CN108888260A - 手套式心电检测装置及心电信号采集方法 - Google Patents

Abstract

一种手套式心电检测装置，其包括手套、位于手套手心面的柔性五指状异形电极板、电源和数据处理系统。在电极板上，按照国际标准的十二导联法则设置有六个胸部测试电极V1‑V6和校正电极Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。测试电极和校正电极通过柔性导线与数据处理系统相连，传输数据。数据处理系统根据测试电极和校正电极采集的数据，按照现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在数据处理系统中。本发明还提供一种利用该手套式心电检测装置采集心电信号的方法，即右手戴上该手套，按照数据处理系统提示的测试电极的标准位置，将柔性五指状异形电极板上的测试电极及校正电极按压在相应位置处，数据处理系统根据测试电极和校正电极采集的数据生成心电图数据。

Description

手套式心电检测装置及心电信号采集方法

技术领域

本发明涉及一种针对成人使用的、适于居家使用的、便携的手套式心电检测装置，以及利用该检测装置采集心电信号的方法。本发明属于医疗器械领域。

背景技术

随着工作压力的增大，生活节奏的加快，心脏疾病的发病率迅速上升，已成为威胁人们身体健康的主要因素之一。由于心脏病具有一过性和隐匿性，很多人自我感觉经常胸闷、胸痛、心悸，但是到了医院症状又过去了，医生问病情时，只能用“就是不舒服”、“大概、好像”等词来描述；医生无法确诊，只能建议下次发作时快点来医院。

心电图是诊断心脏疾病的主要依据，具有诊断可靠、方法简便，对病人无损害的优点，但是，医院使用的心电监测仪价格贵，心电图机又操作繁琐，均不适宜家庭使用。

目前，市场上也有一些小型的家用心电检测装置，通过将测试电极按国际标准的十二导联法则放置在相应位置，实时显示或记录心电图。这种小型家用心电检测装置的最大缺点是： 1、没有校准的功能；2、没有检查或校正使用者是否将测试电极准确地放置在标准位置的功能。如果使用者没有将测试电极准确地放置在标准位置上，那么得到的心电图也是没有任何意义的，甚者，还会贻误病情。

开发一种针对成年人使用的，便携的、适于居家使用的心电检测装置，实现心脏疾病的自我发现、自我记录，以便到医院就诊时为医生提供确诊依据，势在必行。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种非专业人士使用的、适于居家使用的、可指导使用者正确使用的手套式心电检测装置。

本发明的另一目的是提供一种利用该手套式心电检测装置采集心电信号的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种手套式心电检测装置，其包括手套、柔性五指状异形电极板、固定在手套背部的电源和数据处理系统；

所述柔性五指状异形电极板位于所述手套的手心面上，在该柔性五指状异形电极板手心面上，按照国际标准的十二导联法则，设置有六个胸部测试电极V1-V6，测试电极V1设置在大拇指端部，测试电极V2设置在食指端部，测试电极V3设置在中指端部，测试电极V4、V5、 V6间隔地设置在无名指端部；

在所述柔性五指状异形电极板手心面上还设置有校正电极Ⅰ和校正电极Ⅲ；校正电极Ⅰ设置在该柔性五指状异形电极板的底部，手套入口处，心电检测时，校正电极Ⅰ与右手碗接触；校正电极Ⅲ设置在该柔性五指状异形电极板小拇指延伸部，心电检测时，通过导线和吸盘吸附在人体肚脐左下10厘米处；

在所述柔性五指状异形电极板手背面上设置有校正电极Ⅱ，校正电极Ⅱ与无名指端部的测试电极V6的距离为2-5厘米，心电检测时，校正电极Ⅱ与左手接触，左手托扶柔性五指状异形电极板；

所述测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ通过柔性导线与所述数据处理系统相连，传输数据，数据处理系统根据测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ采集的数据，按照现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在数据处理系统中。

在本发明具体实施例中，所述柔性五指状异形电极板的无名指端部向外延伸形成延伸部，所述测试电极V5和V6设置在该延伸部的手心面上，测试电极V5与测试电极V4之间的距离为2-5厘米，测试电极V6与测试电极V5之间的距离为2-5厘米。

