CN107545149B - 一种自动化及标准化心电图采集系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化及标准化心电图采集系统和方法。所述系统包括电极、机械臂、检查床、人体轮廓识别子系统、压力分布测试子系统、皮肤处理测试子系统、电子语音子系统和主控计算机。所述人体轮廓识别子系统用于获取被检者人体轮廓信息，计算四肢及胸壁位置信息；所述压力分布测试子系统用于采集被检者体重的压力分布信息，并在胸壁上加压测定以计算胸壁解剖部位位置信息；所述皮肤处理测试子系统用于执行皮肤处理，并在压力恒定条件下测定电阻值衡量是否达标；所述电子语音子系统用于播报说明或操作指令。本发明使心电图采集更加客观科学，可提高心电图记录质量，也避免了心电图检查中医患直接接触，实现了心电图采集的自动化及标准化。

Description

一种自动化及标准化心电图采集系统和方法

技术领域

本发明涉及医疗健康和人工智能领域，具体地说，涉及一种自动化及标准化心电图采集系统和方法。

背景技术

心电图(ECG或者EKG)是利用心电图机从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。心电图是临床最常用的检查之一，应用广泛，应用范围包括但不限于：1.记录人体正常心脏的电活动；2.帮助诊断心律失常；3.帮助诊断心肌缺血、心肌梗死、判断心肌梗死的部位；4.诊断心脏扩大、肥厚；5.判断药物或电解质情况对心脏的影响；6.判断人工心脏起搏状况。

在常规心电检查，都要用到心电导联线组件，将心电导联线组件的电极放置在人体不同部位，以记录和反应心脏的电活动。通常安放4个肢体导联电极和V1～V6 6个胸部导联电极，记录12导联心电图，即常规的心电导联线组件共有10个电极(图1)，其中4个电极为肢体电极(常采用夹子夹持在皮肤上)，导联线为黑色，标识颜色分别为红，黄，绿，黑；另外6个是胸部电极(常采用吸球吸附在皮肤上)，导联线为白色，标识颜色分别为红，黄，绿，褐，黑，紫，编号为V1，V2，V3，V4，V5，V6。无论是肢体电极还是胸部电极，都要求颜色和位置一一对应。图2是肢体电极安放部位示意图，右上肢是红色导联线，左上肢是黄色导联线，左下肢是绿色导联线，右下肢是黑色导联线。图3是胸部电极安放部位示意图，V1导联：胸骨右缘第4肋间，V2导联：胸骨左缘第4肋间，V3导联：V2与V4连线的中点，V4导联：左锁骨中线与第5肋间处，V5导联：左腋前线与V4同一水平处，V6导联：在腋中线与V4同一水平处。

由于电极的位置是依据颜色标识区分的，在实际使用中往往会出现电极位置错误的情况。如胸部导联的V1，V2，V3，V4，V5，V6位置错误(可能有6的阶乘即720种组合)，或肢体导联位置错误(可能有4的阶乘即24种组合，最常见的是左右手接反)。此外，人工放置电极位置依据视觉或触觉主观判断，会导致电极位置偏离标准位置或位置偏差，而电极位置错误或位置偏差往往会造成心电图形态变化，使医生对心电图诊断出现偏差，导致错误的诊断结论。

除此之外，发明人在长期的临床实践工作中注意发现和总结问题，意识到目前的心电图采集方法还存在以下缺陷：心电图采集过程中被检者肌肉未放松会导致记录的心电图波形质量下降，严重者导致错误的诊断结论；心电图采集过程中皮肤处理不良可导致电极与皮肤之间电阻增大，记录的心电图波形质量下降，严重者导致错误的诊断结论；胸部导联的固定目前多为橡胶吸球，吸球老化会发生漏气，内部压力降低，导致记录的心电图波形质量下降，严重者导致错误的诊断结论；心电图采集过程需要医务人员参与，容易造成医患矛盾，泄露被检者隐私。

