CN117017316A - 心脏监护系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种心脏监护系统，包括：体外设备，包括电源模块、信号接收电路和能量发送电路，所述电源模块用于给所述能量发送电路供电；无源植入设备，包括心电采集模块、信号处理电路、信号发送电路和能量接收电路，所述心电采集模块用于采集心电信号，所述信号处理电路用于对所述心电信号进行信号处理，得到处理后信号，所述信号发送电路用于将所述处理后信号发送至所述信号接收电路，所述能量接收电路用于从所述能量发送电路获取电能，以对所述无源植入设备供电。本申请使无源植入设备与体外设备配合工作，无源植入设备负责采集心电信号，提高心电信号采集的准确性，无源植入设备无需设置电池，极大程度延长使用寿命，并且体积大大减小。

Description

心脏监护系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种心脏监护系统。

背景技术

对于心脏骤停高危人群，尤其是对发生过室速或室颤等恶性心律事件的患者，植入式心脏除颤设备是其最佳防治手段之一。植入式心脏除颤设备一般包括植入主机和心电感知电极，其通过对患者心律的24小时不间断监控，能够在发生恶性心率事件的第一时间，自动对其进行电除颤以转复正常心律，及时挽救患者生命。植入式心脏除颤设备虽然可以满足患者二级预防的需求，但是手术创伤较大，并且为了保证设备10年左右的工作时间，其电池体积不可避免的都比较大，使整个植入主机部分的尺寸无法减小。植入该设备后，患者有明显的异物感，同时植入囊袋过大，在后期也容易发生各种并发症，如红肿、感染等。

因此，一般患者，尤其是一级预防的患者，对植入式心脏除颤设备的治疗方案的接受程度普遍较低。对于该类患者，穿戴式心脏除颤设备是另一种替代治疗方案。其通过将心电感知电极以及除颤电极集成在穿戴式心脏除颤设备(多为背心)上，完成心电信号的实时采集、分析及识别，对于恶性心律事件及时采取电除颤治疗，以挽救患者生命。然而现有的穿戴式心脏除颤设备也存在一些缺陷。由于其采集的是体表心电图，在穿戴过程中的运动会给采集到的心电信号带来极大的干扰，对于算法的识别准确率带来较大影响。为了使得采集信号更准确，往往在电极附近给予加强固定，使其与皮肤更紧密地贴合，此方式虽然能改善心电信号的质量，但是长此以往，电极附近的皮肤会有局部不良反应，如过敏、压疮等。最终影响患者的穿戴依从性，使穿戴式体外设备丧失其应有的保护作用。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请的目的在于提供一种心脏监护系统，使无源植入设备与体外设备配合工作，无源植入设备负责采集心电信号，提高心电信号采集的准确性，无源植入设备无需设置电池，极大程度延长使用寿命，并且体积大大减小。

本申请实施例提供一种心脏监护系统，包括：

体外设备，包括电源模块、信号接收电路和能量发送电路，所述电源模块用于给所述能量发送电路供电；

无源植入设备，包括心电采集模块、信号处理电路、信号发送电路和能量接收电路，所述心电采集模块用于采集心电信号，所述信号处理电路用于对所述心电信号进行信号处理，得到处理后信号，所述信号发送电路用于将所述处理后信号发送至所述信号接收电路，所述能量接收电路用于从所述能量发送电路获取电能，以对所述无源植入设备供电。

在一些实施例中，所述能量发送电路包括激励发送电路和第一谐振电路，所述第一谐振电路包括第一线圈，所述激励发送电路用于发送激励信号至所述第一谐振电路，以使所述第一谐振电路向外传输能量；

所述能量接收电路包括第二谐振电路和稳压电路，所述第二谐振电路包括第二线圈和接收负载，所述接收负载用于将所述第二线圈从所述第一线圈感应到的电能传输到所述稳压电路，所述稳压电路用于输出所述无源植入设备的供电电能。

在一些实施例中，所述信号发送电路和所述能量接收电路集成为信号能量传输模块，所述信号能量传输模块还包括可调负载和可调负载开关，所述可调负载开关用于基于所述信号处理电路的输出信号调节所述可调负载接入或不接入所述第二谐振电路，或调节所述可调负载接入所述第二谐振电路的大小。

在一些实施例中，所述心电采集模块包括至少一个第一心电感知电极和至少一个第二心电感知电极，所述第一心电感知电极和所述第二心电感知电极分别设于所述无源植入设备的第一端和第二端，所述无源植入设备的第一端和第二端之间设置有电路板，所述第二线圈、所述接收负载、所述可调负载、所述信号处理电路和所述稳压电路分别设于所述电路板。

在一些实施例中，所述信号处理电路用于获取所述第一心电感知电极和所述第二心电感知电极间的电信号，将所述电信号进行滤波和放大处理后，转化为数字信号并输出至所述可调负载开关。

