CN209932728U - 一种便携式心电监测衣 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式心电监测衣，包括衣服本体，电极部分，传输线以及集成电路部分，所述电极部分与人体皮肤贴合用于采集人体心电信号，集成电路部分和电极部分之间通过传输线进行连接，所述传输线包括固定传输线以及活动传输线，固定传输线及集成电路部分设置在衣服本体上，固定传输线的第一端与集成电路部分连接；活动传输线衣服本体分离，第一端与固定传输线的第二端连接，第二端与电极部分连接，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的连接采用可拆卸的电连接方式。方案采用活动的电极连接方式，并使电极与衣物本体之间保持一定活动距离，以使衣物随着人体活动时不会对电极与人体皮肤的贴合产生影响导致监测数据的误差。

Description

一种便携式心电监测衣

技术领域

本实用新型涉及生物电检测技术领域，尤其是涉及一种心电监测衣。

背景技术

随着经济的发展，生活节奏的加快，人们的工作压力普遍增大，越来越多的人开始出现心脏相关的疾病。而此类病是一种长期性病症，及时心脏状况对于适时治疗、预防心脏病突发死亡，具有十分重要的意义。心电信号的采集一般分为干电极和湿电极，医用及临床通常采用湿电极获取人体心电信号，湿电极借助导电凝胶与人体紧密贴合，可获取最准确的人体心电信号。干电极是指不需要配合导电膏使用的电极，由于不需要进行皮肤准备及涂覆导电膏，干电极很适合未来健康监护、康复、疾病诊疗及脑机接口等检测及人机交互系统的需求。但现有的干电极难以避免存在信噪比较大，易受干扰等缺陷，因此难以获取精确的心电信号。

现有的医用心电衣结构为在普通病服上集成便携式的心电监测装置，但存在的问题是，心电信号的监测需要花费较长的时间，穿戴者在活动时，电极与皮肤的接触会出现电极松动或脱落的情况，以致难以获得准确的心电信号。

发明内容

本实用新型的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种便携式心电监测衣，能够在不影响使用者佩戴舒适度的情况下，提高检测精度及稳定度，且抗干扰能力强。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案包括以下各方面。

一种便携式心电监测衣，包括衣服本体，电极部分，传输线以及集成电路部分，所述电极部分与人体皮肤贴合用于采集人体心电信号，集成电路部分和电极部分之间通过传输线进行连接，所述传输线包括固定传输线以及活动传输线，固定传输线及集成电路部分设置在衣服本体上，固定传输线的第一端与集成电路部分连接；活动传输线衣服本体分离，第一端与固定传输线的第二端连接，第二端与电极部分连接，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的连接采用可拆卸的电连接方式。

进一步的，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的可拆卸的电连接方式采用导电扣钉连接，电极部分背离人体皮肤的一侧设置有金属母扣，活动传输线的第二端设置有金属公扣。

进一步的，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的可拆卸的电连接方式采用导电魔术贴连接，电极部分背离人体皮肤的一侧设置有母贴，活动传输线的第二端设置有公贴。

进一步的，所述电极部分采用湿电极或干电极方式进行心电信号采集。更进一步的，所述干电极采用织物电极实现心电信号采集。

进一步的，所述传输线采用导电织物实现。

进一步的，所述集成电路部分包括硬件的壳体、集成电路板及实现控制功能的软件部分；壳体包裹了用于采集、控制、通信等功能模块的集成电路板，所述集成电路板包括了采集电路、运算放大电路、滤波电路、主控电路、通信电路模块，能够实现心电信号的采集及信号处理，输出完成的信号波形。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型至少具有以下

有益效果：

方案采用活动的电极连接方式，并使电极与衣物本体之间保持一定活动距离，以使衣物随着人体活动时不会对电极与人体皮肤的贴合产生影响导致监测数据的误差；并且在穿戴时电极与衣物可分开穿戴，保证电极在不同穿戴目标的身体上贴合位置的准确性，并方便调整，同时可提高用户穿戴心电衣的舒适度，便于长期不间断地监测心电信号。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的一种便携式心电监测衣的结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的可拆卸的电连接的结构示意图。

图3是根据本实用新型另一实施例的可拆卸的电连接的结构示意图。

图4是根据本实用新型实施例的集成电路板的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，以使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实用新型实施例的一种便携式心电监测衣，包括衣服本体1，电极部分2，传输线以及集成电路部分，所述电极部分与人体皮肤贴合用于采集人体心电信号，集成电路部分和电极部分之间通过传输线进行连接，所述传输线包括固定传输线3以及活动传输线4，固定传输线及集成电路部分设置在衣服本体上，固定传输线的第一端与集成电路部分连接；活动传输线衣服本体分离，第一端与固定传输线的第二端连接，第二端与电极部分连接，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的连接采用可拆卸的电连接方式。