专利文献CN106889985A，公开日2017.06.27，公开了一种心电图肢体导联模块与十二导联心电采集与传输系统。所述肢体导联模块包括记录与传输模块和电极导联部分，所述记录与传输模块集成于盒体内，用于记录所述电极导联部分采集到的心电信号并将所述心电信号传输出去；所述电极导联部分包括四根肢体导联线和与所述导联线分别对应连接的四个电极；所述四根肢体导联线与所述记录与传输模块相连，分别从所述盒体的边缘引出。所述十二导联心电采集与传输系统包括所述的肢体导联模块和胸部心电图导联定位带，所述胸部心电图导联定位带包括柔性穿戴部分和心电导联装置，所述心电导联装置设置于所述柔性穿戴部分上，其中，所述心电导联装置包括六个心前导联对应的六个电极(V1-V6)、六条心电导联线和导联接口，所述六个电极(V1-V6)分别与所述六条心电导联线相连，所述六条心电导联线与所述导联接口的六个连接端子相连；所述肢体导联模块的所述导联连接口与所述胸部心电图导联定位带上的所述导联接口可拆卸地连接。所述胸部心电图导联定位带上设有定位基准标志，所述定位基准标志包括定位基准线和定位点，所述定位基准线为一条直线，通过所述电极(V1)和电极(V2)的中心，所述定位点为所述电极(V1)和电极(V2)的中心连线的中点。该发明优点在于可以准确确定心电图电极位置，可同时检测心前和肢体的心电信号，可方便地把检测到的信号传输给终端，能够实时快捷地对人体心电进行诊断，适于普通大众在非就医时间穿戴。然而，该专利文献公开的十二导联心电采集与传输系统仅适用于人们在医院外的自行心电检测，通过在胸部配备心电图导联定位带，在定位带上标注定位基准线和定位点的方式防止电极位置错误，该系统并不适用于院内专业的心电图检查，也并不能较好地防止位置偏差。

专利文献CN104013399A，公开日2014.09.03，公开了一种心电图专用恒温器，其外壳体一侧上部设置有导温杆，与外壳体固定连接，外壳体一侧中上部设置有水位传感器和水温设置键，通过丝扣固定，外壳体底部设置有电热管和漏电保护插头，电热管通过丝扣与外壳体固定，在外壳盖上设置有注水口、圆柱形凹槽与椭圆形凹槽，外壳体与外壳盖固定连接；在使用时，把胸导联球状电极与消毒棉球缸分别放到椭圆形凹槽和圆柱形凹槽内，肢体导联夹夹在导温杆上面。该发明优点在于给患者做心电图时，上述医疗器具与被检查者的体温比较接近，使其感觉舒适思想放松，肌肉不紧张减少了肌电干扰，提高了心电图质量。然而，该专利文献只能在一定程度上令被检查者肌肉放松，但并不能检测被检查者是否达到真正的放松状态。

综上，亟需一种能够避免电极位置放置错误或位置出现偏差，保证检查过程中被检者肌肉处于放松状态，确保皮肤处理良好，以提高记录质量，并且可以避免医务人员直接参与的自动化和标准化的心电图采集系统和方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种自动化及标准化心电图采集系统。

本发明的再一的目的是，提供一种自动化及标准化心电图采集方法。

本发明的另一的目的是，提供一种提高心电图记录质量的方法。

为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：

一种自动化及标准化心电图采集系统，包括：电极、机械臂、检查床、人体轮廓识别子系统、压力分布测试子系统和主控计算机；

所述的人体轮廓识别子系统包括红外摄像头、参照红外光源、位置信息计算模块和位置信息结果输出模块；所述的红外摄像头用于拍摄获取包含被检者和参照红外光源的图像；所述的位置信息计算模块接收图像进行分析计算以确定四肢位置信息和胸壁位置信息；所述的位置信息结果输出模块用于输出四肢位置信息和胸壁位置信息；