在一些实施例中，所述信号处理电路还用于对所述电信号进行滤波和放大处理后，基于硬件电路处理所述电信号以获得预设心电指标的表征信号，并根据所述表征信号生成处理结果信号。

在一些实施例中，所述心电采集模块还用于接收所述处理结果信号，根据所述处理结果信号与预设采集配置参数的映射关系，控制采集心电信号的采集配置参数。

在一些实施例中，所述体外设备的能量发送电路还用于根据接收到的心电采集需求调整向所述能量接收电路发送的电能等级，所述心电采集模块还用于根据所述能量接收电路接收到的电能等级与预设采集配置参数的映射关系，控制采集心电信号的采集配置参数。

在一些实施例中，所述体外设备为可穿戴式体外设备，所述体外设备还包括心电分析模块和治疗模块，所述心电分析模块用于根据所述心电信号判断是否发生特定心电事件，所述治疗模块用于在所述心电分析模块判断发生特定心电事件时，执行特定治疗动作；

所述体外设备还包括提示模块，所述提示模块用于在所述第一线圈感应到所述第二线圈时发出第一提示信息，以及在所述体外设备与所述无源植入设备的数据通信过程中，发生通信中断时发出第二提示信息。

在一些实施例中，所述体外设备包括穿戴式衣物和便携式主机，所述便携式主机设有所述电源模块和所述心电分析模块，所述治疗模块包括除颤电极板，所述除颤电极板通过导线连接于所述便携式主机，所述便携式主机和所述除颤电极板可拆卸地设于所述穿戴式衣物。

在一些实施例中，所述体外设备还包括控制模块，所述控制模块用于获取所述无源植入设备的信号采集计划，根据所述信号采集计划确定所述无源植入设备的信号采集时间，并根据所述信号采集时间确定所述激励发送电路的激励信号发送时间；

所述控制模块还用于在所述激励信号发送时间的开始时间点到达时，判断所述第一线圈是否感应到所述第二线圈，并在所述第一线圈未感应到所述第二线圈时，通过所述提示模块发出第三提示信息。

在一些实施例中，所述信号采集计划包括所述无源植入设备的信号采集周期，所述控制模块还用于在执行特定治疗动作后，根据预设的采集周期调整算法，调整所述无源植入设备的信号采集周期。

在一些实施例中，所述信号采集计划还包括各个信号采集周期的心电采集需求，所述体外设备的能量发送电路还用于根据各个所述信号采集周期的心电采集需求调整向所述能量接收电路发送的电能等级，所述心电采集模块还用于根据所述能量接收电路接收到的电能等级与预设采集配置参数的映射关系，控制在各个所述信号采集周期内采集心电信号的采集配置参数。

本申请所提供的心脏监护系统具有如下优点：

本申请提供了一种无源植入设备与体外设备的配合系统，使无源植入设备与体外设备配合工作，在体外设备向无源植入设备传输电能时，无源植入设备可采集心电信号并发送给体外设备，由于无源植入设备植入于患者体内后采集心电信号，免受外部噪声的影响，降低患者运动对心电信号采集的干扰，提高了心电信号采集的准确性，无源植入设备内部无需设置电池，无需考虑电池续航时间的问题，极大程度地延长了无源植入设备的使用寿命，并且大大减小了无源植入设备的体积，植入患者人体后舒适度更高，减少患者感受到的异物感，极大减少各种并发症的发生。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本申请一实施例的心脏监护系统的结构框图；

图2是本申请一实施例的心脏监护系统中能量传输和信号传输部分的结构框图；

图3是本申请一实施例的无源植入设备的结构示意图；

图4是本申请另一实施例的心脏监护系统中能量传输和信号传输部分的结构框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。说明书中的“或”、“或者”均可能表示“和”或者“或”。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本申请的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本申请的范围内。本说明书中虽然采用“第一”或“第二”等来表示某些特征，但其仅为表示作用，而不作为具体特征的数量和重要性的限制。

如图1所示，本申请一实施例提供了一种心脏监护系统，包括体外设备M100和无源植入设备M200。所述体外设备M100包括电源模块M110、信号接收电路M120和能量发送电路M130。所述电源模块M110用于给所述能量发送电路M130供电。所述电源模块M110例如包括一个或多个电池，所述电池包括至少一个可充电电池和/或至少一个非充电电池。例如所述体外设备M100可配备多块可充电电池，供患者轮流使用。所述体外设备M100的电池包括可充电电池时，所述电源模块M110还可包括所述电池的充电适配器，或者也可将所述电池的充电适配器与所述体外设备M100分离设置，在需要充电时再进行连接。在该实施例中，所述体外设备M100为可穿戴式体外设备，其包括穿戴式衣物和便携式主机，所述穿戴式衣物例如为背心，所述便携式主机中设有所述电源模块M110、所述信号接收电路M120和所述能量发送电路M130，所述便携式主机固定地或可拆卸地设于所述穿戴式衣物。

