CN104248431A - 基于安卓手机的便携式心电监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及便携式心电监护系统，特别是基于安卓平台的便携式心电实时监护的系统；其包括心电信号采集与发送模块和安卓手机终端；所述的心电信号采集与发送模块包括心电信号集成放大系统、数据控制处理模块、蓝牙收发模块；所述安卓手机终端通过蓝牙通信从上述模块获得心电信号数据，再经过FIR滤波去除心肌噪声，最后显示心电信号图。本发明所述的心电监护系统的数据通过蓝牙技术传输，不需要外接线路，使用方便，还具有输出信噪比高、体积小、重量轻、稳定性高、适用性广、正常活动不受约束和便于携带等特点，适用于需要长时间心电监测的使用人群。

Description

基于安卓手机的便携式心电监护系统

技术领域

本发明涉及便携式心电监护系统，特别是基于安卓平台的便携式心电实时监护的系统。

背景技术

随着当今社会人口老龄化日趋严重，心脏类疾病的发病率越来越高，对老年人的心电监护就越来越受重视；其中，很多心脏疾病不易被短时间的心电检查检测出来，若不对具有潜在心脏问题的患者进行全天候实时监测，患者出现心脏病突发或心肌梗塞时，就有可能没有被及时发现，出现危险。

目前，最传统的心电监护仪是医院对患有心脏疾病的人进行监护的仪器；其对人体心电信号的处理和分析一般比较精确，但仪器体积较大，不易移动，限制了患者的活动范围。

当前很多高端手机都安装有检测心率功能的APP，其测量方法极其简单，原理是利用背后的补光灯感应皮下毛细血管的跳动来测心率；但该种方法一般稳定性不高，检测出来的心电图形也不一定准确；另一种已有的非传统心电监护仪可实现随时随地测量人体心电信号，摆脱了传统心电监护仪所带来的时间和空间上的限制；所述监护仪的体积虽然比传统的心电监护仪有明显的缩小，但对于需要长时间心电监测的使用者来说，佩戴该心电监护仪依然觉得体积太大、不轻便、约束到日常活动，而且需配备专门的显示仪器。

因此，目前迫切需要一种基于安卓手机的便携式心电监护系统；该心电监护系统体积小、重量轻、稳定性高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷或不足，提供一种基于安卓手机的便携式心电监护系统；该心电监护系统为一种体积小、重量轻、稳定性高、适用性广、距常活动不受约束的便携式心电监护系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，包括心电信号采集与发送模块和安卓手机终端；

所述心电信号采集与发送模块包括心电信号集成放大系统、数据控制处理、蓝牙收发模块，

其中，所述心电信号集成放大系统主要由差分放大、前置模拟滤波电路、电源管理和输入保护电路组成；所述数据处理模块采用开源电子原型的arduino promini ATMEGA328P控制芯片，实现对信号的模数转换和数据收发处理，包括心电信号的采样、模数转换和传输数据给蓝牙串口等功能；所述的蓝牙收发模块为采用CSR公司的BC417芯片，用于心电信号采集放大系统与安卓手机的数据通信；所述的心电信号集成放大系统与输入信号的导联线的连接方式是采用25mm耳机接口连接；

本发明中，所述安卓手机终端为具备蓝牙功能的手机；安卓手机终端的软件是在Eclipse平台下的SDK中开发(如图3的程序流程图所示)，手机的蓝牙与蓝牙从机模块建立连接后，新开一条线程负责接收来自蓝牙串口源源不断的数据；在主线程中，将接收到的心电数据实时地画出波形，并计算出心率，若心率异常则报警提示；

所述安卓手机终端的信号处理是基于安卓平台的数字滤波算法；

所述的安卓手机终端与心电数据采集模块的蓝牙通信，其可行性范围在10米以内。

本发明的实施例中，本基于安卓手机的便携式心电监护系统使用中所需硬件为三片心电电极片、三根扣式导联线、一个心电信号采集与发送模块和一部具有蓝牙功能的安卓手机；

不需太多或太长的导联线，心电信号采集与发送模块跟导联线连接一起贴在被测者胸前，不会影响到被测者的正常生活和活动；

本发明的实施例中，所述心电信号采集与发送模块包括心电信号集成放大系统、数据控制处理、蓝牙从机模块，其采用3.7V的薄锂电池供电，信号的输入接口为采用25mm的耳机插口，充分缩小心电信号采集与发送模块的体积；

所述的数据处理模块的处理核心为采用arduino pro mini ATMEGA328P控制芯片，其将采集得到的心电模拟信号以200Hz的采样频率转换为数字信号，再将打包好的数据送到蓝牙串口并发送出去；每一帧数据除了包含10个字节的心电信号数据之外，还包含前导字、数据长度和校验字；

