CN106913331A - 实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置及方法，属于专门适用于心电图术的记录装置技术领域。该装置包括，心电传感器、加速度传感器、微处理器、通讯模块、电池组、蜂鸣器；所述穿戴式动态心电记录装置穿戴于人体左侧胸部肋骨之间；心电传感器用于采集人体的心脏电位信号；加速度传感器采集人体的运动信号；微处理器对心脏电位信号进行滤波、平滑处理；通讯模块用于将经过微处理器处理后的心电电位信号进行传送和保存；微处理器向蜂鸣器发送蜂鸣器激活信号。本发明的动态心电记录装置具有运动状态监测和反馈功能，从心电信号的来源端有效保证信号采集质量，不止满足临床需求的记录时长，同时满足临床需求的有效数据长度。

Description

实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置及方法
技术领域
本发明涉及一种实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置及方法，属于专门适用于心电图术的记录装置技术领域。
背景技术
动态心电记录装置是记录佩戴者心脏电活动的装置。为保证心电图诊断有效性，医生往往叮嘱佩戴者避免进行剧烈活动，以减少肌电干扰和伪差。传统的动态心电记录盒（Holter）需要佩戴者时刻关注日常作息活动，包括就餐、睡眠、步行、大小便等，并记录下各活动对应的时刻，提供给医生作为判读心电图的重要参考。近年来，远程心电会诊的需要和物联网技术的发展，使得穿戴式心电记录装置得到大力开发。
穿戴式心电记录装置主要包括心电传感器、微处理器、电极贴片、通讯模块、纽扣电池等。穿戴式心电记录装置不仅可供远程医疗专家实时掌握佩戴者心脏电活动状态，同时大大提高了佩戴者舒适度。与Holter类似，佩戴者仍需避免剧烈活动。
中国专利申请号CN104545885A公布了“一种贴片式动态心电记录仪”，其特征在于加速度传感器区分运动状态并对心电信号进行直接标记，区分干扰信号和有效信号，其方法与传统Holter类似，将加速度传感器信号作为心电信号诊断的参考；中国专利公告号CN103919545B 公布了“穿戴式心电检测仪”，其特征在于包含加速度传感器，并未对加速度传感信号与心电信号的融合与分析方法做说明。
可作为诊断参考依据的动态心电数据需达到临床要求的有效总心搏数。为此，减少剧烈运动、保证心电信号的质量直接关系到记录的心电数据有效性。以上专利公布的穿戴式心电记录装置，仅监测佩戴者加速度传感器信号，未对佩戴者提供运动状态反馈。佩戴者往往无法跟踪自己的佩戴状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置及其方法。
本发明为了解决上述技术问题提出的技术方案是：实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置，其特征在于：包括，心电传感器、加速度传感器、微处理器、通讯模块、电池组、蜂鸣器；所述穿戴式动态心电记录装置穿戴于人体左侧胸部第3、4肋骨之间；
心电传感器用于采集人体的心脏电位信号，并向微处理发送心脏电位信号；
加速度传感器采集人体的运动信号；
微处理器对心脏电位信号进行滤波、平滑处理；
通讯模块用于将经过微处理器处理后的心电电位信号进行传送和保存；
微处理器向蜂鸣器发送蜂鸣器激活信号；
纽扣电池向微处理器供电。
本发明用于解决上述技术问题提出的技术方案，该方法的执行步骤如下：
1）将所述动态心电记录装置固定于人体左胸部第3、4肋骨之间，设定运动强度反馈阈值的初始值th；
2）通过所述心电传感器采集人体心脏电位信号，并向所述微处理器发送该心脏电位信号；
3）所述微处理器接收到所述心脏电位信号，并对其进行滤波和平滑处理，并将处理后的心脏电位信号通过所述通讯模块进行传送和保存；
4）所述加速度传感器采集到人体的运动加速度信号值gi，所述运动加速度信号值gi包含gx、gy和gz三个坐标轴的加速度信号值，gx为人自身右侧指向左侧的水平方向的加速度信号值，gy为人自身由后指向前的水平方向的加速度信号值，gz为人自身足侧指向头侧的竖直方向的加速度信号值；
5）根据步骤4）中所述加速度信号值gi确定当前人体的运动强度值a；
当所述运动强度值a大于或的等于所述运动强度反馈阈值th，则由所述微处理器激活所述蜂鸣器进行报警，以告知佩戴者降低运动的强度，蜂鸣器激活状态将维持到运动强度值a小于所述运动强度反馈阈值th时结束；
所述运动强度值a通过分配不同的权重bi并按下式整合形成，i取gx、gy或gz；
a = （bgx*gx）^2+（bgy*gy）^2+（bgz*gz）^2。
上述技术方案的改进是：bi与穿戴式动态心电记录装置佩戴在人体的位置相关；本发明声明的穿戴式动态心电记录装置佩戴在左侧胸部第3、4肋骨之间，三个坐标轴加速度信号在人体运动信号中所占的比重从高到低依次是gy、gz、gx，相应的bi取值为bgy=2.4，bgz=1.8，bgx=0.5。
上述技术方案的改进是：th取佩戴者佩戴开始的1分钟内运动强度值a均值的1.6倍。