所述柔性五指状异形电极板粘接在所述手套的手心面上。

所述柔性五指状异形电极板为所述手套的手心面，与所述手套为一个整体。

所述柔性五指状异形电极板上的大拇指、食指、中指和无名指可自然状态分开，也可以只有大拇指和食指分开，其它四指合并；

所述大拇指与食指之间的夹角为30°-45°之间。

所述数据处理系统包括微处理器、示教交互模块、无线传输模块；

所述测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ的一端与人体接触，另一端通过柔性导线与所述微处理器的一组I/O口相连；所述微处理器的另一组I/O口与所述示教交互模块的数据输入/输出端相连；所述微处理器的串口与所述无线传输模块相连；无线传输模块将心电检测数据传输到其它终端。

所述手套式心电检测装置还包括一显示屏，该显示屏的数据端口通过柔性导线与所述微处理器的I/O口相连。

在本发明的具体实施例中，所述测试电极V1-V6采用易与人体体表皮肤接触的柔性高分子电极。

所述柔性导线隐藏在手套内。

本发明还提供了一种利用所述手套式心电检测装置采集心电信号的方法，包括如下步骤：

S1、将右手插入手套内；将右手放置在胸部，将大拇指即测试电极V1按压在人体胸骨右缘第4肋间处，作为基准位置点，基准位置点不动；将校正电极Ⅰ通过吸盘与右手腕相连，将校正电极Ⅲ通过吸盘放置在人体肚脐左下约10厘米处，将校正电极Ⅱ与托扶柔性五指状电极板的左手相连通；

S2、接通电源，通过与数据处理系统相连的显示屏显示人体标准的胸部解剖图，并勾画出柔性五指状异形电极板上各测试电极的标准位置；

S3、使用者对照显示屏上显示的柔性五指状异形电极板上各测试电极的标准位置，移动食指、中指、无名指将测试电极V2-V6按压在相应位置处；

S4、数据处理系统根据测试电极V1、V2的电压勾画出柔性五指状异形电极板的实际位置，并将柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置进行比较；

当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差超过设定值时，数据处理系统提示手套移动方向，使用者根据提示移动手套，寻找准确的电极放置；

当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差在允许的范围内，数据处理系统根据测试电极V1-V6及校正电极I、II、III采集的数据，按照现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在微处理器中；

S5、使用者可以通过显示屏直接显示数据处理系统生成的心电图，或者，通过无线传输的方式将生成的心电图传输给PC机或手机或移动数据终端，打印或保存起来。

本发明的优点：1、测量准确。本发明得到的心电图测量准确，对医生具有较高的诊断参考价值。2、本发明结构简单，满足装置小型化、便携的设计理念。3、本发明使用简单、方便，特别适于家庭、非专业人士使用。

附图说明

图1是本发明柔性五指状异形电极板手心面结构示意图；

图2是本发明柔性五指状异形电极板手背面结构示意图；

图3是本发明数据处理系统原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，但不作为本发明的限定。通过对本发明非限定性实例的描述，本发明的特征将会显而易见。

目前，各医院广泛使用的心电图机基本上是按照国际标准的十二导联法则设计的，设计有十二根电极，即六个胸部测试电极V1-V6、两个背部测试电极V7-V8和四个肢体测试电极。但是，在实际使用时，医生们多使用十个电极，即六个胸部测试电极V1-V6和四个肢体测试电极。

本发明按照国际标准的十二导联法则，并结合大家的实际使用习惯进行设计，设计有六个胸部测试电极V1-V6和三个校正电极即校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ。

在人们感到心脏不舒服时，会本能的用右手抚摸心脏，感觉心脏的跳动，如图1、图2 所示，本发明提供的手套式心电检测装置包括：手套1、柔性五指状异形电极板2、固定在手套背部的电源3和数据处理系统4。

构成本发明的手套1可以是五指分开的五指手套，也可以是只有拇指分开的一巴掌手套。柔性五指状异形电极板2可以粘接在手套的手心面上，也可以作为手套的手心面，与手套成为一个整体。

