CN110693485A - 一种可穿戴式的心电信息监测系统及方法 - Google Patents

一种可穿戴式的心电信息监测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可穿戴式的心电信息监测系统及方法，包括可穿戴设备、手机端和服务器，所述可穿戴设备设置为腕式心电记录设备，所述腕式心电记录设备佩戴于人体腕部，用于采集人体心电数据信息，得到心电图数据，所述手机端通过蓝牙与所述可穿戴设备实现数据互通，接收来自所述可穿戴设备的人体心电数据信息并实现数据的同步，然后所述手机端将同步得到的人体心电数据信息上传至服务器，所述服务器采用心电分析仪进行数据分析并将分析结果反馈回到所述手机端，生成完整的心电图报告，用户通过所述手机端进行心电图报告的查看。本发明实现了心电信号的采集，佩戴舒适，使用简便，实时性好，应用场景广泛，监测效果较佳。

Description

一种可穿戴式的心电信息监测系统及方法
技术领域
本发明涉及信号与信息处理技术领域，具体涉及一种可穿戴式的心电信息监测系统及方法。
背景技术
心血管疾病是指包括心脏和血管疾病、肺循环疾病和脑血管疾病的一组循环系统疾病。发病率高、复发率高、并发症多是其特点，早发现、早治疗才能够减少心血管病的发病率、复发率以及相关的并发症。为了尽早发现，合理的检测必不可少，其中心电图是一项重要的检查方式。心电图检查记录的是心脏电活动在体表的微弱电流，通过心电图检查能够及时捕捉到心脏的异常你，帮助我们发现心脏疾病。
心电图检查包括了静态心电图、动态心电图、12导联、18导联等各种类型，市场上相关的医疗器械也是琳琅满目。医院较常用的常规心电图和24 小时动态holter，导线众多、结构复杂，使用较为不便，而且患者不能及时获得检查结果，只能在佩戴结束之后，再将设备交回医院由大夫读取获得诊断结果，对于需要日常监护的人来说这些产品并不能满足他们的需要。他们需要的是一种能够随时进行日常监护的设备，可以在院外及时记录并获取自己的心电情况，以便在异常时及时就医。
此外，目前的心电图自动分析的准确率仍然不够，仍然需要依靠大夫进行标注和判断，这样的工作耗时耗力，而且导致用户不能及时获得心电图报告，这些都是有待解决的难题和挑战。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的问题传统心电监测中设备佩戴不便、无法院外日常监测、自动分析准确率不高导致不能及时获取报告，提供一种可穿戴式的心电信息监测系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可穿戴式的心电信息监测系统，包括可穿戴设备、手机端和服务器，所述可穿戴设备设置为腕式心电记录设备，所述腕式心电记录设备佩戴于人体腕部，用于采集人体心电数据信息，得到心电图数据，所述手机端通过蓝牙与所述可穿戴设备实现数据互通，接收来自所述可穿戴设备的人体心电数据信息并实现数据的同步，然后所述手机端将同步得到的人体心电数据信息上传至服务器，所述服务器采用心电分析仪进行数据分析并将分析结果反馈回到所述手机端，生成完整的心电图报告，用户通过所述手机端进行心电图报告的查看。
在本发明中，优选地，所述可穿戴设备包括数据采集单元、蓝牙模块、闪存芯片、控制器和显示器，所述信息采集单元通过所述闪存芯片与所述控制器电性连接，所述显示器和所述控制器电性连接，所述蓝牙模块和所述控制器电性连接，所述数据采集单元用于采集并获取人体各项数据信息，得到的人体各项数据信息先通过所述闪存芯片进行数据存储，再经由所述控制器实现数据处理和分析，最后通过所述蓝牙模块发送至所述手机端便于用户进行查看，所述显示器用于实现人体各项数据信息的显示。