所述的压力分布测试子系统包含第一压力感受器探头矩阵、第二压力感受器探头矩阵、压力分布计算模块、位移计算模块、压力分布比对模块、压力分布结果输出模块；所述的第一压力感受器探头矩阵位于检查床的下方，用于检测被检者整个身体背侧的压力；所述的第二压力感受器探头矩阵位于检查床的上方，用于检测被检者胸壁的压力；所述的压力分布计算模块用于对第一压力感受器探头矩阵或第二压力感受器探头矩阵的压力进行转换，获得压力分布数据；所述的位移计算模块用于采集第二压力感受器探头矩阵的压力感受器的位移获得位移分布数据；所述的压力分布比对模块用于接收被检者整个身体背侧的压力分布数据，并与标准人体背侧压力分布数据进行比较，计算压力分布误差，与最小容许误差进行大小比较，得出被检者身体放松是否达标的结果，压力分布比对模块还用于接收被检者胸壁的压力分布数据和位移分布数据，根据位移-压力反应曲线并与标准胸壁位移-压力数据进行比较，得出胸壁各解剖部位位置信息；所述的压力分布结果输出模块用于输出压力分布比对模块得到的结果；

所述的机械臂用于根据位置信息结果输出模块和压力分布结果输出模块的结果，执行电极放置和取下的操作。

优选地，所述的自动化及标准化心电图采集系统还包括皮肤处理测试子系统；所述的皮肤处理测试子系统包括试剂、器材、电极皮肤间压力传感器、局部皮肤电阻测定模块、局部皮肤电阻比对模块和局部皮肤电阻结果输出模块；所述的电极皮肤间压力传感器用于感受电极和皮肤间的压力；所述的局部皮肤电阻测定模块用于测定局部皮肤的电阻；所述的局部皮肤电阻比对模块用于将测得的局部皮肤的电阻数据和最大容许电阻数值进行比较；所述的局部皮肤电阻结果输出模块用于输出局部皮肤电阻比对模块的结果；所述的机械臂还用于根据局部皮肤电阻结果输出模块的结果执行皮肤处理的操作。

优选地，所述的自动化及标准化心电图采集系统还包括电子语音子系统，所述的电子语音子系统用于针对被检者播报说明或操作指令。

优选地，所述的电子语音子系统用于播报令被检者放松身体或机械臂执行皮肤处理的指令。

优选地，所述的检查床设有人体轮廓标识。

优选地，所述的红外摄像头设于检查床的上方及一侧。

优选地，所述的参照红外光源固定于检查床的四周。

优选地，所述的胸壁各解剖部位位置信息包含胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨的位置关系。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

一种自动化及标准化心电图采集方法，包括以下步骤：

(1)被检者肢体，脊柱，胸壁畸形或有手术治疗史，有帕金森病，强直性脊柱炎等病史情况，须提前告知医务人员；

(2)被检者进入检查区域，由电子语音子系统提示被检者仰卧位躺于检查床的人体轮廓标识上；

(3)以设置在检查床四周固定位置的参照红外光源作为参考系，使用设置在检查床上方及一侧的红外摄像头进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息；

(4)电子语音子系统提示被检者全身放松，第一压力感受器探头矩阵采集被检者体重的压力分布信息，由压力分布计算模块计算，由压力分布比对模块进行比对，符合全身放松的压力分布特征者进入下一项流程，否则电子语音子系统继续提示被检者全身放松；

(5)根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥机械臂在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标；

(6)电子语音子系统提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥第二压力感受器探头矩阵放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机指挥机械臂在胸壁进行皮肤处理，主控计算机指挥机械臂放置胸导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：

一种提高心电图记录质量的方法，包括以下步骤：

(1)被检者进入检查区域，由电子语音子系统提示被检者仰卧位躺于检查床的人体轮廓标识上；

(2)以设置在检查床四周固定位置的参照红外光源作为参考系，使用设置在检查床上方及一侧的红外摄像头进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息；

(3)根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥机械臂在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极；

(4)电子语音子系统提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥第二压力感受器探头矩阵放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机指挥机械臂进行皮肤处理并放置胸导联电极。