本方案通过设置活动的传输线与电极部分进行连接，可有效避免衣物随着人体活动时对电极与人体之间的接触产生影响，导致无法获得正确的心电数据。在多导联的方式下，传统的心电监测设备布线复杂，易产生线路缠绕，影响心电数据的准确性，通过本方案设置在衣服上的固定传输线和与衣服分离的活动传输线，可合理安排传输线的布置，即使在36、48的导联方式下，也能够准确设置电极位置，且传输线之间互不干扰，有效保证了电极与人体皮肤之间接触的稳定性。其中每条活动传输线的长度科根据导联方式进行设置，以能够到达电极设置位置并在人体活动时不影响电极与人体皮肤的贴合性的长度为合适长度。

为了便于传输线固定在衣服本体上，在本方案中，所述传输线可采用导电织物实现数据信号传输功能，通过缝纫或胶粘的方式将传输线固定在衣服上；同时在导电织物的表面设置的绝缘薄膜或绝缘织物，以免人体皮肤接触产生误差信号。

同时本方案中，活动传输线与电极部分采用可拆卸的电连接方式，方便根据不同的被测目标调整电极的设置位置，以便能够获得更精准的心电数据。在本方案中可拆卸的电连接方式可以包括采用导电扣钉，导电魔术贴的方式进行连接。

所述活动传输线的第二端与电极部分之间的可拆卸的电连接方式采用导电扣钉连接，如图2所示，电极部分背离人体皮肤的一侧设置有金属母扣5，活动传输线的第二端设置有金属公扣6。

所述活动传输线的第二端与电极部分之间的可拆卸的电连接方式采用导电魔术贴连接，如图3所示，电极部分背离人体皮肤的一侧设置有母贴7，活动传输线的第二端设置有公贴8。

所述电极部分根据不同的导联(导联：电极部分在人体体表的放置位置及与放大器的连接方式称为心电图的导联，包括I导联，Ⅱ导联，Ⅲ导联，12导联标准导联方式，也包括36导联，48导联等多种导联方式)方式设置电极在被测目标人体上的位置，如图1所示为12导联方式下，传输线个数及位置设置。所述电极部分可利用现有技术中的湿电极进行心电信号的采集，湿电极需要涂抹导电膏或导电凝胶确保皮肤与电极之间的良好接触，采用该方式获得的心电数据的稳定性、灵敏度、保真度较高，信噪比小。当然在数据保真度需较低的情况下，所述电极部分也可采用现有的干电极进行心电数据信号的采集，干电极是相对于湿电极，指在提取人体体表生物电信号时不需要皮肤预处理或涂抹导电膏、导电凝胶的一种电极，常用的有织物电极、金属柱式阵列干电极等。

所述集成电路部分包括硬件的壳体及集成电路板，可包括了实现控制功能的软件部分，该软件程序部分皆可利用现有的软件程序实现相应的功能；壳体包裹了用于采集、控制、通信等功能模块的集成电路板，所述集成电路板包括了采集电路、运算放大电路、滤波电路、主控电路、通信电路等模块，能够实现心电信号的采集及信号处理，输出完成的信号波形。

如图4所示所述集成电路板包括了包括控制单元、监测电路、数据存储单元、数据分析单元、通信单元，通过检测单元的外部连接区引入的信号与所述监测电路连接，用于对检测单元采集到的心电信号进行处理以适于输入控制单元，例如监测电路可以包括放大电路和滤波电路，放大电路用于对电极部分采集到的心脏的电活动信号进行放大，并将放大信号输出到滤波电路，所述滤波电路用于对放大的电信号进行滤波，去除干扰信号；所述控制单元用于控制其他单元的工作并根据输入的电信号获取心电监测数据，所述数据存储单元用于对获取的数据进行存储(可以采用易失性存储器或非易失性存储器)，所述通信单元用于与外部终端进行通信以传输所示心电监测数据和/或控制指令；所述数据分析单元用于对控制单元获取的数据进行分析，例如可以包括心电数据分析和/或心率数据分析模块，且数据分析单元可以设置在外部终端或者服务器中。检测数据通过蓝牙BLE通信部分传输心电、心率及运动数据，本实用新型可适用于在低带宽条件下临近的两个或多个设备间的信息传输，能够简化设备间服务的发现和设置，比其他类型网络更安全、网络地址、许可配置可自动进行，可以进行无缝连接和切换。同时，采用蓝牙4.0是目前耗电量最低的无线连接方式，极大的增强了心电检测系统的续航功能，可连续监测时间达10小时。在其他的实施例中，蓝牙BLE通信部分可以替换为其他通信接口，例如LTE无线接口，WIFI接口，USB接口，或者耳机接口等接口与上位机连接。

