CN110037689A - 一种基于马桶圈的心电采集装置、心电监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于马桶圈的心电采集装置、心电监测系统及方法，包括：生物电极：用于采集用户的生物电信号；心率传感器：用于采集用户的心率信号；压力传感器：用于采集用户坐在马桶上，马桶圈所受到的压力信号；预处理单元：用于将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；通信单元：用于将预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器，通过云服务器计算得到精准的心电图数据。本发明不需要改变被测量人的现有的习惯或行为，大大解决了被测者的依从性。每天进行一次或多次测量，达到持续检测的效果，从而长期监控心电数据，使用户早日对疾病进行预防。

Description

一种基于马桶圈的心电采集装置、心电监测系统及方法

技术领域

本发明属于心电采集的技术领域，具体涉及一种基于马桶圈的心电采集装置、心电监测系统及方法。

背景技术

据我国2000年统计，不论是在农村还是在城市，心血管的发病率是非常高的，与世界卫生组织的统计比例基本相同。英国心血管研究小组研究了1290个猝死的病号，访问了家属、同事，在1290个患者中，其中有70％的患者在猝死前一个月内有胸闷、气短的症状，有70％的人的症状持续超过15分钟，而这些突发的情况往往被本人和周围的人所忽略，而心电图仪则是用来记录心脏活动时所产生生理电信号的重要仪器。

传统的心电图一般在医疗机构中检测或家用小型心电检测仪上采集，往往都需要人员的干预，而且测量也是指按需测量，不能免干预和持续的采集心电图的数据，特别是心血管相关的疾病患者，往往因为对症状的认识滞后，而延误最佳的治疗时机；大部分心电图仪通过心率传感器直接得出心电图数据，这样的数据达不到医疗数据的要求，虽然有的使用电极采集心电，但是得出结果也是直接由设备上MCU进行计算，设备MCU的计算能力相对云计算能力非常薄弱，计算能力有限，达不到预期效果。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够可以在用户如厕时随时监测心功能数据，且基于马桶圈的心电采集装置、心电监测系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于马桶圈的心电采集装置，包括：生物电极：所述电极安装在马桶圈的正面，用于采集用户的生物电信号；心率传感器：所述心率传感器安装在马桶圈的正面，用于采集用户的心率信号；压力传感器：所述压力传感器安装在马桶圈的反面，用于采集用户坐在马桶上，马桶圈所受到的压力信号；预处理单元：用于将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；通信单元：用于将预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器。

优选地，所述基于马桶圈的心电采集装置，还包括：身份识别单元：用于识别用户的身份信息；数据加密单元：用于加密预处理完的生物电信号、心率信号、压力信号和身份信息。

优选地，所述识别用户的身份信息，具体包括：条码识别、二维码识别、指纹识别、人脸识别或射频卡识别。

优选地，所述生物电极、心率传感器和压力传感器的数量至少各为一个。

相应地，一种基于马桶圈的心电监测系统，包括心电采集装置和云服务器，所述心电采集装置为如上任意一项所述的心电采集装置；

所述云服务器具体包括：处理单元：用于接收心电采集装置通过通信单元发送的预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号，并进行分析处理，得到心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见；显示单元：用于将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示；存储单元：用于存储采集到的生物电信号、心率信号、压力信号和处理得到的心电图数据、诊疗意见。

优选地，所述处理单元包括：第一处理单元：根据采集到的生物电信号、心率信号和压力信号，进行数学建模、算法分析，得到心电图数据；第二处理单元：后台医疗人员根据心电图数据进行分析判断，得出专业的诊疗意见和建议。

优选地，所述心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示的方式包括：短信、邮件和客户端应用软件。

相应地，一种基于马桶圈的心电监测方法，包括：S101、采集用户的生物电信号、心率信号和压力信号；所述生物电信号通过设置在马桶圈正面的生物电极进行采集，所述心率信号通过设置在马桶圈正面的心率传感器进行采集，所述压力信号通过设置在马桶圈反面的压力传感器进行采集；S102、将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；S103、将处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器；S104、云服务器对处理后的生物电信号、心率信号和压力信号进行分析处理，得到心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见；S105、将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示；S106、存储采集到的生物电信号、心率信号、压力信号和处理得到的心电图数据、诊疗意见。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种基于马桶圈的心电采集装置、心电监测系统及方法，无需改变用户在日常生活中的现有习惯，用户只要坐在马桶上，皮肤接触到马桶圈，就开始了检测，不需要改变被测量人的现有的习惯或行为，大大解决了被测者的依从性；每天进行一次或多次测量，达到持续检测的效果，从而长期监控心电数据，使用户早日对疾病进行预防。