在本发明中，优选地，所述数据采集单元包括运动传感器、心率传感器和心电电极，所述心电电极，所述运动传感器、所述心率传感器、所述心电电极与所述闪存芯片均为电性连接，所述运动传感器用于采集用户当前的运动信息，所述心率传感器用于采集用户当前心率数据，所述心电电极用于采集用户的心电信号。
在本发明中，优选地，所述心电分析仪采用的是AI-ECG心电分析仪。
在本发明中，优选地，一种采用可穿戴式的心电信息监测系统的监测方法，包括以下步骤：
步骤A1)在手机端的手机APP操作界面用户进行功能选择；
步骤A2)可穿戴设备进行心电采集模式或心率采集模式切换，执行心电监测功能或心率监测功能；
步骤A3)通过蓝牙将采集得到的数据同步至手机端，当用户点击手机端操作界面的开始分析选项时，手机端同步的数据上传至服务器，待心电分析仪分析完成生成心电报告反馈至手机端。
在本发明中，优选地，所述心电监测功能具体包括以下步骤：
步骤B1)用户佩戴可穿戴设备进行心电信息采集，得到心电图数据；
步骤B2)用户打开手机端应用，使用手机蓝牙将其与可穿戴设备进行连接；
步骤B3)刷新手机应用，同步心电数据；
步骤B4)手机端将刚获得的心电数据上传至服务器；
步骤B5)AI-ECG人工智能自动分析并生成报告；
步骤B6)手机端查看心电报告。
在本发明中，优选地，所述心率监测功能具体包括以下步骤：
步骤C1)用户通过手机应用提前对可穿戴设备进行置异常心率提醒设置，设定心率的合理范围；
步骤C2)用户佩戴可穿戴设备进行心率信息采集；
步骤C3)可穿戴设备对心率进行实时监测分析并展示在显示屏上；
步骤C4)根据用户设置判断心率是否超出设置的正常区间，如果是，进入步骤C5)，否则返回到步骤C2)；
步骤C5)可穿戴设备启动心率预警。
在本发明中，优选地，所述步骤B5)AI-ECG人工智能自动分析通过建立人工智能卷积神经网络模型实现，根据人工智能卷积神经网络模型对心电图波形进行特征识别、干扰识别和心搏分类的分析与归类，输出得到心电事件分析结果，心电事件分析结果包括心律失常分析、长间歇停搏、扑动和颤动、传导阻滞、早搏和逸搏、心动过缓、心动过快和ST段改变检测。
在本发明中，优选地，所述步骤C4)判断心率是否超出设置的正常区间的判定时间为30秒。
在本发明中，优选地，所述步骤C5)可穿戴设备启动心率预警包括可穿戴设备发生振动，同时显示屏显示文字提示。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明采用可穿戴设备实现了心电信号的采集，佩戴舒适，使用简便，实时性好，应用场景广泛，监测效果较佳。配合手机应用和后台AI人工智能分析即时给出心电报告，准确率高、分析快速，免去了很多用户等待的时间，也使得监测更有及时性，方便用户随时根据监测结果做出医疗措施的调整。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种可穿戴式的心电信息监测系统的结构示意图；
图2是本发明的一种可穿戴式的心电信息监测系统的可穿戴设备的电路原理框图；
图3是本发明的一种可穿戴式的心电信息监测系统的心电监测方法流程图；
