其中， 所述電極檢測模塊包括多個檢測端口，每個檢測端口分別提供不同的檢測電極用于檢 測不同的心電信號，并將檢測到的心電信號發(fā)送到預處理模塊和檢測端遠程通信模塊； 所述預處理模塊用于對檢測到的心電信號進行預處理； 所述檢測端云備份模塊用于存儲通信模塊與云服務器的通信數(shù)據(jù)； 所述便攜式處理終端包括波形識別模塊、波形分類模塊、處理端遠程通信模塊和處理 端云備份模塊；所述波形識別模塊與波形分類模塊連接，處理端遠程通信模塊分別與波形 識別模塊、處理端云備份模塊和檢測端遠程通信模塊連接；其中， 所述處理端遠程通信模塊接收檢測端遠程通信模塊發(fā)送的信號后，將便攜式檢測終端 檢測到的心電信號發(fā)送到波形識別模塊進行識別； 所述波形識別模塊用于識別電極檢測模塊檢測的心電信號，并將識別的波形提供給波 形分類模塊進行分類； 所述波形分類模塊將分類后的心電信號通過顯示遠程通訊模塊發(fā)送到云服務器以及 通過便攜式處理終端反饋給用戶； 所述處理端云備份模塊用于存儲通信模塊與云服務器的通信數(shù)據(jù)。
【文檔編號】A61B5/0402GK104207769SQ201410427198
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】竇衡, 孔飛, 張德波, 黃艷梅 申請人:電子科技大學