本发明优点在于：

本申请发明人在长期的临床实践工作中，注意观察和总结，意识到心电图检查过程中的种种缺陷，并基于深厚的本领域技术知识储备，融会贯通，解决了心电图电极放置位置错误或位置偏差、无法监测被检者身体是否放松、无法监测皮肤处理是否达标、无法监测电极与皮肤接触是否理想、医患直接接触的一系列难题，设计了本发明的自动化和标准化心电图采集系统和方法，具体地：

1、本发明利用红外成像技术，通过红外摄像头获取被检者人前后位及左右位人体轮廓信息，再经过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息，进行人体轮廓全识别，并应用到心电图肢体导联电极放置过程中，避免人工放置电极过程中发生的错误及偏差；

2、本发明应用压力分布测试子系统分析被检者体重的压力分布信息，评测被检者身体放松情况，使其完全放松；

3、本发明应用压力分布测试子系统计算胸壁各解剖部位位置如胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨的信息，将其应用到心电图胸导联电极放置过程中，避免人工放置电极过程中发生的错误及偏差；

4、本发明对电极和皮肤之间的压力进行监测，保证电极与皮肤之间在压力恒定条件下测定电阻值，使皮肤处理量化和标准化；

5、所述的人体轮廓标识勾画了基本的人体轮廓，包含头部、四肢、躯干，用于提示被检者基本的平躺位置，确保了红外摄像头采集的图像的有效性；

6、所述的红外摄像头设于检查床的上方及一侧，其位置设置合理，在保证较少红外摄像头的前提下获得能被用于精确识别人体轮廓的图像，其位置设计经发明人大量的实验论证得出；

7、所述的参照红外光源固定于检查床的四周，其位置保持恒定，不会受到被检者在床上移动的影响，可以保证始终恒定的位置参考系；

8、本发明使医生和被检者无需直接接触，有助于减少医患矛盾。

综上，本发明使心电图采集更加客观科学，可提高心电图记录质量，也减少了医生工作负担，避免了心电图检查中可能出现的医患矛盾。

附图说明

图1.心电导联线组件照片。

图2.肢体电极安放部位示意图。

图3.胸部电极安放部位示意图。

图4.本发明的自动化及标准化心电图采集系统的组成示意图。

图5.人体轮廓识别子系统的组成示意图。

图6.压力分布测试子系统的组成示意图。

图7.皮肤处理测试子系统的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.电极 2.机械臂

3.检查床 31.人体轮廓标识

4.人体轮廓识别子系统 41.红外摄像头

42.参照红外光源 43.位置信息计算模块

431.四肢位置信息计算子模块 432.胸壁位置信息计算子模块

44.位置信息结果输出模块 5.压力分布测试子系统

51.第一压力感受器探头矩阵 52.第二压力感受器探头矩阵

53.压力分布计算模块 54.位移计算模块

55.压力分布比对模块 56.压力分布结果输出模块

6.皮肤处理测试子系统 61.试剂

62.器材 63.电极皮肤间压力传感器

64.局部皮肤电阻测定模块 65.局部皮肤电阻比对模块

66.局部皮肤电阻结果输出模块 7.电子语音子系统

8.主控计算机

实施例1

请参见图4，图4是本发明的自动化及标准化心电图采集系统的组成示意图。所述的自动化及标准化心电图采集系统包括：电极1、机械臂2、检查床3、人体轮廓识别子系统4、压力分布测试子系统5、皮肤处理测试子系统6、电子语音子系统7、主控计算机8。

所述的电极1包括十个电极导联，具体包括四个肢体电极导联和六个胸部电极导联。所述的电极1用于获取人体的生物电现象，特别是获取人体皮肤测试点的电位。

所述的机械臂2用于执行皮肤处理、电极放置和取下的操作。机械臂2由模块化机械臂关节和灵巧手组成，整个机械臂2由主控计算机8控制，优选地，所述的模块化机械臂关节含有三个以上的关节，所述的灵巧手设置为可替换的部件，这些部件之间具有不同的形状和结构特征，能够完成不同的移动、摆动、旋转等任务。