图4是本发明的一种可穿戴式的心电信息监测系统的心率监测方法流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图4所示，本发明提供一种可穿戴式的心电信息监测系统，包括可穿戴设备、手机端和服务器，所述可穿戴设备设置为腕式心电记录设备，所述腕式心电记录设备佩戴于人体腕部，用于采集人体心电数据信息，得到心电图数据，所述手机端通过蓝牙与所述可穿戴设备实现数据互通，接收来自所述可穿戴设备的人体心电数据信息并实现数据的同步，然后所述手机端将同步得到的人体心电数据信息上传至服务器，所述服务器采用心电分析仪进行数据分析并将分析结果反馈回到所述手机端，生成完整的心电图报告，用户通过所述手机端进行心电图报告的查看。
在本实施例中，进一步地，所述可穿戴设备包括数据采集单元、蓝牙模块、闪存芯片、控制器和显示器，所述信息采集单元通过所述闪存芯片与所述控制器电性连接，所述显示器和所述控制器电性连接，所述蓝牙模块和所述控制器电性连接，所述数据采集单元用于采集并获取人体各项数据信息，得到的人体各项数据信息先通过所述闪存芯片进行数据存储，再经由所述控制器实现数据处理和分析，最后通过所述蓝牙模块发送至所述手机端便于用户进行查看，所述显示器用于实现人体各项数据信息的显示。
在本实施例中，进一步地，所述数据采集单元包括运动传感器、心率传感器和心电电极，所述心电电极，所述运动传感器、所述心率传感器、所述心电电极与所述闪存芯片均为电性连接，所述运动传感器用于采集用户当前的运动信息，所述心率传感器用于采集用户当前心率数据，所述心电电极用于采集用户的心电信号。其中，运动传感器可以是北斗传感器和三轴传感器，北斗传感器用于定位并获取用户的空间位置信息，并将采集到的空间位置信息通过手机端上传至服务器，三轴传感器能够获取用户佩戴腕式心电记录设备时的运动信息，运动信息具体指的是加速度运动信息，采集到的加速度运动信息通过手机端上传至服务器，便于监测与判断，从而为用户的健康提供了更加可靠的保证。
在本实施例中，进一步地，所述心电分析仪采用的是AI-ECG心电分析仪。
在本实施例中，进一步地，一种采用可穿戴式的心电信息监测系统的监测方法，包括以下步骤：
步骤A1)在手机端的手机APP操作界面用户进行功能选择；
步骤A2)可穿戴设备进行心电采集模式或心率采集模式切换，执行心电监测功能或心率监测功能；
步骤A3)通过蓝牙将采集得到的数据同步至手机端，当用户点击手机端操作界面的开始分析选项时，手机端同步的数据上传至服务器，待心电分析仪分析完成生成心电报告反馈至手机端。
在本实施例中，进一步地，所述心电监测功能具体包括以下步骤：
步骤B1)用户佩戴可穿戴设备进行心电信息采集，得到心电图数据；
步骤B2)用户打开手机端应用，使用手机蓝牙将其与可穿戴设备进行连接；
步骤B3)刷新手机应用，同步心电数据；
步骤B4)手机端将刚获得的心电数据上传至服务器；
步骤B5)AI-ECG人工智能自动分析并生成报告；
步骤B6)手机端查看心电报告。
在本实施例中，进一步地，所述心率监测功能具体包括以下步骤：
步骤C1)用户通过手机应用提前对可穿戴设备进行置异常心率提醒设置，设定心率的合理范围；
步骤C2)用户佩戴可穿戴设备进行心率信息采集；
步骤C3)可穿戴设备对心率进行实时监测分析并展示在显示屏上；
步骤C4)根据用户设置判断心率是否超出设置的正常区间，如果是，进入步骤C5)，否则返回到步骤C2)；
步骤C5)可穿戴设备启动心率预警。
在本实施例中，进一步地，所述步骤B5)AI-ECG人工智能自动分析通过建立人工智能卷积神经网络模型实现，根据人工智能卷积神经网络模型对心电图波形进行特征识别、干扰识别和心搏分类的分析与归类，输出得到心电事件分析结果，心电事件分析结果包括心律失常分析、长间歇停搏、扑动和颤动、传导阻滞、早搏和逸搏、心动过缓、心动过快和ST段改变检测。