如图1所示，所述无源植入设备M200包括心电采集模块M210、信号处理电路M220、信号发送电路M230和能量接收电路M240。所述心电采集模块M210用于采集心电信号，所述心电信号例如为心电图信号或其他类型的表征心脏状态的信号。所述信号处理电路M220用于对所述心电信号进行信号处理，得到处理后信号，此处进行信号处理例如是对心电信号的滤波和放大等处理，还可进一步包括硬件信号识别功能。所述信号发送电路M230用于将所述处理后信号发送至所述信号接收电路M120。所述能量接收电路M240用于从所述能量发送电路M130获取电能，以对所述无源植入设备M200供电。此处所述能量接收电路M240对所述无源植入设备M200供电主要是指所述能量接收电路M240输出供电电能到所述心电采集模块M210和所述信号处理电路M220。所述能量发送电路M130和所述能量接收电路M240之间是无线感应供电，所述信号接收电路M120和所述信号发送电路M230之间是无线通信。

在使用该心脏监护系统时，需要将无源植入设备植入到患者内部，使无源植入设备M200与体外设备M100配合工作，所述体外设备可穿戴在患者体外。在体外设备M100的能量发送电路M130向无源植入设备M200的传输电能时，无源植入设备可采集心电信号并发送给体外设备。由于无源植入设备植入于患者体内后采集心电信号，免受外部噪声的影响，降低患者运动对心电信号采集的干扰，提高了心电信号采集的准确性，可以保证对心电信号采集的准确性。无源植入设备内部无需设置电池，无需考虑电池续航时间的问题，极大程度地延长了无源植入设备M200的使用寿命，并且大大减小了无源植入设备M200的体积，植入患者人体后舒适度更高，减少患者感受到的异物感，极大减少各种并发症的发生。

在该实施例中，所述体外设备M100还包括心电分析模块和治疗模块，所述心电分析模块也设于所述便携式主机。所述心电分析模块用于根据所述心电信号判断是否发生特定心电事件，所述治疗模块用于在所述心电分析模块判断发生特定心电事件(如发生恶性心律事件)时，执行特定治疗动作。所述治疗模块例如可以为心脏除颤模块、心脏起搏模块等，对应的治疗动作例如为除颤治疗动作、起搏治疗动作等。例如，所述治疗模块包括除颤电极板，所述除颤电极板通过导线连接于所述便携式主机，所述便携式主机和所述除颤电极板可拆卸地设于所述穿戴式衣物。所述除颤电极板的设置位置可以根据使用需要设定，例如在背心的后背处放置一极(一块或多块除颤电极板)，在前胸左侧心脏下方处设置另一极(一块或多块除颤电极板)。例如，所述可穿戴衣物采用背心的设计，在安置除颤电极板和便携式主机的位置预留口袋以便放入，在导线经过处预留搭扣以便规整线束，并合理配置便携式主机的安放位置，该背心与便携式主机以及除颤电极板等配件可以完全脱卸，背心部分可单独清洗，与一般衣物相同。

所述便携式主机拥有自动检测除颤电极板连接状态的功能，能判断除颤电极板的连接情况，对于连接不当等异常情况及时进行报警。因此，所述心脏监护系统不仅可以实现对患者心电信号采集的功能，还可以实现心电信号分析和心脏治疗的功能。所述除颤电极板在除颤之前会自动喷射导电胶，增加除颤电极板与皮肤的导电性，使电除颤治疗更加安全高效。该除颤电极板为耗材，每次电除颤治疗后需要更换。因此，通过体外的无源植入设备M200与体外设备M100的配合，可实现对患者的自动心电监控和自动除颤治疗，保证在发现患者发生特定心电事件时能够第一时间得到治疗，极大地保障患者的生命安全。

因此，本申请创新性地提出了一种完全无源的体内植入式心电信号采集设备，即无源植入设备M200，其在患者体内直接采集心电信号，可以保证心电信号采集的准确性，并且其不需要考虑电池的续航、电池的重量、电池的体积和电池的重量的问题，其理论上寿命可以达到无限长，并且体积方面实现了在能够满足心电信号采集功能的基础上的最小化，是对现有常规植入式心脏除颤设备的一大突破，也是思维上的一大创新，跳出现有技术中植入式心脏除颤设备需要具有电池供电和具有除颤治疗功能的局限，其对于患者的使用安全性和使用方便性来说都是极大的改进。而体外设备可以与患者的人体分离，可以随时进行充电或更换电池，实际上也是没有能量续航的限制的，可以彻底摆脱能量的掣肘。并且，所述无源植入设备M200可以全部采用硬件电路来实现，无需设置微处理器，通过硬件电路或集成化定制模拟、数字芯片即可完成所有信号处理，并将心电信号发送到体外设备，进一步减小了整体无源植入设备M200的体积，并且硬件电路相比于微处理器来说功耗更小，使用稳定性更高，出现故障的概率更小，只要没有外力导致其物理损坏，其工作年限可以为终生。该心脏监护系统不仅可以用于心源性猝死一二级的预防，也可用于长程心电信号检测，用于偶发性心脏不适的诊断，结合了植入式设备和穿戴式体外设备的优点，使患者能够花最小的代价获得最大的受益。对于无需除颤治疗的患者，其所佩戴的体外设备M100可以去除心脏治疗模块，可以更轻便地进行携带。