如图1所示，在柔性五指状异形电极板手心面上，按照国际标准的十二导联法则,设置有六个胸部测试电极V1-V6。测试电极V1设置在大拇指端部，测试电极V2设置在食指端部，测试电极V3设置在中指端部，测试电极V4设置在无名指端部。

本发明将无名指端部的电极板延伸，在其延伸部的手心面上设置有测试电极V5和V6，测试电极V5与测试电极V4之间的距离为2-5厘米，测试电极V6与测试电极V5之间的距离为2-5厘米。

本发明柔性五指状异形电极板上的大拇指、食指、中指、无名指可呈自然状态分开，也可以只有大拇指和食指分开，其它4指呈并拢状态。只要大拇指与食指之间的夹角为30度-45 度即可。

为使本发明手套式心电检测装置检测的心电图数据更准确，更可靠，本发明在柔性五指状异形电极板手心面上还设置有校正电极Ⅰ和校正电极Ⅲ。校正电极Ⅰ设置在柔性五指状异形电极板的底部，手套入口处，心电检测时，校正电极Ⅰ通过吸盘与右手碗接触，校正电极Ⅲ设置在柔性五指状异形电极板小拇指延伸部，心电检测时，通过导线和吸盘吸附在人体肚脐左下10厘米处。

在柔性五指状异形电极板手背面上，还设置有校正电极Ⅱ，校正电极Ⅱ与无名指端部的测试电极V6的距离为2-5厘米，心电检测时，校正电极Ⅱ与左手接触，左手托扶柔性五指状异形电极板。

本发明六个测试电极V1-V6对应国际标准十二导联法则中的V1-V6六个胸部测试电极，本发明校正电极Ⅰ对应国际标准十二导联法则中右手腕测试电极，校正电极Ⅲ对应国际标准十二导联法则中下肢测试电极(即左下肢测试电极和右下肢测试电极)，校正电极Ⅱ对应国际标准十二导联法则中左手腕测试电极。

在进行心电检测时，本发明利用校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ确定零电位，确保数据处理系统根据测试电极V1-V6采集的生物电信号生成的心电图数据的准确性。

如图2所示，本发明在柔性五指状异形电极板手背面，设置有电源3和数据处理系统4， V1-V6六个测试电极和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ三个校正电极通过柔性导线与数据处理系统相连，传输数据。数据处理系统根据测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ采集的数据，现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在数据处理系统中。

本发明数据处理系统4通过无线传输的方式与PC机或手机或移动数据终端相连，传输数据，使用者通过PC机或手机或移动数据终端显示心电图波形。

现有的小型家用心电检测装置没有检查或校正使用者是否将测试电极准确地放置在标准位置的功能，故，如果使用者没有将测试电极准确地放置在标准位置上，那么得到的心电图也是没有任何意义的！为克服现有技术的弊端，本发明在数据处理系统中增设了示教交互模块。

如图3所示，本发明数据处理系统包括微处理器、示教交互模块、无线传输模块。测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ的一端与人体接触，另一端通过柔性导线与微处理器的一组I/O口相连；微处理器的另一组I/O口与示教交互模块的数据输入/输出端相连；微处理器的串口与无线传输模块相连。

示教交互模块的功能是在显示屏上显示人体标准的胸部解剖图，以及柔性五指状异形电极板的实际位置；并且，在人体标准的胸部解剖图上标出柔性五指状异形电极板应该放置的标准位置。

由于本发明将测试电极V1-V6预先设置在柔性五指状异形电极板上，在心电检测时，只要将测试电极V1的位置找准即大拇指的位置找准，测试电极V2-V6的位置基本就正确了。微处理器根据校正电极I、II、III以及测试电极V1的电信号，描绘出柔性五指状异形电极板的实际位置。

同时，微处理器通过示教交互模块显示人体标准的胸部解剖图，并在人体标准的胸部解剖图上标出柔性五指状异形电极板应该放置的标准位置和实际位置；将两个位置进行比较。当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差超过设定值时，微处理器提示内置有柔性五指状异形电极板的手套移动方向，指导使用者寻找准确的电极放置位置。当两个位置的偏差在允许的范围内，微处理器根据测试电极V1-V6采集的数据和校准电极I、II、III的电压，以及现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在微处理器中，或者，通过无线传输的方式与PC机或手机或移动数据终端相连，传输数据，使用者通过PC机或手机或移动数据终端显示心电图波形。