在本实施例中，进一步地，所述步骤C4)判断心率是否超出设置的正常区间的判定时间为30秒。
在本实施例中，进一步地，所述步骤C5)可穿戴设备启动心率预警包括可穿戴设备发生振动，同时显示屏显示文字提示。
本发明的工作原理和工作过程如下：用户佩戴可穿戴设备完毕，在手机端的手机APP操作界面用户进行功能选择，当用户选择心电监测功能时，可穿戴设备进行心电采集模式，可穿戴设备设置为腕式心电记录设备，采集时，用户将腕式心电记录设备默认佩戴至左手，然后用右手双指按住两个心电电极，心电电极电性连接的导联线输出端通过闪存芯片和控制器的数据采集端电性连接，对人体的心电信号进行采集，得到心电图数据，用户等待30秒的倒计时完成后松开。此时，腕式心电记录设备通过语音提示用户到手机App 进行心电图的查看。然后用户打开手机端的应用，通过蓝牙将其与可穿戴设备进行连接，在蓝牙设备列表中选择腕式心电记录设备连接即可。接下来用户刷新手机应用，同步心电数据，手机App下拉刷新，等待数据同步完成，完成后用户能在手机App上看到过去30秒记录的心电数据。手机端将刚获得的心电数据上传至服务器，服务器采用AI-ECG心电分析仪，AI-ECG心电分析仪进行自动分析，生成完整心电图报告，并返回给手机端，在手机APP 显示供用户查看。AI-ECG心电分析仪进行自动分析过程采用了人工智能卷积神经网络模型进行实现，对心电图波形进行特征识别、干扰识别和心搏分类都是基于人工智能自学习的模型来得到输出结果，分析速度快、准确程度高。对采集信号进行心律失常分析、长间歇停搏，扑动和颤动，传导阻滞，早搏和逸搏，心动过缓，心动过快，ST段改变检测，心电事件的分析与归类，最后将各类信息汇总形成心电报告。
本发明提供的一种可穿戴的心电信息监测系统能够实现心率监测功能，用户首先在手机端的手机APP对可穿戴设备进行异常心率提醒设置，设定心率的合理范围，此范围将作为心率监测时候报警的标准；用户佩戴可穿戴设备进行心率信息采集，最长记录时间为7天，用户可根据自己的情况进行不同时长的佩戴，佩戴完毕，在手机端的手机APP操作界面用户进行功能选择，选择心率监测功能，腕式心电记录设备需切换到心率采集模式，完成心率数据的采集，记录过程中，可穿戴设备的显示屏能够显示实时心率，当心率超出设置范围超30秒时心率预警启动，记录完成后用户打开手机应用，通过蓝牙配对将手机端与可穿戴设备连接，同步心率数据。用户可通过手机APP 应用程序查看历史的心率数据，最大心率、最小心率以及全天心率趋势。以上为一次心电测量的整个过程，当用户需要再次测量时，重复以上步骤即可进行下一次测量，每次测量结果能够在手机App应用程序里进行回看。
本发明采用可穿戴设备实现了心电信号的采集，佩戴舒适，使用简便，实时性好，应用场景广泛，监测效果较佳。配合手机应用和后台AI人工智能分析即时给出心电报告，准确率高、分析快速，免去了很多用户等待的时间，也使得监测更有及时性，方便用户随时根据监测结果做出医疗措施的调整。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种可穿戴式的心电信息监测系统，其特征在于，包括可穿戴设备、手机端和服务器，所述可穿戴设备设置为腕式心电记录设备，所述腕式心电记录设备佩戴于人体腕部，用于采集人体心电数据信息，得到心电图数据，所述手机端通过蓝牙与所述可穿戴设备实现数据互通，接收来自所述可穿戴设备的人体心电数据信息并实现数据的同步，然后所述手机端将同步得到的人体心电数据信息上传至服务器，所述服务器采用心电分析仪进行数据分析并将分析结果反馈回到所述手机端，生成完整的心电图报告，用户通过所述手机端进行心电图报告的查看。