控制单元作为与其他工作单元连接的主控单元，在本实用新型的各种实施方式中可采用MCU微控制芯片、DSP芯片等实现控制功能，例如MSP430单片机或STM32系列芯片等。所述监测电路中的放大电路可选择AD620放大器及其配套放大连接电路；滤波器电路可采用数字滤波器或带通滤波器滤除干扰噪声。

所述数据分析单元中包括了心电数据分析模块和/或心率分析模块，两模块采用分析算法对采集到的心脏电信号活动进行数据提取和分析，获得心电波形和/或心率数据，外部终端可以通过人机交互界面直接展示(例如，通过显示屏显示、扬声器语音播报、指示灯提示、振动提示等)获取的数据，也可将长期观测到的数据采用深度学习算法，对被监测者的心脏情况进行初步判断，是否出现异常波段，心率异常等。上述心电数据分析模块、心率分析模块采用算法可基于实际使用的控制芯片采用现有的编程语言及相应的算法来实现。所述通信单元用于系统与外部终端的数据传输，具体可采用WIFI、蓝牙、USB、移动无线通信网等方式实现。所述外部终端为具有人机交互接口的电子设备，例如平板电脑、智能手机、PC终端、云端服务器等，其可以具有显示单元以直接显示心电波形和/心率数据，或者具有语言播放单元，以通过语音播报获得心电波形和/或心率数据。

当被监测对象穿戴本方案心电衣在运动状态下，例如步行、跑步中，系统监测到的心电波形通常起伏较大或者心率值较高，在进行数据分析时易对佩戴者的心脏情况产生误判；为了解决上述问题，在本实用新型中所述集成电路板还包括三轴传感器，三轴传感器采集被监测对象的运动数据，判断佩戴者处于静止、步行、跑步等运动状态，并将采集到的数据传输至控制单元，由数据分析单元结合心脏的电活动信号进行分析，可准确提高对心电数据和心率数据的分析的准确性。

以图1为例，本实用新型在使用时，先将电极部分按照十二导联的方式贴附在人体皮肤表面，电极部分背离人体皮肤的一面设置了导电魔术贴的母贴，再心电衣穿在被测目标人体上，将每个活动传输线末端的导电魔术贴的公贴与母贴扣紧，启动集成电路部分进入工作状态即可进行被测目标实时的心电数据采集。采集到的数据可网络将病人监测数据发送至医院，为医生提供诊断依据；也可为普通人提供移动设备监测时，手机显示端显示心电、心率数据，提供日常参数监测，并能够监测运动过程中的心率、心电变化，指导运动康复。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种便携式心电监测衣，其特征在于，包括衣服本体，电极部分，传输线以及集成电路部分，所述电极部分与人体皮肤贴合用于采集人体心电信号，集成电路部分和电极部分之间通过传输线进行连接，所述传输线包括固定传输线以及活动传输线，固定传输线及集成电路部分设置在衣服本体上，固定传输线的第一端与集成电路部分连接；活动传输线衣服本体分离，第一端与固定传输线的第二端连接，第二端与电极部分连接，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的连接采用可拆卸的电连接方式。

2.根据权利要求1所述的便携式心电监测衣，其特征在于，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的可拆卸的电连接方式采用导电扣钉连接，电极部分背离人体皮肤的一侧设置有金属母扣，活动传输线的第二端设置有金属公扣。

3.根据权利要求1所述的便携式心电监测衣，其特征在于，所述活动传输线的第二端与电极部分之间的可拆卸的电连接方式采用导电魔术贴连接，电极部分背离人体皮肤的一侧设置有母贴，活动传输线的第二端设置有公贴。

4.根据权利要求1所述的便携式心电监测衣，其特征在于，所述电极部分采用湿电极或干电极方式进行心电信号采集。

5.根据权利要求4所述的便携式心电监测衣，其特征在于，所述干电极采用织物电极实现心电信号采集。

6.根据权利要求1所述的便携式心电监测衣，其特征在于，所述传输线采用导电织物实现。

7.根据权利要求1至6任一项所述的便携式心电监测衣，其特征在于，所述集成电路部分包括硬件的壳体、集成电路板及实现控制功能的软件部分；壳体包裹了用于采集、控制、通信等功能模块的集成电路板，所述集成电路板包括了采集电路、运算放大电路、滤波电路、主控电路、通信电路模块，能够实现心电信号的采集及信号处理，输出完成的信号波形。

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