本发明的实施例中，所述的心电信号的滤波和波形的显示为基于安卓系统的手机上实现，数据的接收和信号的滤波处理均在子线程中进行；

本发明的实施例中，所述的软件在安卓系统之下运行，所使用的手机型号为HTC Wildfire A3333，也可使用其它安卓系统的手机；使用本发明所述监护系统时需使用安卓系统的手机下载另行开发的APK文件(可市购)并安装在手机上，配上心电信号采集与发送模块，便可随时随地对被测者的心电信号进行记录、显示、监测和分析等，还可结合相应的手机功能实现对紧急情况下的手机定位；

本发明的实施例中，所述的心电监护系统还可通过将心电数据上传至服务器实现对心电数据的统一管理，同时也可与医院的服务器实时通信；使用者不需亲自跑去医院做心电检查，通过手机的GSM或3G网络服务便可得到医护人员对心电的监护。

本发明中，所述的心电信号采集与发送模块的尺寸为3*4cm，在测量时仅需与三根导联线，分别与心电电极片连接到被测体的右胸、左胸和右腹上，也可分别连接到右臂(PA)、左臂(LA)和右腿(RL)上；所述安卓手机通过蓝牙通信从上述模块获得心电信号数据，再经过FIR滤波去除心肌噪声，最后显示心电信号图。

本发明的基于安卓手机的便携式心电监护系统的数据通过蓝牙技术传输，不需要外接线路，使用方便，还具有输出信噪比高、体积小、重量轻、稳定性高、适用性广、正常活动不受约束和便于携带等特点，适用于需要长时间心电监测的使用人群。

为了便于理解，下面通过附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。需要特别指出的是，具体实施例和附图仅是为了说明，显然本领域的技术人员可以根据本文说明，对本发明进行各种修正或改变，这些修正和改变也将纳入本专利范围之内。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明的心电信号采集与发送模块的硬件框图；

图3为本发明的心电手机软件的程序流程图；

图4为本发明与网络通信的框图。

图1中标号：1为被测者，2为心电信号采集与发送模块；3为安卓手机。

图2中标号：4为心电集成放大系统，5为arduino pro mini ATMEGA328P控制芯片，6为CSRBC417蓝牙模块。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本基于安卓手机的便携式心电监护系统，包括心电信号采集与发送模块和安卓系统手机；该监护系统使用中所需硬件为三片心电电极片、三根扣式导联线、一个心电信号采集与发送模块和一部具有蓝牙功能的安卓手机；

使用本心电监护系统不需太多或太长的导联线，心电信号采集与发送模块跟导联线连接一起贴在被测者胸前，不影响到被测者的正常生活和活动。

如图2所示，所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统包括心电信号采集与发送模块和安卓系统手机；所述心电信号采集与发送模块包括心电信号集成放大系统、数据控制处理、蓝牙从机模块，其采用3.7V的薄锂电池供电，信号的输入接口为采用25mm的耳机插口，充分缩小心电信号采集与发送模块的体积。

所述的数据处理模块的处理核心为采用arduino pro mini ATMEGA328P控制芯片，其将采集得到的心电模拟信号以200Hz的采样频率转换为数字信号，再将打包好的数据送到蓝牙串口并发送出去；每一帧数据除了包含10个字节的心电信号数据之外，还包含前导字、数据长度和校验字。

如图3所示，所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统包括心电信号采集与发送模块和安卓系统手机；所述心电信号的滤波和波形的显示为基于安卓系统的手机上实现，数据的接收和信号的滤波处理均在子线程中进行。

所述的软件为在安卓系统之下运行，所使用的手机型号为HTC wildfireA3333，也可使用其它安卓系统的手机；使用本心电监护系统时，需使用安卓系统的手机下载另行开发的APK文件(可市购)并安装于手机上，配上心电信号采集与发送模块，便可随时随地对被测者的心电信号进行记录、显示、监测和分析等，还可结合相应的手机功能实现对紧急情况下的手机定位。

如图4所示，所述的心电监护系统还可通过将心电数据上传至服务器实现对心电数据的统一管理，同时也可与医院的服务器实时通信；使用者不需亲自跑去医院做心电检查，通过手机的GSM或3G网络服务便可得到医护人员对心电的监护。

Claims (8)

1.一种基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，包括心电信号采集与发送模块和安卓手机终端；所述的心电信号采集与发送模块包括心电信号集成放大系统、数据控制处理模块、蓝牙收发模块。

2.根据权利要求1所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述的心电信号集成放大系统主要由差分放大、前置模拟滤波电路、电源管理和输入保护电路组成。

3.根据权利要求1所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述的数据控制处理模块为采用开源电子原型的arduino pro mini ATMEGA328P控制芯片。

4.根据权利要求1所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述的蓝牙收发模块为采用CSR公司的BC417芯片。

5.根据权利要求1或2所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述的心电信号集成放大系统与输入信号的导联线的连接方式为采用25mm耳机接口连接。

6.根据权利要求1所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述的安卓手机终端为具备蓝牙功能的手机。

7.根据权利要求1所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述安卓手机终端的信号处理是基于安卓平台的数字滤波算法。

8.根据权利要求1所述的基于安卓手机的便携式心电监护系统，其特征在于，所述的安卓手机终端与心电数据采集模块的蓝牙通信，其可行性范围是在10米以内。