2.根据权利要求1所述的一种可穿戴式的心电信息监测系统，其特征在于，所述可穿戴设备包括数据采集单元、蓝牙模块、闪存芯片、控制器和显示器，所述信息采集单元通过所述闪存芯片与所述控制器电性连接，所述显示器和所述控制器电性连接，所述蓝牙模块和所述控制器电性连接，所述数据采集单元用于采集并获取人体各项数据信息，得到的人体各项数据信息先通过所述闪存芯片进行数据存储，再经由所述控制器实现数据处理和分析，最后通过所述蓝牙模块发送至所述手机端便于用户进行查看，所述显示器用于实现人体各项数据信息的显示。
3.根据权利要求2所述的一种可穿戴式的心电信息监测系统，其特征在于，所述数据采集单元包括运动传感器、心率传感器和心电电极，所述心电电极，所述运动传感器、所述心率传感器、所述心电电极与所述闪存芯片均为电性连接，所述运动传感器用于采集用户当前的运动信息，所述心率传感器用于采集用户当前心率数据，所述心电电极用于采集用户的心电信号。
4.根据权利要求1所述的一种可穿戴式的心电信息监测系统，其特征在于，所述心电分析仪采用的是AI-ECG心电分析仪。
5.一种可穿戴式的心电信息监测方法，其特征在于，所述心电信息监测方法采用如权利要求1-4中任一项所述的心电信息监测系统，包括以下步骤：
步骤A1)在手机端的手机APP操作界面用户进行功能选择；
步骤A2)可穿戴设备进行心电采集模式或心率采集模式切换，执行心电监测功能或心率监测功能；
步骤A3)通过蓝牙将采集得到的数据同步至手机端，当用户点击手机端操作界面的开始分析选项时，手机端同步的数据上传至服务器，待心电分析仪分析完成生成心电报告反馈至手机端。
6.根据权利要求5所述的一种可穿戴式的心电信息监测方法，其特征在于，所述心电监测功能具体包括以下步骤：
步骤B1)用户佩戴可穿戴设备进行心电信息采集，得到心电图数据；
步骤B2)用户打开手机端应用，使用手机蓝牙将其与可穿戴设备进行连接；
步骤B3)刷新手机应用，同步心电数据；
步骤B4)手机端将刚获得的心电数据上传至服务器；
步骤B5)AI-ECG人工智能自动分析并生成报告；
步骤B6)手机端查看心电报告。
7.根据权利要求6所述的一种可穿戴式的心电信息监测方法，其特征在于，所述心率监测功能具体包括以下步骤：
步骤C1)用户通过手机应用提前对可穿戴设备进行置异常心率提醒设置，设定心率的合理范围；
步骤C2)用户佩戴可穿戴设备进行心率信息采集；
步骤C3)可穿戴设备对心率进行实时监测分析并展示在显示屏上；
步骤C4)根据用户设置判断心率是否超出设置的正常区间，如果是，进入步骤C5)，否则返回到步骤C2)；
步骤C5)可穿戴设备启动心率预警。
8.根据权利要求6所述的一种可穿戴式的心电信息监测方法，其特征在于，所述步骤B5)AI-ECG人工智能自动分析通过建立人工智能卷积神经网络模型实现，根据人工智能卷积神经网络模型对心电图波形进行特征识别、干扰识别和心搏分类的分析与归类，输出得到心电事件分析结果，心电事件分析结果包括心律失常分析、长间歇停搏、扑动和颤动、传导阻滞、早搏和逸搏、心动过缓、心动过快和ST段改变检测。
9.根据权利要求7所述的一种可穿戴式的心电信息监测方法，其特征在于，所述步骤C4)判断心率是否超出设置的正常区间的判定时间为30秒。
10.根据权利要求7所述的一种可穿戴式的心电信息监测方法，其特征在于，步骤C5)可穿戴设备启动心率预警包括可穿戴设备发生振动，同时显示屏显示文字提示。
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