所述的检查床3为一张平床，是用于供患者平躺的部件，优选地，其为长方形，长2m，宽1.2m，该大小可以满足大部分人群的需求，也不会占据过多的空间。所述的检查床3的正中央设有人体轮廓标识31，其勾画出基本的人体轮廓，包含头部、四肢、躯干，用于提示被检者基本的平躺位置。

请参见图5，图5是人体轮廓识别子系统的组成示意图。所述的人体轮廓识别子系统4包括红外摄像头41、参照红外光源42、位置信息计算模块43、位置信息结果输出模块44。所述的红外摄像头41用于拍摄人体图像，获取被检者前后位及左右位人体轮廓信息，其视角范围包含整个检查床。所述的参照红外光源42能够在红外摄像头41拍摄的同时被采集到，作为实际距离的指标，来衡量和计算人体轮廓的位置。所述的位置信息计算模块43接收到红外摄像头41拍摄的图像，根据人体结构特征点，如头的基本形状、四肢基本形状，并结合参照红外光源42的位置，来确定基本的人体结构位置，位置信息计算模块43具体包括四肢位置信息计算子模块431和胸壁位置信息计算子模块432，所述的四肢位置信息计算子模块431用于计算四肢的坐标位置，所述的胸壁位置信息计算子模块432用于计算胸壁的坐标位置。所述的位置信息结果输出模块44用于输出四肢位置信息和胸壁位置信息。

请参见图6，图6是压力分布测试子系统的组成示意图。所述的压力分布测试子系统5包含第一压力感受器探头矩阵51、第二压力感受器探头矩阵52、压力分布计算模块53、位移计算模块54、压力分布比对模块55、压力分布结果输出模块56。所述的第一压力感受器探头矩阵51位于检查床的下方，范围大小与检查床大小相同，用于检测被检者整个身体背侧的压力，第一压力感受器探头矩阵51为若干个压力感受器探头呈矩阵状态排列而成，在外部机构的推送作用下，每个压力感受器与躺在检查床上的被检者的身体接触并获得一个压力，因此通过第一压力感受器探头矩阵51能够获得一组压力分布数据。所述的第二压力感受器探头矩阵52位于检查床的上方，范围大小可与检查床大小相同，也可以只涉及检查床的一半面积，以能够覆盖被检者的胸壁为准，用于检测被检者胸壁的压力，第二压力感受器探头矩阵52也是为若干个压力感受器探头呈矩阵状态排列而成，在外部机构的推送作用下，每个压力感受器与躺在检查床上的被检者的身体接触并获得一个压力，因此通过第二压力感受器探头矩阵52能够获得一组压力分布数据。所述的压力分布计算模块53用于对第一压力感受器探头矩阵51或第二压力感受器探头矩阵52的压力感受器的压力进行转换，获得一组压力分布数据。当所述的压力感受器接触被检者身体后，在接触部位的阻力下，会产生一定的位移，所述的位移计算模块54用于采集第二压力感受器探头矩阵52的压力感受器的位移并进行转化，通过第二压力感受器探头矩阵52获得一组位移分布数据。所述的压力分布比对模块55用于接收压力分布计算模块53获得的被检者整个身体背侧的压力分布数据，并与标准人体背侧压力分布数据进行比较，计算压力分布误差，与最小容许误差进行大小比较；压力分布比对模块55还用于接收压力分布计算模块53获得的被检者胸壁的压力分布数据，和位移计算模块54获得的第二压力感受器探头矩阵52的压力感受器位移数据，根据位移-压力反应曲线，并与标准胸壁位移-压力数据进行比较，得出胸壁的胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨的相对位置关系。所述的压力分布结果输出模块56用于输出被检者整个身体背侧的压力分布数据与标准人体背侧压力分布数据的误差与最小容许误差的大小关系，并用于输出被检者胸壁的各解剖部位如胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨的相对位置关系。