并且，所述体外设备M100无需设置贴附于患者体表的心电感知电极，减少了患者穿戴式的不适性。所述体外设备M100还可提供给患者终止电除颤治疗的途经。体外设备在每次电除颤之前会提示患者进行响应。当体外设备M100因各种原因发生错误判断时，如果是误触发，患者可以通过该途经终止此次电除颤治疗。该途经可以是便携式主机上的一个按钮，也可以是能与便携式主机无线通信的一个有线或无线的应答装置。

如图2所示，在该实施例中，所述能量发送电路M130包括激励发送电路M121和第一谐振电路，所述第一谐振电路包括第一线圈M122，所述激励发送电路M121用于发送激励信号至所述第一谐振电路，以使所述第一谐振电路向外传输能量。该第一激励信号例如是具有一定频率的方波或其他信号形式。所述第一谐振电路为串联谐振电路，还可包括与所述第一线圈M122串联的第一电容和第一电阻，通过调整第一线圈M122和第一电容的LC参数可调整所述第一谐振电路向外发送的能量。

如图2所示，所述能量接收电路包括第二谐振电路和稳压电路M234，所述第二谐振电路为并联谐振电路，包括第二线圈M231、接收负载M232和可调负载M233，所述接收负载M232和可调负载M233用于将所述第二线圈M231从所述第一线圈M122感应到的电能传输到所述稳压电路M234，所述稳压电路M234用于输出所述无源植入设备M200的供电电能。所述接收负载M232例如为一个接收电容，或者一个接收电阻等，与所述第二线圈M231并联连接。所述稳压电路M234将所述接收负载M232和可调负载M233接收的电能进行整流和稳压调整后分别输出到所述心电采集模块M210和所述信号处理电路M220，实现对所述无源植入设备M200的供电。所述心电采集模块M210在接收到供电能量后即可进行心电信号采集，并由所述信号处理电路M220进行信号处理。

如图1和图2所示，在该实施例中，所述体外设备M100的信号接收电路M120和所述能量发送电路M130集成为第一信号能量传输模块，所述第一信号能量传输模块包括所述激励发送电路M121和所述第一谐振电路。所述信号发送电路M230和所述能量接收电路M240集成为第二信号能量传输模块，所述第二信号能量传输模块还包括可调负载开关M235，所述可调负载开关M235用于基于所述信号处理电路M220的输出信号调节所述可调负载M233接入或不接入所述第二谐振电路，或调节所述可调负载M233接入所述第二谐振电路的大小。所述可调负载M233例如是一个或多个调制电容或一个或多个调制电阻。

因此，在该实施例中，无源植入设备M200中的信号发送电路M230和能量接收电路M240一体设置，可以进一步节省无源植入设备M200内部的部件数量，减小无源植入设备M200体积。在使用时，将体外设备M100的第一线圈M122靠近无源植入设备M200的第二线圈M231的植入位置，通过激励发送电路M121持续不断向第一线圈M122发送激励信号即可，能量经过第二线圈M231、接收负载M232、可调负载M233和稳压电路M234后提供给心电采集模块M210和信号处理电路M220，心电采集模块M210即开始采集心电信号并通过信号处理电路M220再经过第二线圈M231发送到体外设备的第一线圈M122。

例如，采用该无源植入设备M200发送心电信号的过程包括：所述信号处理电路M220对所述心电采集模块M210采集到的模拟信号进行滤波和放大处理以及模数转换后，输出数字信号至所述可调负载开关M235，所述可调负载开关M235与所述可调负载M233串联后与所述第二线圈M231并联。所述信号处理电路M220输出到可调负载开关M235的信号为数字1时，可调负载开关M235闭合而将所述可调负载M233接入到所述第二谐振电路中，所述信号处理电路M220输出到可调负载开关M235的信号为数字0时，可调负载开关M235断开而使所述可调负载M233未接入所述第二谐振电路中，因此，信号为数字0和1时，第二谐振电路的谐振频率会发生细微改变，由此感应到第一线圈M122上的电压峰值也会发生细微改变。体外设备M100通过检测该电压峰值的变化，可以解析得到无源植入设备M200所发送的信号，以实现在能量传输的同时进行数据传输。