2、本发明根据采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行数学建模、算法分析，不同生物电信号、心率信号和压力信号所使用的算法不同，从而使得到心电图数据更为准确，专业的医疗人员根据心电图数据进行分析判断，得出有效、可靠的诊疗意见和建议，不仅有利于疾病的预防，特别是心血管相关的患者可以及早的认识到疾病的恶化，而且能够提前干预，避免因为对症状的认识滞后而导致的情况恶化。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；

图1为本发明实施例一提供的一种基于马桶圈的心电采集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种基于马桶圈的心电采集装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种基于马桶圈的心电监测系统的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种基于马桶圈的心电监测系统的结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的一种基于马桶圈的心电监测方法的结构示意图；

图6为本发明马桶圈正面的结构示意图；

图7为本发明马桶圈反面的结构示意图；

其中：10为心电采集装置，101为生物电极，102为心率传感器，103为压力传感器，104为预处理单元，105为通信单元，106为身份识别单元，107为数据加密单元，20为云服务器，201为处理单元，2011为第一处理单元，2012为第二处理单元，202为显示单元，203为存储单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的一种基于马桶圈的心电采集装置的结构示意图，图6为马桶圈正面的结构示意图；图7为马桶圈反面的结构示意图；如图1、图6、图7所示，一种基于马桶圈的心电采集装置，包括：

生物电极101：所述电极安装在马桶圈的正面，用于采集用户的生物电信号；

心率传感器102：所述心率传感器安装在马桶圈的正面，用于采集用户的心率信号；

压力传感器103：所述压力传感器安装在马桶圈的反面，用于采集用户坐在马桶上，马桶圈所受到的压力信号；所述生物电极101、心率传感器102和压力传感器103的数量至少各为一个；

预处理单元104：用于将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；

通信单元105：用于将预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器20；所述通信单元105可为GSM、GPRS、Zigbee、Bluetooth蓝牙、Wi-Fi无线网络、LoRa、NB-Io等通信方式。

具体地，生物电极101、心率传感器102、压力传感器103分别采集用户的生物电信号、心率信号和压力信号，采集到的电信号通过滤波电路、信号放大器、A/D转换电路进行滤波、放大和转换处理，将采集到的电信号转换为数字信号，将转换后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器20，云服务器20经过处理得到诊疗结果。

本实施例无需改变用户在日常生活中的现有习惯，用户只要坐在马桶上，皮肤接触到马桶圈，就开始了检测，不需要改变被测量人的现有的习惯或行为，大大解决了被测者的依从性；每天进行一次或多次测量，达到持续检测的效果，从而长期监控心电数据，使用户早日对疾病进行预防。

图2为本发明实施例二提供的一种基于马桶圈的心电采集装置的结构示意图，如图2所示，所述基于马桶圈的心电采集装置，还包括：

身份识别单元106：用于识别用户的身份信息；所述识别用户的身份信息，具体包括：条码识别、二维码识别、指纹识别、人脸识别或射频卡识别。

数据加密单元107：用于加密预处理完的生物电信号、心率信号、压力信号和身份信息。

具体地，当用户如厕时，在马桶上设置有识别装置，以指纹识别为例，通过获取用户的指纹，能够匹配用户历史的心电数据，并可在终端上显示，便于用户对比多次测量结果；数据加密单元107能够对采集到身份信息及处理后的生物电信号、心率信号、压力信号进行整合加密处理，以便安全的进行数据传输，保障了用户的隐私问题及数据传输的安全性。

图3为本发明实施例一提供的一种基于马桶圈的心电监测系统的结构示意图，如图3所示，一种基于马桶圈的心电监测系统，包括心电采集装置10和云服务器20，

所述心电采集装置10为如上任意一项所述的心电采集装置；

所述云服务器20具体包括：

处理单元201：用于接收心电采集装置10通过通信单元105发送的预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号，并进行分析处理，得到心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见；

显示单元202：用于将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示；所述将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示的方式包括：短信、邮件和客户端应用软件；

存储单元203：用于存储采集到的生物电信号、心率信号、压力信号和处理得到的心电图数据、诊疗意见；存储单元203便于用户及相关人员后续进行数据统计和分析。

具体地，云服务器20根据通信单元105发送的数据以生物电信号为主，心率信号和压力信号为辅进行数学建模、算法分析，从而得出心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见。传统的马桶圈上集成电路的MCU的计算能力相对远端计算能力比较薄弱，本实施例依托云服务器的云计算能力，能够获得精准的心电图数据，满足医疗需求，而且本发明不需要改变被测量人的现有的习惯或行为，大大解决了被测者的依从性；每天进行一次或多次测量，达到持续检测的效果，从而长期监控心电数据，使用户早日对疾病进行预防。所述处理单元201还可连接打印装置，用于将处理后的数据进行打印，便于用户使用。