请参见图7，图7是皮肤处理测试子系统的组成示意图。所述的皮肤处理测试子系统6包括试剂61、器材62、电极皮肤间压力传感器63、局部皮肤电阻测定模块64、局部皮肤电阻比对模块65和局部皮肤电阻结果输出模块66。所述的试剂61为心电图检查中的皮肤处理试剂，主要包括导电膏、盐水和酒精，导电膏用于减少皮肤和电极之间的缝隙使其接触良好；酒精用于擦去皮肤角质层，对于皮肤粗糙的被检者其涂擦尤为重要；盐水也用于涂擦皮肤并可作为良好的导电介质。所述的器材62用于涂擦试剂61，常用的如脱脂棉、无纺布等。所述的电极皮肤间压力传感器63用于感受电极和皮肤间的压力。所述的局部皮肤电阻测定模块64用于测定局部皮肤的电阻。所述的局部皮肤电阻比对模块65用于将测得的局部皮肤的电阻数据和最大容许电阻数值进行比较。所述的局部皮肤电阻结果输出模块66用于输出测得的局部皮肤的电阻数据与最大容许电阻数值的大小关系。

所述的电子语音子系统7用于针对被检者播报说明或操作指令。例如，当患者进入心电图检查室，由电子语音子系统7自动提示患者平躺至检查床的人体轮廓标识位置；当被检者整个身体背侧的压力分布数据与标准人体背侧压力分布数据的误差大于最小容许误差时，表明被检者身体未达到放松状态，则电子语音子系统7提示被检者放松身体。

需要说明的是：本发明利用红外成像技术，通过红外摄像头41获取被检者前后位及左右位人体轮廓信息，再经过位置信息计算模块43计算被检者四肢及胸壁位置信息，进行人体轮廓全识别，并应用到心电图肢体导联电极放置过程中，能避免人工放置电极过程中发生的错误及偏差。被检者平卧位身体未放松者肌肉张力增高，会导致人体各部位对检查床的压力分布异常，因此本发明应用压力分布测试子系统6分析被检者体重的压力分布信息，评测被检者身体放松情况，使其完全放松。心电图肢体导联及胸导联的放置位置均与人体解剖位置有关，胸骨、肋骨、锁骨等骨骼部位解剖结构从外至内依次为皮肤-皮下组织-骨骼，而肋间隙部位解剖结构从外至内依次为皮肤-皮下组织-肌肉，两个部位的硬度有明显差别，加压后的变形性及压力反应截然不同，因此本发明使用压力分布测试子系统5计算胸壁各解剖位置如胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨的信息，当第二压力感受器探头矩阵52对胸壁进行加压后，压力分布比对模块55就可根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨等位置信息，该种定位胸壁各解剖部位位置的方法具有安全、无创、可靠、精度高的优点，将其应用到心电图胸导联电极放置过程中，能避免人工放置电极过程中发生的错误及偏差。本发明可以实现皮肤上放置电极后，电极与皮肤之间在压力恒定条件下测定电阻值，使心电信号采集量化和标准化，皮肤处理得好，测得的电阻值低，反之亦然。

应用本发明的自动化及标准化心电图采集系统进行心电图采集的方法如下：

(1)被检者肢体，脊柱，胸壁畸形或有手术治疗史，有帕金森病，强直性脊柱炎病史等情况，须提前告知医务人员；

(2)被检者进入检查区域，由电子语音子系统7提示被检者仰卧位躺于检查床3的人体轮廓标识31上；

(3)以设置在检查床3四周固定位置的参照红外光源42作为参考系，使用设置在检查床3上方及一侧的红外摄像头41进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块43计算被检者四肢及胸壁位置信息；

(4)电子语音子系统7提示被检者全身放松，第一压力感受器探头矩阵51采集被检者体重的压力分布信息，由压力分布计算模块53计算，由压力分布比对模块55进行比对，符合全身放松的压力分布特征者进入下一项流程，否则电子语音子系统7继续提示被检者全身放松；

(5)根据被检者身体位置信息，主控计算机8指挥机械臂2在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标；

(6)电子语音子系统7提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机8指挥第二压力感受器探头矩阵52放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机8指挥机械臂2在胸壁进行皮肤处理并放置胸导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标。