如图3所示，在该实施例中，所述心电采集模块M210包括至少一个第一心电感知电极和至少一个第二心电感知电极，所述第一心电感知电极和所述第二心电感知电极分别设于所述无源植入设备M200的第一端和第二端，所述无源植入设备M200的第一端和第二端之间设置有电路板，所述第二线圈M231、所述接收负载M232、所述可调负载M233、所述信号处理电路M220和所述稳压电路M234分别设于所述电路板。所述信号处理电路M220用于获取所述第一心电感知电极和所述第二心电感知电极的电信号，将所述电信号进行滤波和放大处理后，转化为数字信号并输出至所述可调负载开关M235。由于所述无源植入设备M200的内部均采用硬件电路实现，无需设置微处理器和电池，并且信号发送电路M230和能量接收电路集成为一体，所述无源植入设备M200的体积可做到最小，例如，采用如图3所示的形状时，所述无源植入设备M200的第一端和第二端为沿长度方向的两端，所述无源植入设备M200的长度为1cm～10cm，所述无源植入设备M200在垂直于长度方向的横截面积为0.5cm²～5cm²，其横截面可以为圆形、或者扁平的带有圆角的方形等。所述无源植入设备M200可做成一个胶囊或一个长导线的流线型形状，形成一个内部完全密闭的封闭结构，植入到患者体内后基本上没有异物感，也不会因为体积过大而发生红肿、感染等并发症，植入的舒适度和安全性大大提高。

在该实施例中，所述信号处理电路M220还用于对所述电信号进行滤波和放大处理后，基于硬件电路处理所述电信号以获得预设心电指标的表征信号，并根据所述表征信号生成处理结果信号。所述信号处理电路M220可以完全采用硬件电路实现，所述信号处理电路M220例如包括滤波放大电路、心电指标检测电路和逻辑电路。滤波放大电路用于对心电采集模块采集的电信号进行滤波和放大处理。所述心电指标检测电路输入滤波放大后的电信号，并输出至少一个心电指标的表征信号。所述心电指标例如包括峰值、均值、斜率和R-R间期等。所述心电指标检测电路可以采用硬件电路元器件组合得到，例如采用电容，或者包括积分电路或比例放大电路等来实现均值的检测电路，利用微分/积分电路和峰值检测子电路来实现斜率的检测电路等。所述逻辑电路用于根据所述心电指标的表征信号生成处理结果信号。例如，比较心电指标的表征信号与预设的心电指标阈值，如果表征信号高于心电指标阈值，则生成高电平的处理结果信号，如果表征信号等于或低于心电指标阈值，则生成低电平的处理结果信号。所述逻辑电路可以采用至少一个比较器来实现，比较器的第一输入端输入心电指标检测电路输出的表征信号，第二输入端输入对应心电指标阈值的参考信号，输出端输出相应的比较结果对应的高电平或低电平信号，即作为处理结果信号。

在该实施例中，所述心电采集模块M210还用于接收所述处理结果信号，根据所述处理结果信号与预设采集配置参数的映射关系，控制采集心电信号的采集配置参数。所述心电采集模块M210可以集成入一个小型的控制芯片，该控制芯片的一个管脚输入此处理结果信号，该控制芯片还通过管脚连接到心电感知电极。该控制芯片用于接收所述处理结果信号，根据所述处理结果信号与预设采集配置参数的映射关系(集成于该控制芯片)，控制采集心电信号的采集配置参数，所述采集配置参数例如包括采集频率、采集精度等。所述处理结果信号包括多种结果类别，所述处理结果信号与预设采集配置参数的映射关系包括每种结果类别所对应的采集配置参数的值。例如，将所述处理结果信号分为第一类别结果和第二类别结果，所述采集配置参数包括采集频率和采集精度，则该映射关系包括：第一类别结果时采用第一组采集配置参数，第一组采集配置参数的采集频率为x1，采集精度为y1，第二类别结果时采用第二组采集配置参数，第二组采集配置参数的采集频率为x2，采集精度为y2。对于越接近于恶性心律的结果类别，其对应的采集配置参数中的采集频率和采集精度值越大。例如，预先设置两组采集配置参数，第一组采集配置参数的采集频率x1高于第二组采集配置参数的采集频率x2，第一组采集配置参数的采集精度y1高于第二组采集配置参数的采集精度y2。在所述处理结果信号为第一电平范围时，控制通过所述心电感知电极以所述第一组采集配置参数来执行心电采集任务，在所述处理结果信号为第二电平范围时，控制通过所述心电感知电极以所述第二组采集配置参数来执行心电采集任务。第一电平范围高于第二电平范围，例如第一电平范围对应输出的高电平，第二电平范围对应输出的低电平，第一电平范围对应表征信号高于心电指标阈值的情况，发生恶性心律的几率更大，第二电平范围对应表征信号低于或等于心电指标阈值的情况。在其他实施方式中，对处理结果信号的电平范围的划分等级数量可以设置得更多，例如设置第一电平范围、第二电平范围、第三电平范围等，对应地，采集配置参数的组数也相应更多，且可根据需要设定处理结果信号的电平范围与采集配置参数组的映射关系。