图4为本发明实施例二提供的一种基于马桶圈的心电监测系统的结构示意图，如图4所示，一种基于马桶圈的心电监测系统，所述处理单元201包括：

第一处理单元2011：根据采集到的生物电信号、心率信号和压力信号，进行数学建模、算法分析，得到心电图数据；

第二处理单元2012：后台医疗人员根据心电图数据进行分析判断，得出专业的诊疗意见和建议。

具体地，根据采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行数学建模、算法分析，不同生物电信号、心率信号和压力信号所使用的算法不同，从而使得到心电图数据更为准确，专业的医疗人员根据心电图数据进行分析判断，得出有效、可靠的诊疗意见和建议，不仅有利于疾病的预防，特别是心血管相关的患者可以及早的认识到疾病的恶化，而且能够提前干预，避免因为对症状的认识滞后而导致的情况恶化。

图5为本发明实施例一提供的一种基于马桶圈的心电监测方法的结构示意图，如图5所示，一种基于马桶圈的心电监测方法，包括：

S101、采集用户的生物电信号、心率信号和压力信号；所述生物电信号通过设置在马桶圈正面的生物电极101进行采集，所述心率信号通过设置在马桶圈正面的心率传感器102进行采集，所述压力信号通过设置在马桶圈反面的压力传感器103进行采集；

S102、将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；

S103、将处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器20；

S104、云服务器20对处理后的生物电信号、心率信号和压力信号行分析处理，得到心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见；

S105、将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示；

S106、存储采集到的生物电信号、心率信号、压力信号和处理得到的心电图数据、诊疗意见。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一部分实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

可以理解的是，上述方法、装置及系统中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其他设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定的编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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 (8)

1.一种基于马桶圈的心电采集装置，其特征在于：包括：

生物电极(101)：所述电极安装在马桶圈的正面，用于采集用户的生物电信号；

心率传感器(102)：所述心率传感器安装在马桶圈的正面，用于采集用户的心率信号；

压力传感器(103)：所述压力传感器安装在马桶圈的反面，用于采集用户坐在马桶上，马桶圈所受到的压力信号；

预处理单元(104)：用于将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；

通信单元(105)：用于将预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器(20)。

2.根据权利要求1所述的一种基于马桶圈的心电采集装置，其特征在于：还包括：

身份识别单元(106)：用于识别用户的身份信息；

数据加密单元(107)：用于加密预处理完的生物电信号、心率信号、压力信号和身份信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于马桶圈的心电采集装置，其特征在于：所述识别用户的身份信息，具体包括：条码识别、二维码识别、指纹识别、人脸识别或射频卡识别。

4.根据权利要求1所述的一种基于马桶圈的心电采集装置，其特征在于：所述生物电极(101)、心率传感器(102)和压力传感器(103)的数量至少各为一个。

5.一种基于马桶圈的心电监测系统，包括心电采集装置(10)和云服务器(20)，其特征在于：

所述心电采集装置(10)为权利要求1-4中任意一项所述的心电采集装置；

所述云服务器(20)具体包括：

处理单元(201)：用于接收心电采集装置(10)通过通信单元(105)发送的预处理后的生物电信号、心率信号和压力信号，并进行分析处理，得到心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见；

显示单元(202)：用于将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示；

存储单元(203)：用于存储采集到的生物电信号、心率信号、压力信号和处理得到的心电图数据、诊疗意见。

6.根据权利要求5所述的一种基于马桶圈的心电监测系统，其特征在于：所述处理单元(201)包括：

第一处理单元(2011)：根据采集到的生物电信号、心率信号和压力信号，进行数学建模、算法分析，得到心电图数据；

第二处理单元(2012)：后台医疗人员根据心电图数据进行分析判断，得出专业的诊疗意见和建议。

7.根据权利要求5所述的一种基于马桶圈的心电监测系统，其特征在于：所述心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示的方式包括：短信、邮件和客户端应用软件。

8.一种基于马桶圈的心电监测方法，其特征在于：包括：

S101、采集用户的生物电信号、心率信号和压力信号；所述生物电信号通过设置在马桶圈正面的生物电极(101)进行采集，所述心率信号通过设置在马桶圈正面的心率传感器(102)进行采集，所述压力信号通过设置在马桶圈反面的压力传感器(103)进行采集；

S102、将采集到的生物电信号、心率信号和压力信号进行滤波、放大和转换处理；

S103、将处理后的生物电信号、心率信号和压力信号发送至云服务器(20)；

S104、云服务器(20)对处理后的生物电信号、心率信号和压力信号进行分析处理，得到心电图数据，根据心电图数据得出诊疗意见；

S105、将心电图数据及诊疗意见在终端上进行显示；

S106、存储采集到的生物电信号、心率信号、压力信号和处理得到的心电图数据、诊疗意见。