CN103932697A - 一种心电远程无线监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种心电远程无线监护系统，该心电远程无线监护系统包括：心电放大电路模块、信号处理电路模块、微处理器电路模块、3G无线发射电路模块、WIFI无线收发模块、外设接口电路模块。本发明采用最新的3G技术+WIFI无线收发技术，实现了实时，有效，方便，快捷的将病人的心电信息在第一时间里面发送到医护人员，让病人在发病时在第一时间及时的得到诊断和救治。本发明软件上面采用了ARM9+Linux操作系统的软件架构，实现了远程无线监控系统的实时性，并且保证了数据的传输速度，由于采用了Linux操作系统方便了程序的开发，缩短了开发时间，降低了成本。

Description

一种心电远程无线监护系统

技术领域

本发明属于医疗监护设备技术领域，尤其涉及一种心电远程无线监护系统。

背景技术

心电远程监护系统起源于Holter系统。早在二十世纪三四十年代，美国科学家Holter博士就致力于生物信号遥测技术的研究，于1949年首创了遥测心电图装置，20世纪50年代末成功地研制出集收发于一体的心电监护系统或叫Holter系统。Holter系统可以长时间监测病人在各种工作、生活状态下心脏生理变化和病变情况，对各类偶发性、一次性和隐形心律失常、心肌缺血的检测非常有效，为一些心脏病的早期诊断和治疗起到了积极作用。

但是这种监护系统存在一个致命的缺陷是其不具有实时性，必须要在监护过程结束后才能进行心电资料的分析，病人发病时很难得到医生及时的诊断和救治。

目前存在一些具有实时监护功能的心电远程无线监控系统，但是大都采用的是GSM业务来实现的远程监控功能，GSM业务的主要缺陷是其传输速度受到限制。虽然实现了实时性的功能，但是因为传输速度受到限制，所以采集到的数据不能及时有效的传送到客户端。因为传输速度受到限制，所以每次传输的数据量受到限制。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种心电远程无线监护系统，旨在解决现有的心电远程无线监控系统采用GSM业务来实现远程监控功能存在的传输速度和每次传输的数据量受到限制的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种心电远程无线监护系统，该心电远程无线监护系统包括：心电放大电路模块、信号处理电路模块、微处理器电路模块、3G无线发射电路模块、WIFI无线收发模块、外设接口电路模块；

心电放大电路模块，用于将心电信号从mV级别的电压放大之后达到V级别的电压，包括心电探测传感器、仪表放大电路；

信号处理电路模块，与心电放大电路模块连接，用于对心电放大电路模块采集到的心电数据进行数据处理；

微处理器电路模块，与信号处理电路模块连接，用于接收信号处理电路模块处理的心电数据，采用Linux操作系统+应用程序将心电数据发送至3G无线发射电路模块和WIFI无线收发模块；