(7)电子语音子系统7提示被检者全身放松，平稳呼吸，由心电图仪采集心电图信息，图形稳定后储存数据，完成采集。

实施例2

本发明的自动化及标准化心电图采集方法包括以下步骤：

(1)被检者肢体，脊柱，胸壁畸形或有手术治疗史，有帕金森病，强直性脊柱炎等病史等情况，须提前告知医务人员；

(2)被检者进入检查区域，由电子语音子系统提示被检者仰卧位躺于检查床的人体轮廓标识上；

(3)以设置在检查床四周固定位置的参照红外光源作为参考系，使用设置在检查床上方及一侧的红外摄像头进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息；

(4)电子语音子系统提示被检者全身放松，第一压力感受器探头矩阵采集被检者体重的压力分布信息，由压力分布计算模块计算，由压力分布比对模块进行比对，符合全身放松的压力分布特征者进入下一项流程，否则电子语音子系统继续提示被检者全身放松；

(5)根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥机械臂在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极，优选地，在放置肢体导联电极后，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标；

(6)电子语音子系统提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥第二压力感受器探头矩阵放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机指挥机械臂在胸壁进行皮肤处理，主控计算机指挥机械臂放置胸导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标。

进一步地，所述的自动化及标准化心电图采集方法包含步骤(7)：电子语音子系统提示被检者全身放松，平稳呼吸，由心电图仪采集心电图信息，图形稳定后储存数据，完成采集。

实施例3

本发明的提高心电图记录质量的方法包括以下步骤：

(1)被检者肢体，脊柱，胸壁畸形或有手术治疗史，有帕金森病，强直性脊柱炎病史等情况，须提前告知医务人员；

(2)被检者进入检查区域，由电子语音子系统提示被检者仰卧位躺于检查床的人体轮廓标识上；

(3)以设置在检查床四周固定位置的参照红外光源作为参考系，使用设置在检查床上方及一侧的红外摄像头进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息；

(4)电子语音子系统提示被检者全身放松，第一压力感受器探头矩阵采集被检者体重的压力分布信息，由压力分布计算模块计算，由压力分布比对模块进行比对，符合全身放松的压力分布特征者进入下一项流程，否则电子语音子系统继续提示被检者全身放松；

(5)根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥机械臂在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极，优选地，在放置肢体导联电极后，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标；

(6)电子语音子系统提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥第二压力感受器探头矩阵放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机指挥机械臂在胸壁进行皮肤处理，主控计算机指挥机械臂放置胸导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，包括：心电图肢体导联及胸导联电极、机械臂、检查床、人体轮廓识别子系统、压力分布测试子系统和主控计算机；

所述的人体轮廓识别子系统包括红外摄像头、参照红外光源、位置信息计算模块和位置信息结果输出模块；所述的红外摄像头用于拍摄获取包含被检者和参照红外光源的图像；所述的位置信息计算模块接收图像进行分析计算以确定四肢位置信息和胸壁位置信息；所述的位置信息结果输出模块用于输出四肢位置信息和胸壁位置信息；

所述的压力分布测试子系统包含第一压力感受器探头矩阵、第二压力感受器探头矩阵、压力分布计算模块、位移计算模块、压力分布比对模块、压力分布结果输出模块；所述的第一压力感受器探头矩阵位于检查床的下方，用于检测被检者整个身体背侧的压力；所述的第二压力感受器探头矩阵位于检查床的上方，用于检测被检者胸壁的压力；所述的压力分布计算模块用于对第一压力感受器探头矩阵或第二压力感受器探头矩阵的压力进行转换，获得压力分布数据；所述的位移计算模块用于采集第二压力感受器探头矩阵的压力感受器的位移获得位移分布数据；所述的压力分布比对模块用于接收被检者整个身体背侧的压力分布数据，并与标准人体背侧压力分布数据进行比较，计算压力分布误差，与最小容许误差进行大小比较，得出被检者身体放松是否达标的结果，压力分布比对模块还用于接收被检者胸壁的压力分布数据和位移分布数据，根据位移-压力反应曲线并与标准胸壁位移-压力数据进行比较，得出胸壁各解剖部位位置信息；所述的压力分布结果输出模块用于输出压力分布比对模块得到的结果；