本发明手套式心电检测装置还可以包括一显示屏，该显示屏的数据端口通过柔性导线与微处理器的I/O口相连，直接显示心电图、人体胸部模拟解剖图、柔性五指状异形电极板的标准位置和实际位置。为降低成本，本发明也可以省略显示屏，利用PC机或手机或iPad或其他移动数据终端的显示屏，微处理器通过无线传输模块将视频信号传输给PC机或手机或移动数据终端，利用它们的显示屏显示心电波形、人体胸部模拟解剖图、柔性五指状异形电极板的标准位置和实际位置。

在本发明的优选实施例中，所述测试电极V1-V6采用易与人体体表皮肤接触的柔性高分子电极。

利用本发明提供的手套式心电检测装置采集心电信号的方法如下：

S1、将右手插入手套内；将右手放置在胸部，将大拇指即测试电极V1按压在人体胸骨右缘第4肋间处，作为基准位置点，基准位置点不动；将校正电极Ⅰ通过吸盘与右手腕相连，将校正电极Ⅲ通过吸盘放置在人体肚脐左下约10厘米处，将校正电极Ⅱ与托扶柔性五指状电极板的左手相连通；

S2、接通电源，通过与数据处理系统相连的显示屏显示人体标准的胸部解剖图，并勾画出柔性五指状异形电极板上各测试电极的标准位置；

S3、使用者对照显示屏上显示的柔性五指状异形电极板上各测试电极的标准位置，移动食指、中指、无名指将测试电极V2-V6按压在相应位置处；

S4、数据处理系统根据测试电极V1、V2的电压勾画出柔性五指状异形电极板的实际位置，并将柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置进行比较；

当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差超过设定值时，数据处理系统提示手套移动方向，使用者根据提示移动手套，寻找准确的电极放置；

当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差在允许的范围内，数据处理系统根据测试电极V1-V6及校正电极I、II、III采集的数据，按照现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在微处理器中；

S5、使用者可以通过显示屏直接显示数据处理系统生成的心电图，或者，通过无线传输的方式将生成的心电图传输给PC机或手机或移动数据终端，打印或保存起来。

本发明的优点：

1、测量准确。

本发明设计了示教交互模块，在开始采集心电信号前，指导使用者按照视频寻找正确的电极位置，并提示使用者移动手套的方向；当柔性五指状异形电极板的位置正确后，才开始心电信号的采集，所以，本发明得到的心电图测量准确，对医生具有较高的诊断参考价值。

另，本发明还通过校正电极Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ确定零电位，确保数据处理系统根据测试电极V1-V6 采集的生物电信号生成的心电图的准确性！

2、本发明结构简单，满足装置小型化、便携的设计理念。

传统的心电图机多采用有线方式进行数据传输，在患者进行检查时，周围布满导线，使患者倍感紧张，无法放松心情，导致无法真实地反应患者的生理状况，检测不准确，本发明测试电极V1-V6通过埋设在手套内的柔性导线与数据处理系统相连，数据处理系统通过无线传输方式与PC机或手机相连，上传数据，实现了无外置导线的设计，使结构更简单，使用更方便，满足装置小型化、便携的设计理念。

3、本发明使用简单、方便，特别适于家庭、非专业人士使用。

由于本发明巧妙地将测试电极V1-V6设置在手套内，当患者感觉心脏不舒服时，可以在第一时间戴上该手套，借助手机或PC机的视频显示快速、准确地找到测试点，记录下此时的心电图波形，使用简单、方便。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种手套式心电检测装置，其特征在于：其包括手套、柔性五指状异形电极板、固定在手套背部的电源和数据处理系统；

所述柔性五指状异形电极板位于所述手套的手心面上，在该柔性五指状异形电极板手心面上，按照国际标准的十二导联法则，设置有六个胸部测试电极V1-V6，测试电极V1设置在大拇指端部，测试电极V2设置在食指端部，测试电极V3设置在中指端部，测试电极V4、V5、V6间隔地设置在无名指端部；

