CN103622690B - 基于ZigBee技术的心电图监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee技术的心电图监测系统，包括心电采集装置、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、信号调理模块、信号处理模块、模式识别模块、中央处理器、数据库、显示器和报警器，心电采集装置与ZigBee发送模块相连，ZigBee接收模块接收来自ZigBee发送模块发送的数据并传输至信号调理模块，信号调理模块依次与通过信号处理模块和模式识别模块连接中央处理器，中央处理器分别与显示器报警器和数据库连接。本发明采用ZigBee无线数传网络，能够高速可靠地传输人体心电数据信息，能够实时或长时间对用户进行心电监测，不仅能够消除用户经常往来医院的烦恼，也减轻了医务工作者的负担。

Description

基于ZigBee技术的心电图监测系统
技术领域
本发明涉及一种基于ZigBee技术的心电图监测系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快，心血管疾病的发病率迅速上升，已成为威胁人类身体健康的主要因素之一。据统计，世界上每年平均有几百万人死于心血管疾病，在我国，由心血管疾病引起的死亡占到了总死亡构成比的40％左右，对人们的健康造成了极大的威胁。心血管疾病的具有突发性和危险性的特点，但Norris等研究也指出72％的患者在心脏骤停发生前有明显不适，其中70％的患者的症状持续超过15min。因此，对患者进行实时心电监测以及时发现心电异常变化对心血管疾病防治有重要意义。
动态心电信号（即心电数据）是目前临床上用于早期心脏病和各类隐性、偶发性心律失常、心肌局部缺血等疾病的有效诊断手段。心电图则是治疗此类疾病的主要依据，具有诊断可靠，方法简便，对病人无损害的优点，在现代医学中，变得越来越重要。常规心电图是病人在静卧情况下由心电图仪记录的心电活动，历时仅为几秒至一分钟，只能获取少量有关心脏状态的信息，所以在有限时间内即使发生心率失常，被发现的概率也是很低的。因此，长时间连续准确地监测患者在不同环境以及体态下的心电信号，对于掌握病患发展趋势，对突发病症进行及时救助有着非常重要的意义，但是由于心脏病的发生具有突发性的特点，患者不可能长时间地静卧在医院，但又需实时得到医护人员的监护，所以研发相应的便携式心电监测产品就显得更加重要。
目前，无论是在医院的临床应用中，还是使用市场上流行的便携式心电测量仪，在检测人体的心电信号时，电极采集到的人体心电信号都需要继续进行处理，因此连线多，用户使用不方便，加上各种处理电路工作时也会对人体造成一定影响，容易导致测量结果不准确，应用在长时间的心电监测中具有较大的局限性，难以推广使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用采用ZigBee无线数传网络，减少传输导线的数量，使用方便，能够高速可靠地传输人体心电数据信息，能够实时或长时间对用户进行心电监测的基于ZigBee技术的心电图监测系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于ZigBee技术的心电图监测系统，它包括前端数据采集系统和后台数据处理中心，前端数据采集系统通过ZigBee无线数传网络与后台数据处理中心通信；所述的前端数据采集系统包括心电采集装置和ZigBee发送模块，后台数据处理中心包括ZigBee接收模块、信号调理模块、信号处理模块、模式识别模块、中央处理器、数据库、显示器和报警器，心电采集装置与ZigBee发送模块相连，心电采集装置采集人体心电信号并通过ZigBee发送模块发送数据，ZigBee接收模块接收来自ZigBee发送模块发送的数据并传输至信号调理模块，信号调理模块对接收到的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后传输至信号处理模块，信号处理模块对A/D转换处理后的数据进行去噪以及通过共空间模式空间滤波方式将心电数据和其他数据进行分离，信号处理模块的输出与模式识别模块连接，模式识别模块从接收到的数据中提取心电数据，模式识别模块的输出与中央处理器相连，中央处理器的输出分别与显示器和报警器连接，中央处理器还连接数据库。
所述的信号调理模块包括前置放大器、高通滤波器、后级放大器、低通滤波器和A/D转换器，前置放大器与ZigBee接收模块相连，前置放大器的输出依次通过高通滤波器、后级放大器和低通滤波器连接A/D转换器，A/D转换器的输出与信号处理模块相连。
所述的心电图检测系统还包括一用于检测导联是否松动或脱落的导联检测电路，导联检测电路的输入端与前置放大器相连，导联检测电路的输出端连接A/D转换器。
所述的心电采集装置包括电极和微处理器，所述的电极上设有屏蔽层，电极底部安装有气囊，微控制器控制气囊充气，使电极与人体接触，采集人体心电信号，心电监测完成后，微控制器控制气囊放气，电极与人体脱离接触。
所述的报警器包括光学报警器和声音报警器。
本发明的有益效果是：
1、采用采用ZigBee无线数传网络，减少传输导线的数量，使用方便；ZigBee数传模块类似于移动网络基站，通讯距离可达几公里，并且支持无限扩展，能够高速可靠地传输人体心电数据信息，能够实时或长时间对用户进行心电监测，一旦发生异常能够进行就医，不仅能够消除用户经常往来医院的烦恼，降低就医成本，也减轻了医务工作者的负担；
2、设有导联检测电路，当电极脱落时，A/D转换器的输出电平由正常的高电平变为低电平，并传输至中央处理器，控制报警器发出警报，提醒患者检查导联；
3、当进行心电监测时，微处理器控制气囊充电，使电极与人体接触，进行测量，当测量完成后，控制气囊放气，时电极与人体脱离接触，使用方便，及时平时不进行测量时也可以穿戴，避免经常穿戴带来的繁琐的工作；
4、电极上设有屏蔽层，能够有效减小外界的干扰，使测量结果更准确。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。
如图1所示，基于ZigBee技术的心电图监测系统，它包括前端数据采集系统和后台数据处理中心，前端数据采集系统通过ZigBee无线数传网络与后台数据处理中心通信；所述的前端数据采集系统包括心电采集装置和ZigBee发送模块，后台数据处理中心包括ZigBee接收模块、信号调理模块、信号处理模块、模式识别模块、中央处理器、数据库、显示器和报警器，心电采集装置与ZigBee发送模块相连，心电采集装置采集人体心电信号并通过ZigBee发送模块发送数据，ZigBee接收模块接收来自ZigBee发送模块发送的数据并传输至信号调理模块，信号调理模块对接收到的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后传输至信号处理模块，信号处理模块对A/D转换处理后的数据进行去噪以及通过共空间模式空间滤波方式将心电数据和其他数据进行分离，信号处理模块的输出与模式识别模块连接，模式识别模块从接收到的数据中提取心电数据，模式识别模块的输出与中央处理器相连，中央处理器的输出分别与显示器和报警器连接，中央处理器还连接数据库。
所述的信号调理模块包括前置放大器、高通滤波器、后级放大器、低通滤波器和A/D转换器，前置放大器与ZigBee接收模块相连，前置放大器的输出依次通过高通滤波器、后级放大器和低通滤波器连接A/D转换器，A/D转换器的输出与信号处理模块相连。
所述的心电图检测系统还包括一用于检测导联是否松动或脱落的导联检测电路，导联检测电路的输入端与前置放大器相连，导联检测电路的输出端连接A/D转换器，，当电极脱落时，A/D转换器的输出电平由正常的高电平变为低电平，并传输至中央处理器，控制报警器发出警报，提醒患者检查导联。
所述的心电采集装置包括电极和微处理器，所述的电极上设有屏蔽层，电极底部安装有气囊，微控制器控制气囊充气，使电极与人体接触，采集人体心电信号，心电监测完成后，微控制器控制气囊放气，电极与人体脱离接触。
所述的报警器包括光学报警器和声音报警器。