所述的机械臂用于根据位置信息结果输出模块和压力分布结果输出模块的结果，执行电极放置和取下的操作。

2.根据权利要求1 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的自动化及标准化心电图采集系统还包括皮肤处理测试子系统；所述的皮肤处理测试子系统包括试剂、器材、电极皮肤间压力传感器、局部皮肤电阻测定模块、局部皮肤电阻比对模块和局部皮肤电阻结果输出模块；所述的电极皮肤间压力传感器用于感受电极和皮肤间的压力；所述的局部皮肤电阻测定模块用于测定局部皮肤的电阻；所述的局部皮肤电阻比对模块用于将测得的局部皮肤的电阻数据和最大容许电阻数值进行比较；所述的局部皮肤电阻结果输出模块用于输出局部皮肤电阻比对模块的结果；所述的机械臂还用于根据局部皮肤电阻结果输出模块的结果执行皮肤处理的操作。

3.根据权利要求2 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的自动化及标准化心电图采集系统还包括电子语音子系统，所述的电子语音子系统用于针对被检者播报说明或操作指令。

4.根据权利要求3 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的电子语音子系统用于播报令被检者放松身体或机械臂执行皮肤处理的指令。

5.根据权利要求1 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的检查床设有人体轮廓标识。

6.根据权利要求1 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的红外摄像头设于检查床的上方及一侧。

7.根据权利要求1 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的参照红外光源固定于检查床的四周。

8.根据权利要求1 所述的自动化及标准化心电图采集系统，其特征在于，所述的胸壁各解剖部位位置信息包含胸骨、肋骨、肋间隙、锁骨的位置关系。

9.一种如权利要求1所述的自动化及标准化心电图采集系统的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）被检者肢体，脊柱，胸壁畸形或有手术治疗史，有帕金森病，强直性脊柱炎病史情况，须提前告知医务人员；

（2）被检者进入检查区域，由电子语音子系统提示被检者仰卧位躺于检查床的人体轮廓标识上；

（3）以设置在检查床四周固定位置的参照红外光源作为参考系，使用设置在检查床上方及一侧的红外摄像头进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息；

（4）电子语音子系统提示被检者全身放松，第一压力感受器探头矩阵采集被检者体重的压力分布信息，由压力分布计算模块计算，由压力分布比对模块进行比对，符合全身放松的压力分布特征者进入下一项流程，否则电子语音子系统继续提示被检者全身放松；

（5）根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥机械臂在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标；

（6）电子语音子系统提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥第二压力感受器探头矩阵放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机指挥机械臂在胸壁进行皮肤处理，主控计算机指挥机械臂放置胸导联电极，电极与皮肤之间保持恒定压力，测定局部皮肤电阻，未达标者再次进行皮肤处理直至达标。

10.一种利用如权利要求1所述的自动化及标准化心电图采集系统提高心电图记录质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）被检者进入检查区域，由电子语音子系统提示被检者仰卧位躺于检查床的人体轮廓标识上；

（2）以设置在检查床四周固定位置的参照红外光源作为参考系，使用设置在检查床上方及一侧的红外摄像头进行红外成像，获取被检者人体轮廓信息，通过位置信息计算模块计算被检者四肢及胸壁位置信息；

（3）根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥机械臂在手腕及脚踝部位进行皮肤处理，放置肢体导联电极；

（4）电子语音子系统提示被检者暂停呼吸，根据被检者身体位置信息，主控计算机指挥第二压力感受器探头矩阵放置在胸壁上进行加压测定，根据探头位移-压力反应曲线计算胸骨、锁骨、肋骨、肋间隙位置信息，根据被检者胸壁解剖部位位置信息主控计算机指挥机械臂进行皮肤处理并放置胸导联电极。

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