因此，该实施例中通过硬件电路来实现信号处理电路M220，而心电采集模块M210中也只需要控制芯片实现一个简单的电平与配置参数映射的处理功能，整体无源植入设备M200的功耗很小，并且无需额外设置电池和复杂的控制电路，体积也有利于做得更小。同时，该无源植入设备M200通过信号处理电路M220来进行初步筛查，在出现异常心律时，对应的心电指标的表征信号会超出预设心电指标阈值，此时，通过输出的处理结果信号的高低电平即可调整心电采集模块M210的心电采集配置参数，采用精度更高、频率更高的方式进行心电信号采集，加强心律监护效果。相反地，如果心律持续正常，则通过输出的处理结果信号的高低电平即可调整心电采集模块M210的心电采集配置参数，采用精度较低、频率较低的方式进行心电信号采集，即在低功耗的工作模式下也能满足使用需求。

在该实施例中，所述体外设备M100还可接收用户输入或者用户端发送的心电采集需求。例如，对于医生和患者来说，可能在某一时刻需要采集精度更高、频率更高的心电信号，则可以通过体外设备M100与无源植入设备M200之间的交互来控制心电采集模块M210的心电采集配置参数。具体地，所述体外设备M100的能量发送电路M130还用于根据接收到的心电采集需求调整向所述能量接收电路M240发送的电能等级。在体外设备M100中不同心电采集需求与电能等级的对应关系，例如设置高精度采集需求对应第一电能等级，设置低精度采集需求对应第二电能等级。第一电能等级的电能输出效率高于第二电能等级的电能输出效率。所述心电采集模块M210还用于根据所述能量接收电路M240接收到的电能等级与预设采集配置参数的映射关系，控制采集心电信号的采集配置参数。例如，预先设置两组采集配置参数，第一组采集配置参数的采集频率和采集精度均高于第二组采集配置参数的采集频率和采集精度。在所述接收到的电能等级为第一电能等级时，控制通过所述心电感知电极以所述第一组采集配置参数来执行心电采集任务，在所述接收到的电能等级为第二电能等级时，控制通过所述心电感知电极以所述第二组采集配置参数来执行心电采集任务。在其他实施方式中，对电能等级的划分等级数量可以设置得更多，例如设置第一电能等级、第二电能等级、第三电能等级等，对应地，采集配置参数的组数也相应更多，且可根据需要设定电能等级与采集配置参数组的映射关系。

在该实施例中，所述体外设备M100还包括提示模块，所述提示模块用于在所述第一线圈M122感应到所述第二线圈M231时发出第一提示信息，以及在所述体外设备M100与所述无源植入设备M200的数据通信过程中，发生通信中断时发出第二提示信息。所述提示模块可以包括指示灯、显示屏、声音提示器、震动提示器等，提醒患者当前无源植入设备M200的使用状态。当在所述体外设备M100与所述无源植入设备M200的数据通信过程中，发生通信中断时，通过发出第二提示信息及时进行报警，提醒患者或周围的人当前心电信号采集工作意外中断。

该心脏监护系统可以应用于需要长期持续心电监测的患者，也可以用于根据一定的信号采集时间来进行间歇性信号采集的患者。所述体外设备M100还包括控制模块，所述控制模块例如采用微处理器实现，用于根据需要控制所述激励发送电路M121的激励信号发送过程，实现只有在需要进行信号采集时才启动所述激励发送电路M121。具体地，所述控制模块用于获取所述无源植入设备M200的信号采集计划，根据所述信号采集计划确定所述无源植入设备M200的信号采集时间，并根据所述信号采集时间确定所述激励发送电路M121的激励信号发送时间。在所述激励信号发送时间的开始时间点到达时，所述控制模块发送启动信号给所述激励发送电路M121，使得所述激励发送电路M121开始持续不断地向第一线圈M122发送激励信号，通过第一线圈M122向无源植入设备M200供电，并使心电采集模块开始采集心电信号，并通过信号处理电路M220处理后发送到体外设备。在所述激励信号发送时间的结束时间点到达时，所述控制模块发送关闭信号给所述激励发送电路M121，使得所述激励发送电路M121停止向第一线圈M122发送激励信号，所述第一线圈M122停止向无源植入设备M200供电，所述无源植入设备M200停止工作。

考虑到患者的穿戴依从性并不能完全保障，患者可能有时会脱下穿戴式体外设备。为了在需要进行心电信号采集时保证心电信号采集和传输工作的正常实现，所述控制模块还用于在所述激励信号发送时间的开始时间点到达时，判断所述第一线圈M122是否感应到所述第二线圈M231，并在所述第一线圈M122未感应到所述第二线圈M231时，通过所述提示模块发出第三提示信息。患者或周围其他的人在看到或听到第三提示信息时，即知道需要进行心电信号采集，则可以立即穿好穿戴式体外设备，并调整体外设备至与无源植入设备M200的植入位置靠近的位置，以使无源植入设备M200正常工作。