在所述柔性五指状异形电极板手心面上还设置有校正电极Ⅰ和校正电极Ⅲ；校正电极Ⅰ设置在该柔性五指状异形电极板的底部，手套入口处，心电检测时，校正电极Ⅰ与右手碗接触；校正电极Ⅲ设置在该柔性五指状异形电极板小拇指延伸部，心电检测时，通过导线和吸盘吸附在人体肚脐左下10厘米处；

在所述柔性五指状异形电极板手背面上设置有校正电极Ⅱ，校正电极Ⅱ与无名指端部的测试电极V6的距离为2-5厘米，心电检测时，校正电极Ⅱ与左手接触，左手托扶柔性五指状异形电极板；

所述测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ通过柔性导线与所述数据处理系统相连，传输数据，数据处理系统根据测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ采集的数据，按照现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在数据处理系统中。

2.根据权利要求1所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述柔性五指状异形电极板的无名指端部向外延伸形成延伸部，所述测试电极V5和V6设置在该延伸部的手心面上，测试电极V5与测试电极V4之间的距离为2-5厘米，测试电极V6与测试电极V5之间的距离为2-5厘米。

3.根据权利要求2所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述柔性五指状异形电极板粘接在所述手套的手心面上。

4.根据权利要求2所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述柔性五指状异形电极板为所述手套的手心面，与所述手套为一个整体。

5.根据权利要求1-4之一所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述柔性五指状异形电极板上的大拇指、食指、中指和无名指可自然状态分开，也可以只有大拇指和食指分开，其它四指合并；

所述大拇指与食指之间的夹角为30°-45°之间。

6.根据权利要求5所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述数据处理系统包括微处理器、示教交互模块、无线传输模块；

所述测试电极V1-V6和校正电极Ⅰ、校正电极Ⅱ、校正电极Ⅲ的一端与人体接触，另一端通过柔性导线与所述微处理器的一组I/O口相连；所述微处理器的另一组I/O口与所述示教交互模块的数据输入/输出端相连；所述微处理器的串口与所述无线传输模块相连；无线传输模块将心电检测数据传输到其它终端。

7.根据权利要求6所述的手套式心电检测装置，其特征在于：其还包括一显示屏，该显示屏的数据端口通过柔性导线与所述微处理器的I/O口相连。

8.根据权利要求7所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述测试电极V1-V6采用易与人体体表皮肤接触的柔性高分子电极。

9.根据权利要求8所述的手套式心电检测装置，其特征在于：所述柔性导线隐藏在手套内。

10.一种利用权利要求1-9所述手套式心电检测装置采集心电信号的方法，其特征在于：其包括如下步骤：

S1、将右手插入手套内；将右手放置在胸部，将大拇指即测试电极V1按压在人体胸骨右缘第4肋间处，作为基准位置点，基准位置点不动；将校正电极Ⅰ通过吸盘与右手腕相连，将校正电极Ⅲ通过吸盘放置在人体肚脐左下约10厘米处，将校正电极Ⅱ与托扶柔性五指状电极板的左手相连通；

S2、接通电源，通过与数据处理系统相连的显示屏显示人体标准的胸部解剖图，并勾画出柔性五指状异形电极板上各测试电极的标准位置；

S3、使用者对照显示屏上显示的柔性五指状异形电极板上各测试电极的标准位置，移动食指、中指、无名指将测试电极V2-V6按压在相应位置处；

S4、数据处理系统根据测试电极V1、V2的电压勾画出柔性五指状异形电极板的实际位置，并将柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置进行比较；

当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差超过设定值时，数据处理系统提示手套移动方向，使用者根据提示移动手套，寻找准确的电极放置；

当柔性五指状异形电极板的实际位置与标准位置的偏差在允许的范围内，数据处理系统根据测试电极V1-V6及校正电极I、II、III采集的数据，按照现有的心电图信号处理方法生成心电图数据，并存储在微处理器中；

S5、使用者可以通过显示屏直接显示数据处理系统生成的心电图，或者，通过无线传输的方式将生成的心电图传输给PC机或手机或移动数据终端，打印或保存起来。