3G无线发射电路模块，与微处理器电路模块连接，用于将心电数据以3G信号的形式发送到终端；

WIFI无线收发模块，与微处理器电路模块连接，用于将心电数据以WIFI信号的形式发送到终端；

外设接口电路模块，与微处理器电路模块连接，用于提供USB接口和SD卡接口。

进一步，信号处理电路模块还包括：低通滤波电路模块、高通滤波电路模块、主放大电路模块、50HZ带阻滤波电路模块；

低通滤波电路模块连接高通滤波电路模块，高通滤波电路模块连接主放大电路模块，主放大电路模块连接50HZ带阻滤波电路模块。

进一步，3G无线电路模块和WIFI无线收发模块，采用标准的总线接口。

进一步，微处理器电路模块采用ARM9系列的S3C2440芯片。

进一步，仪表放大电路采用AD620仪表放大器。

进一步，该心电远程无线监护系统的静态测量流程包括：

步骤一，硬件初始化：初始化各个硬件模块，包括3G无线电路，WIfI无线收发电路的初始化工作；

步骤二，S3C2440内部集成的AD开始采集心电信号；

步骤三，对采集到的心电数据进行数据处理，包括滤波算法，例如，中值滤波算法，平均滤波算法；

步骤四，判断是否连接了3G或WIFI；

步骤五开始向医护人员的客户端发送病人的心电信号的数据，提供给医护人员进行分析。

本发明提供的心电远程无线监护系统，采用最新的3G技术+WIFI无线收发技术，实现了实时，有效，方便，快捷的将病人的心电信息在第一时间里面发送到医护人员，让病人在发病时在第一时间及时的得到诊断和救治。本发明软件上面采用了ARM9+Linux操作系统的软件架构，实现了远程无线监控系统的实时性，并且保证了数据的传输速度，由于采用了Linux操作系统方便了程序的开发，缩短了开发时间，降低了成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的心电远程无线监护系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的信号处理电路模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的心电远程无线监护系统的静态测量流程图；

图中：1、心电放大电路模块；2、信号处理电路模块；2-1、低通滤波电路模块；2-2、高通滤波电路模块；2-3、主放大电路模块；2-4、50HZ带阻滤波电路模块；3、微处理器电路模块；4、3G无线发射电路模块；5、WIFI无线收发模块；6、外设接口电路模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的心电远程无线监护系统主要由：心电放大电路模块1、信号处理电路模块2、微处理器电路模块3、3G无线发射电路模块4、WIFI无线收发模块5、外设接口电路模块6组成；

心电放大电路模块1，用于将心电信号从mV级别的电压放大之后达到V级别的电压，包括心电探测传感器、仪表放大电路；

信号处理电路模块2，与心电放大电路模块1连接，用于对心电放大电路模块1采集到的心电数据进行数据处理；

微处理器电路模块3，与信号处理电路模块2连接，用于接收信号处理电路模块2处理的心电数据，采用Linux操作系统+应用程序将心电数据发送至3G无线发射电路模块4和WIFI无线收发模块5；

3G无线发射电路模块4，与微处理器电路模块3连接，用于将心电数据以3G信号的形式发送到终端；

WIFI无线收发模块5，与微处理器电路模块3连接，用于将心电数据以WIFI信号的形式发送到终端；

外设接口电路模块6，与微处理器电路模块3连接，用于提供USB接口和SD卡接口。

在本发明的实施例中，心电放大电路模块包括心电探测传感器、仪表放大电路，其中仪表放大电路的主要作用是放大心电信号，因为心电信号一般都是mV级别的电压，通过仪表放大电路之后达到V级别的电压，使心电信号满足AD的输入电压的要求，在本发明中AD的输入范围是0～3.3V。

信号处理电路模块是整个系统的基础，具体可分为：低通滤波电路模块2-1、高通滤波电路模块2-2、主放大电路模块2-3、50HZ带阻滤波电路模块2-4；

3G无线电路模块，首次将3G技术引入心电远程无线监控系统，3G无线电路模块和WIFI无线收发模块，采用标准的总线接口。

本发明在心电探测传感器电路里面增加了简单实用的人体保护电路，即给每一个输入端引入两个正反极性的二极管，此方法不仅可以保证人体安全，还可以解决静电干扰等问题。在干燥的天气里，人体身上带有大量的静电，瞬时电流很大，在采集信号的开始阶段容易导致后级的放大器达到饱和状态，可以使瞬时电流通过二极管引入到外部电路中，避免这种情况发生，同时，万一发生意外出现高压时，高压可以使二极管导通，电流引入到地，人体将不会有大电流流过，在正常的工作状态，人体上的电压不能使二极管导通，二极管不会产生负面影响。

本发明所用的微处理器芯片是ARM9系列的S3C2440芯片，所采用的软件架构的方式采用的是Linux操作系统+应用程序的方式，方便了程序的开发，缩短了开发时间，降低了成本。

本发明的工作原理：

由于心电信号十分微弱，幅度约为10vtV～5mV，而且因人而异，一般需要1000倍左右的放大增益，使信号达Nv量级，结合所采用的A/D模块的测量范围0V～3V，设计600倍的放大增益，使输入A/D转换端口的心电信号幅值落在测量范围内。要实现这600倍的增益，单靠一级仪表放大器往往是不够的，并且初级放大增益不能太大，否则，将出现饱和现象，因此将放大增益做如下分配：仪表放大器增益为20，输出级放大器为30。