在该实施例中，所述信号采集计划包括所述无源植入设备M200的信号采集周期。所述控制模块还用于在执行特定治疗动作后，根据预设的采集周期调整算法，调整所述无源植入设备M200的信号采集周期。所述控制模块中预先存储有采集周期调整算法，例如，该采集周期调整算法包括在每执行过一次特定治疗动作后，增加每次心电信号采集过程的时长，并减少相邻两次心电信号采集过程的间隔，如果近3个月内都没有执行过特定治疗动作，则可减少每次心电信号采集过程的时长，并增加相邻两次心电信号采集过程的间隔。在提供一台体外设备M100给患者时，其中可以内置有一个默认的信号采集周期，这个信号采集周期可以是出厂时设置的，也可以是医生根据患者的个体情况设定的。而在使用该穿戴式体外设备和无源植入设备M200组成的可监护系统的过程中，无需再与其他设备进行交互，也无需患者自己手动操作，可以自动根据穿戴式体外设备执行特定治疗动作的情况来自适应调整信号采集周期，并且由穿戴式体外设备M100的控制模块来自动根据信号采集周期控制激励发送电路M121的激励信号发送，进而控制无源植入设备M200的信号采集过程的开启和关闭。

在该实施例中，所述信号采集计划还包括各个信号采集周期的心电采集需求。具体地，所述信号采集计划包括各个信号采集周期的开始时间、结束时间和心电采集需求。医生在配置信号采集计划时，可以一次性配置多个不同时段的计划，例如配置早上8:00-10:00为第一信号采集周期，此阶段中采集低精度采集需求，配置下午14:00-16:00为第二信号采集周期，此阶段采用低精度采集需求，配置晚上21:00-23:00为第三信号采集周期，此阶段采用高精度采集需求。医生在配置完成信号采集计划后，发送到体外设备M100的控制模块中进行存储。

所述体外设备M100的能量发送电路M130还用于根据各个所述信号采集周期的心电采集需求调整在各个信号采集周期内向所述能量接收电路发送的电能等级。例如，所述体外设备M100的控制模块在早上8:00到达时，控制能量发送电路M130开始发送激励信号，并且能量发送电路M130选择低精度采集需求对应的第二电能等级开始向能量接收电路M240传输电能，此第二电能等级对应的激励信号在10:00结束发送，并且在下午14:00-16:00再次开始发送，到晚上21:00时，能量发送电路M130选择高精度采集需求对应的第一电能等级开始向能量接收电路M240传输电能。所述心电采集模块M210还用于根据所述能量接收电路M240接收到的电能等级与预设采集配置参数的映射关系，控制在各个所述信号采集周期内采集心电信号的采集配置参数，从而通过所述体外设备M100和所述无源植入设备M200的交互控制，实现在不同的信号采集周期内采用不同的采集配置参数来采集心电信号，更好地满足不同时间、不同应用场景下的使用需求。并且，该实施例中将高的第一电能等级与高精度、高频率的采集配置参数相对应，也可以保证在高精度、高频率采集需求下，传输的电能足以支撑无源植入设备M200的工作需求，并且在低精度、低频率采集需求下，对应低的第二电能等级，也可以起到节省电能、避免能量过度损耗的效果。

图4为本申请另一实施例的心脏监护系统中能量传输和信号传输部分的结构框图。在该另一实施例中，所述体外设备中能量发送电路和信号接收电路M120设置为两个彼此分离的电路，所述能量发送电路包括所述激励发送电路M121和所述第一谐振电路，所述第一谐振电路包括所述第一线圈M122。所述无源植入设备M200中能量接收电路和信号发送电路M230设置为两个彼此分离的电路，所述能量接收电路包括所述第二谐振电路，所述第二谐振电路包括所述第二线圈M231、所述接收负载M232和所述稳压电路M234。所述稳压电路M234接收到所述第二线圈M231感应接收的能量后，还给所述信号发送电路M230进行供电，所述信号发送电路M230即可与所述信号接收电路M120进行无线数据传输。所述信号发送电路M230和所述信号接收电路M120之间的能量传输可以是无线线圈传输，也可以是蓝牙以及低功耗蓝牙协议传输、4G传输等方式，均属于本发明的保护范围之内。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种心脏监护系统，其特征在于，包括：

体外设备，包括电源模块、信号接收电路和能量发送电路，所述电源模块用于给所述能量发送电路供电；

无源植入设备，包括心电采集模块、信号处理电路、信号发送电路和能量接收电路，所述心电采集模块用于采集心电信号，所述信号处理电路用于对所述心电信号进行信号处理，得到处理后信号，所述信号发送电路用于将所述处理后信号发送至所述信号接收电路，所述能量接收电路用于从所述能量发送电路获取电能，以对所述无源植入设备供电。