Claims (4)

1.基于ZigBee技术的心电图监测系统，它包括前端数据采集系统和后台数据处理中心，前端数据采集系统通过ZigBee无线数传网络与后台数据处理中心通信；所述的前端数据采集系统包括心电采集装置和ZigBee发送模块，后台数据处理中心包括ZigBee接收模块、信号调理模块、信号处理模块、模式识别模块、中央处理器、数据库、显示器和报警器，其特征在于：心电采集装置包括电极和微处理器，所述的电极上设有屏蔽层，电极上设有屏蔽层，能够有效减小外界的干扰，使测量结果更准确；心电采集装置与ZigBee发送模块相连，心电采集装置采集人体心电信号并通过ZigBee发送模块发送数据，ZigBee接收模块接收来自ZigBee发送模块发送的数据并传输至信号调理模块，信号调理模块对接收到的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后传输至信号处理模块，信号处理模块对A/D转换处理后的数据进行去噪以及通过共空间模式空间滤波方式将心电数据和其他数据进行分离，信号处理模块的输出与模式识别模块连接，模式识别模块从接收到的数据中提取心电数据，模式识别模块的输出与中央处理器相连，中央处理器的输出分别与显示器和报警器连接，中央处理器还连接数据库；所述的心电图监测系统还包括一用于检测导联是否松动或脱落的导联检测电路，导联检测电路的输入端与前置放大器相连，导联检测电路的输出端连接A/D转换器，设有导联检测电路，当电极脱落时，A/D转换器的输出电平由正常的高电平变为低电平，并传输至中央处理器，控制报警器发出警报，提醒患者检查导联。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的心电图监测系统，其特征在于：所述的信号调理模块包括前置放大器、高通滤波器、后级放大器、低通滤波器和A/D转换器，前置放大器与ZigBee接收模块相连，前置放大器的输出依次通过高通滤波器、后级放大器和低通滤波器连接A/D转换器，A/D转换器的输出与信号处理模块相连。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的心电图监测系统，其特征在于：所述的电极底部安装有气囊，微处理器控制气囊充气，使电极与人体接触，采集人体心电信号，心电监测完成后，微处理器控制气囊放气，电极与人体脱离接触。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的心电图监测系统，其特征在于：所述的报警器包括光学报警器和声音报警器。
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