上述技术方案的改进是：监测间隔为5秒/次，蜂鸣激活事件的持续时间为5秒/次。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明的动态心电记录装置具有运动状态监测和反馈功能，从心电信号的来源端有效保证信号采集质量，不止满足临床需求的记录时长，同时满足临床需求的有效数据长度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例的实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置，其特征在于：包括，心电传感器、加速度传感器、微处理器、通讯模块、电池组、蜂鸣器；穿戴式动态心电记录装置穿戴于人体左侧胸部第3、4肋骨之间；
心电传感器用于采集人体的心脏电位信号，并向微处理发送心脏电位信号；
加速度传感器采集人体的运动信号；
微处理器对心脏电位信号进行滤波、平滑处理；
通讯模块用于将经过微处理器处理后的心电电位信号进行传送和保存；
微处理器向蜂鸣器发送蜂鸣器激活信号；
纽扣电池向微处理器供电。
本实施例中的方法执行步骤如下：
1）将穿戴式动态心电记录装置固定于人体左胸部第3、4肋骨之间，以此保证反馈阈值th为确定值；
2）通过穿戴式动态心电记录装置的心电传感器采集人体心脏电位信号，并向微处理发送该心脏电位信号；
3）穿戴式动态心电记录装置的微处理器接收到心脏电位信号，并对其进行滤波和平滑处理，并将处理后的心脏电位信号通过穿戴式动态心电记录装置的通讯模块进行传送和保存；
4）穿戴式动态心电记录装置的加速度传感器采集到人体的运动信号gi，运动信号gi包含gx、gy和gz三个坐标轴信号，gx为人自身右侧指向左侧的水平方向，gy为人自身由后指向前的水平方向，gz为人自身足侧指向头侧的竖直方向；
5）根据步骤4）中的运动信号确定当前人体的运动强度值a；
当运动强度值a大于或的等于反馈阈值th，则由微处理器激活蜂鸣器进行报警，以告知佩戴者降低运动强度，蜂鸣器激活状态将维持到运动强度值a小于反馈阈值th时结束；
运动强度值a通过分配不同的权重bi并整合形成，i取gx或gy或gz；
a = （bgx*gx）^2+（bgy*gy）^2+（bgz*gz）^2。
本实施例的bi与穿戴式动态心电记录装置佩戴在人体的位置相关；本发明声明的穿戴式动态心电记录装置佩戴在左侧胸部第3、4肋骨之间，三个坐标轴加速度信号在人体运动信号中所占的比重从高到低依次是gy、gz、gx，相应的bi取值为bgy=2.4，bgz=1.8，bgx=0.5。
本实施例的th取佩戴者佩戴开始的1分钟内运动强度值a均值的1.6倍。
本实施例的监测间隔为5秒/次，蜂鸣激活事件的持续时间为5秒/次。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.实时监测和反馈运动状态的动态心电记录装置，其特征在于：包括，心电传感器、加速度传感器、微处理器、通讯模块、电池组、蜂鸣器；所述动态心电记录装置用于穿戴在人体左侧胸部第3、4肋骨之间；
心电传感器用于采集人体的心脏电位信号，并向微处理发送心脏电位信号；
加速度传感器采集人体的运动信号；
微处理器对心脏电位信号进行滤波、平滑处理；
通讯模块用于将经过微处理器处理后的心电电位信号进行传送和保存；
微处理器向蜂鸣器发送蜂鸣器激活信号；
纽扣电池向微处理器供电。
2.基于权利要求1中所述的动态心电记录装置的实时监测和反馈运动状态的方法，其特征在于执行以下步骤：
1）将所述动态心电记录装置固定于人体左胸部第3、4肋骨之间，设定运动强度反馈阈值的初始值th；
2）通过所述心电传感器采集人体心脏电位信号，并向所述微处理器发送该心脏电位信号；
3）所述微处理器接收到所述心脏电位信号，并对其进行滤波和平滑处理，并将处理后的心脏电位信号通过所述通讯模块进行传送和保存；
4）所述加速度传感器采集到人体的运动加速度信号值gi，所述运动加速度信号值gi包含gx、gy和gz三个坐标轴的加速度信号值，gx为人自身右侧指向左侧的水平方向的加速度信号值，gy为人自身由后指向前的水平方向的加速度信号值，gz为人自身足侧指向头侧的竖直方向的加速度信号值；
5）根据步骤4）中所述加速度信号值gi确定当前人体的运动强度值a；
当所述运动强度值a大于或的等于所述运动强度反馈阈值th，则由所述微处理器激活所述蜂鸣器进行报警，以告知佩戴者降低运动的强度，蜂鸣器激活状态将维持到运动强度值a小于所述运动强度反馈阈值th时结束；
所述运动强度值a通过分配不同的权重bi并按下式整合形成，i取gx、gy或gz；
a = （bgx*gx）^2+（bgy*gy）^2+（bgz*gz）^2。
3.根据权利要求2所述的实时监测和反馈运动状态的方法，其特征在于：所述运动强度反馈阈值th的初始值取佩戴者自佩戴开始1分钟内的运动强度值a均值的1.6倍。
4.根据权利要求2所述的实时监测和反馈运动状态的方法，其特征在于：所述三个坐标轴加速度信号值gx、gy和gz在所述运动加速度信号值gi中所占的比重从高到低依次是gy、gz、gx，相应的所述权重bi取值分别为bgy=2.4，bgz=1.8，bgx=0.5。
5.根据权利要求2所述的实时监测和反馈运动状态的方法，其特征在于：所述步骤2）中所述心电传感器采集人体心脏电位信号的间隔为5秒/次；所述步骤5）中蜂鸣激活的持续时间为5秒/次。
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