一种穿戴式非接触心电采集装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105997050A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610311957.7(22)申请日2016.05.12(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人徐礼胜许小俊于晓东张欠欠王强郝丽玲(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人胡晓男(51)Int.Cl.A61B5/0402(2006.01)A61B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图14页(54)发明名称一种穿戴式非接触心电采集装置及方法(57)摘要本发明提供一种穿戴式非接触心电采集装置及方法，装置包括：织物电极、非接触式传感器模块、信号采集电路板、弹性带、智能终端；弹性带绑缚于人体，织物电极、非接触式传感器模块均设置在弹性带内侧，且两者不接触；织物电极、非接触式传感器模块的输出端分别连接信号采集电路板，信号采集电路板与智能终端无线连接。本发明装置具有较强的抗干扰能力，使用者长期穿着也不会产生不适感，采用非接触式传感器模块，可以隔着一层衣服对人体进行心电测量，不与人的皮肤直接接触，克服了接触式心电传感器给皮肤带来的不适。本发明方法能够有效去除心电信号中的噪声干扰，保留信号中的有用信息，为心脏功能的变化和心脏疾病的诊断提供更加有意义的参考。CN105997050ACN105997050A权利要求书1/2页1.一种穿戴式非接触心电采集装置，其特征在于，包括：具有导电作用且消除噪声干扰的织物电极；采集心电信号的非接触式传感器模块；对采集的心电信号进行信号处理并无线传输至智能终端的信号采集电路板；承载织物电极、非接触式传感器模块、信号采集电路板的弹性带；实时显示心电信号并且将非正常的心电信号反馈给信号采集电路板的智能终端；弹性带绑缚于人体腰部或者胸部，织物电极、非接触式传感器模块均设置在弹性带内侧，且两者不接触；织物电极、非接触式传感器模块的输出端分别连接信号采集电路板，信号采集电路板与智能终端无线连接。2.根据权利要求1所述的穿戴式非接触心电采集装置，其特征在于，所述信号采集电路板包括：对采集的心电信号进行放大、滤波后送到模数转换模块的模拟采集调理模块；为整个信号采集电路板供电以及为模数转换模块提供参考电压的电源管理模块；将模拟采集调理模块处理后的心电信号进行AD转换的模数转换模块；对模数转换模块输出的信号进行信号处理后无线传输至智能终端的信号处理模块；实现信号处理模块和智能终端无线连接与数据传输的无线模块；模拟采集调理模块的输入端连接非接触式传感器模块的输出端；电源管理模块分别连接模拟采集调理模块、模数转换模块、信号处理模块、无线模块；模拟采集调理模块的输出端连接模数转换模块的输入端，信号处理模块分别连接模数转换模块、无线模块。3.根据权利要求2所述的穿戴式非接触心电采集装置，其特征在于：所述非接触式传感器模块焊接在一个信号转接板上，该信号转接板为两层PCB板设计，该信号转接板的焊盘分别与非接触式传感器模块的引脚相对应焊接，同时信号转接板另外一面的焊盘通过导线连接到信号采集电路板的模拟采集调理模块。4.根据权利要求2所述的穿戴式非接触心电采集装置，其特征在于：所述模拟采集调理模块包括：前置放大器、无源一阶高通滤波器、有源二阶低通滤波器和右腿驱动电路；前置放大器的输入端连接非接触式传感器模块的输出端，前置放大器的输出端连接无源一阶高通滤波器的输入端，无源一阶高通滤波器的输出端连接有源二阶低通滤波器的输入端，有源二阶低通滤波器的输出端连接模数转换模块的输入端，右腿驱动电路分别与前置放大器、织物电极连接。5.利用权利要求2所述的穿戴式非接触心电采集装置进行非接触心电采集的方法，其特征在于，包括：实时采集心电信号，同时消除噪声干扰；对实时采集的心电信号进行放大、滤波及AD转换；对AD转换后的心电信号进行心电信号质量判断：若心电信号幅值变化超过设定阈值，则心电信号为低质量不可信信号，否则判断基线漂移程度：若基线漂移程度未超过设定阈值，则心电信号为高质量可信信号，否则心电信号为低质量不可信信号；对高质量可信信号去除基线漂移、去除50Hz工频干扰，去除高频干扰；去除无效的心电信号，得到处理后的心电信号，无线传输至智能终端。6.根据权利要求5所述的非接触心电采集的方法，其特征在于，所述对AD转换后的心电2CN105997050A权利要求书2/2页信号进行心电信号质量判断，方法如下：对AD转换后的心电信号进行加窗处理；判断心电信号幅值变化程度是否超过设定阈值：若超过设定阈值，则心电信号为低质量不可信信号，弃用该心电信号，否则，提取基线漂移信号；提取基线漂移信号：运用中值滤波和曲线拟合的方法得到基线漂移信号；判断