2.根据权利要求1所述的心脏监护系统，其特征在于，所述能量发送电路包括激励发送电路和第一谐振电路，所述第一谐振电路包括第一线圈，所述激励发送电路用于发送激励信号至所述第一谐振电路，以使所述第一谐振电路向外传输能量；

所述能量接收电路包括第二谐振电路和稳压电路，所述第二谐振电路包括第二线圈和接收负载，所述接收负载用于将所述第二线圈从所述第一线圈感应到的电能传输到所述稳压电路，所述稳压电路用于输出所述无源植入设备的供电电能。

3.根据权利要求2所述的心脏监护系统，其特征在于，所述信号发送电路和所述能量接收电路集成为信号能量传输模块，所述信号能量传输模块还包括可调负载和可调负载开关，所述可调负载开关用于基于所述信号处理电路的输出信号调节所述可调负载接入或不接入所述第二谐振电路，或调节所述可调负载接入所述第二谐振电路的大小。

4.根据权利要求3所述的心脏监护系统，其特征在于，所述心电采集模块包括至少一个第一心电感知电极和至少一个第二心电感知电极，所述第一心电感知电极和所述第二心电感知电极分别设于所述无源植入设备的第一端和第二端，所述无源植入设备的第一端和第二端之间设置有电路板，所述第二线圈、所述接收负载、所述可调负载、所述信号处理电路和所述稳压电路分别设于所述电路板。

5.根据权利要求4所述的心脏监护系统，其特征在于，所述信号处理电路用于获取所述第一心电感知电极和所述第二心电感知电极间的电信号，将所述电信号进行滤波和放大处理后，转化为数字信号并输出至所述可调负载开关。

6.根据权利要求5所述的心脏监护系统，其特征在于，所述信号处理电路还用于对所述电信号进行滤波和放大处理后，基于硬件电路处理所述电信号以获得预设心电指标的表征信号，并根据所述表征信号生成处理结果信号。

7.根据权利要求6所述的心脏监护系统，其特征在于，所述心电采集模块还用于接收所述处理结果信号，根据所述处理结果信号与预设采集配置参数的映射关系，控制采集心电信号的采集配置参数。

8.根据权利要求4所述的心脏监护系统，其特征在于，所述体外设备的能量发送电路还用于根据接收到的心电采集需求调整向所述能量接收电路发送的电能等级，所述心电采集模块还用于根据所述能量接收电路接收到的电能等级与预设采集配置参数的映射关系，控制采集心电信号的采集配置参数。

9.根据权利要求2所述的心脏监护系统，其特征在于，所述体外设备为可穿戴式体外设备，所述体外设备还包括心电分析模块和治疗模块，所述心电分析模块用于根据所述心电信号判断是否发生特定心电事件，所述治疗模块用于在所述心电分析模块判断发生特定心电事件时，执行特定治疗动作；

所述体外设备还包括提示模块，所述提示模块用于在所述第一线圈感应到所述第二线圈时发出第一提示信息，以及在所述体外设备与所述无源植入设备的数据通信过程中，发生通信中断时发出第二提示信息。

10.根据权利要求9所述的心脏监护系统，其特征在于，所述体外设备包括穿戴式衣物和便携式主机，所述便携式主机设有所述电源模块和所述心电分析模块，所述治疗模块包括除颤电极板，所述除颤电极板通过导线连接于所述便携式主机，所述便携式主机和所述除颤电极板可拆卸地设于所述穿戴式衣物。

11.根据权利要求9所述的心脏监护系统，其特征在于，所述体外设备还包括控制模块，所述控制模块用于获取所述无源植入设备的信号采集计划，根据所述信号采集计划确定所述无源植入设备的信号采集时间，并根据所述信号采集时间确定所述激励发送电路的激励信号发送时间；

所述控制模块还用于在所述激励信号发送时间的开始时间点到达时，判断所述第一线圈是否感应到所述第二线圈，并在所述第一线圈未感应到所述第二线圈时，通过所述提示模块发出第三提示信息；

所述信号采集计划包括所述无源植入设备的信号采集周期，所述控制模块还用于在执行特定治疗动作后，根据预设的采集周期调整算法，调整所述无源植入设备的信号采集周期。

12.根据权利要求11所述的心脏监护系统，其特征在于，所述信号采集计划还包括各个信号采集周期的心电采集需求，所述体外设备的能量发送电路还用于根据各个所述信号采集周期的心电采集需求调整向所述能量接收电路发送的电能等级，所述心电采集模块还用于根据所述能量接收电路接收到的电能等级与预设采集配置参数的映射关系，控制在各个所述信号采集周期内采集心电信号的采集配置参数。