在心电信号的采集和处理过程中，前置级放大电路设计是整个电路设计的最关键部分，因为它不仅能够提取有用的心电信号，同时要将干扰信号降低到最低水平。因此，前置放大电路必须具有高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、非线性度小、抗干扰能力强以及合适的频带和动态范围放大等性能。

前置级放大电路一般都采用三运算放大器结构实现，即首先由A1和A2等组成并联交叉负反馈型差动放大器，再由运算放大器A3将双端输入转变为单端输出，其共模抑制比取决于第一级放大电路中2个运放共模抑制比的对称程度、差动放大器的闭环增益以及电阻的匹配精度等。一般自己搭建的三运算放大器电路，由于电子元件精度不对称，很难达到设计所需的精度，所以本系统的设计时采用仪表放大器AD620。

本发明还可结合使用软件，软件体现为计算机和微控制器可读介质上的可读代码，可读介质是任何数据储存装置，该储存装置能够储存其后可以有计算机和微处理器读取的数据。微处理器可读介质示例包括闪存(FLASH)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)；计算机可读介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、CD-ROM，磁带、光数据存储装置、以及载波(例如：通过因特网传输数据)。可读介质能够分布在连接到处理器的网络上，从而使可读代码分布式存储和执行，静态测量流程如图3，处理步骤包括：

S301：硬件初始化：初始化各个硬件模块，包括3G无线电路，WIfI无线收发电路的初始化工作；

S302：S3C2440内部集成的AD开始采集心电信号；

S303：对采集到的心电数据进行数据处理，包括滤波算法，例如，中值滤波算法，平均滤波算法等；

S304：判断是否连接了3G或WIFI。

S305：开始向医护人员的客户端发送病人的心电信号的数据，提供给医护人员进行分析。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种心电远程无线监护系统，其特征在于，该心电远程无线监护系统包括：心电放大电路模块、信号处理电路模块、微处理器电路模块、3G无线发射电路模块、WIFI无线收发模块、外设接口电路模块；

心电放大电路模块，用于将心电信号从mV级别的电压放大之后达到V级别的电压，包括心电探测传感器、仪表放大电路；

信号处理电路模块，与心电放大电路模块连接，用于对心电放大电路模块采集到的心电数据进行数据处理；

微处理器电路模块，与信号处理电路模块连接，用于接收信号处理电路模块处理的心电数据，采用Linux操作系统+应用程序将心电数据发送至3G无线发射电路模块和WIFI无线收发模块；

3G无线发射电路模块，与微处理器电路模块连接，用于将心电数据以3G信号的形式发送到终端；

WIFI无线收发模块，与微处理器电路模块连接，用于将心电数据以WIFI信号的形式发送到终端；

外设接口电路模块，与微处理器电路模块连接，用于提供USB接口和SD卡接口。

2.如权利要求1所述的心电远程无线监护系统，其特征在于，信号处理电路模块还包括：低通滤波电路模块、高通滤波电路模块、主放大电路模块、50HZ带阻滤波电路模块；

低通滤波电路模块连接高通滤波电路模块，高通滤波电路模块连接主放大电路模块，主放大电路模块连接50HZ带阻滤波电路模块。

3.如权利要求1所述的心电远程无线监护系统，其特征在于，3G无线电路模块和WIFI无线收发模块，采用标准的总线接口。

4.如权利要求1所述的心电远程无线监护系统，其特征在于，微处理器电路模块采用ARM9系列的S3C2440芯片。

5.如权利要求1所述的心电远程无线监护系统，其特征在于，仪表放大电路采用AD620仪表放大器。

6.如权利要求1所述的心电远程无线监护系统，其特征在于，该心电远程无线监护系统的静态测量流程包括：

步骤一，硬件初始化：初始化各个硬件模块，包括3G无线电路，WIfI无线收发电路的初始化工作；

步骤二，S3C2440内部集成的AD开始采集心电信号；

步骤三，对采集到的心电数据进行数据处理，包括滤波算法，例如，中值滤波算法，平均滤波算法；

步骤四，判断是否连接了3G或WIFI；

步骤五开始向医护人员的客户端发送病人的心电信号的数据，提供给医护人员进行分析。