CN214907073U - 一种实时心电信号检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实时心电信号检测系统，包括起搏信号检测单元、心电采集单元以及数字信号处理单元，起搏信号检测单元包括起搏信号(PACE)检测电路，心电采集单元包括心电采集电路(ADC)，PACE检测电路和心电采集电路的输出端与数字信号处理单元连接，PACE检测电路和心电采集电路的输入端与心电信号输入装置连接，心电信号输入装置用于输入心电信号，PACE检测电路用于检测心电信号中的PACE信号，并输出PACE信号作为门控驱动，适用范围更广，数字信号处理单元包括信号预调理单元、斜率计算单元、实时计算单元、阈值比较单元和门控输出单元，实时计算单元与阈值比较单元配合，实时调整R波阈值，提升R波位置判断的精准性，减少干扰造成的误判，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物医学工程技术领域，具体涉及一种实时心电信号检测系统。
背景技术
心率是表明身体运动和技能的重要指标，也是心电信号提供的最基本的信息，现有的心率检测装置大多是利用心电信号中R波的斜率最大的原理，通过微分器将心电信号中斜率变化大的信号检测出来，再通过比较器将斜率信号与固定的电压阈值范围进行比较，进而判断出R波的位置。
由于心电信号采集过程中，很多情境下R波微弱或不规律，以及会存在噪声干扰或来自一些疾病的与R波类似的干扰，且人体的心电信号由于个体差异、心电电极的安装位置不同等因素会导致R波的幅值及斜率变化很大，阈值过于严格会造成R波的漏检，过于宽松又会将噪声误识别成R波，现有的检测方式抗干扰能力差，精准性差，通过R波来进行同步门控驱动，在R波微弱或不规律的情境下，应用较为局限。
实用新型内容
为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种实时心电信号检测系统，能够调整用于判断R波位置的阈值，可实时调整阈值比较单元的输入参数，增加R波判断的准确性，抗干扰能力强，能够满足多种情境的需求。
为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种实时心电信号检测系统，包括：
起搏信号检测单元，所述起搏信号检测单元的输入端连接心电信号输入装置，所述起搏信号检测单元的输出端连接数字信号处理单元，所述心电信号输入装置用于输入心电信号，所述起搏信号检测单元用于检测所述心电信号中的PACE信号；
心电采集单元，所述心电采集单元的输入端连接所述心电信号输入装置，所述心电采集单元的输出端连接所述数字信号处理单元，所述心电采集单元用于将所述心电信号转换成数字心电信号；
数字信号处理单元，所述数字信号处理单元包括信号预调理单元、斜率计算单元、实时计算单元、阈值比较单元和门控输出单元，所述信号预调理单元的输出端与所述斜率计算单元的输入端连接，所述斜率计算单元的输出端分别与所述实时计算单元及所述阈值比较单元连接，所述阈值比较单元的输出端与所述门控输出单元连接，所述实时计算单元与所述阈值比较单元的输入端及输出端连接，所述信号调理单元用于对所述数字心电信号进行滤波处理，所述斜率计算单元用于将滤波处理后的数字心电信号进行斜率值计算，所述阈值比较单元用于输出R波信号，所述实时计算单元对所述阈值比较单元输出的R波信号进行实时计算处理，并反馈新的R波阈值至所述阈值比较单元，所述门控输出单元用于输出门控信号。
优选的，所述起搏信号检测单元包括PACE检测电路，所述PACE检测电路包括微分电路和电压比较器，所述微分电路的输出端与所述电压比较器的输入端连接，所述微分电路的输入端与所述心电信号输入装置连接，所述微分电路用于对所述心电信号输入装置输入的心电信号进行微分变换，输出微分信号送至所述电压比较器，所述电压比较器将所述微分信号与固定电压阈值区间进行比较，输出PACE信号至所述数字信号处理单元。
优选的，所述实时计算单元包括R波阈值计算器，所述R波阈值计算器的输入端分别与所述斜率计算单元及所述阈值比较单元连接，所述R波阈值计算器根据所述阈值比较单元输出的R波信号计算调整R波阈值，并将R波阈值输送至所述阈值比较单元。
优选的，所述实时计算单元包括心率计算器，所述心率计算器分别与所述阈值比较单元的输出端及输入端连接，所述心率计算器根据所述阈值比较单元输出的R波信号计算出心率，并根据心率变化率计算出下一心率的取值范围，再通过心率取值范围计算出下一R波位置的预估区间，并输送至所述阈值比较单元。
优选的，所述实时计算单元包括不应期计时器，所述不应期计时器与所述阈值比较单元的输出端及输入端连接，所述不应期计时器根据所述阈值比较单元输出的R波信号进行不应期计时，并输出R波绝对不应期信号至所述阈值比较单元。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，设置起搏信号检测单元，对心电信号中的比R波斜率更高的PACE信号进行检测输出，利用PACE信号进行门控输出单元的门控驱动，能够适用于R波微弱或不规律的情境，应用范围更广；设置数字信号处理单元，数字信号处理单元实时计算单元，能够根据实际情况调整R波阈值，使得R波位置的判断更加精准；实时计算单元包括R波阈值计算器、不应期计时器和心率计算器，通过实时计算单元与阈值比较单元的配合，能够减少干扰导致的误判，进而减少错误输出门控信号的几率，提升抗干扰能力。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的整体示意图；
图2为本实用新型一较佳实施例的PACE检测电路的示意图；
图3为本实用新型一较佳实施例的数字信号处理单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如附图1所示，本实施例中的实时心电信号检测系统包括起搏信号(PACE)检测单元、心电采集单元及数字信号处理单元，PACE检测单元包括起搏信号(PACE)检测电路，心电采集单元包括心电采集电路(ADC)，PACE检测电路和心电采集电路的输出端与数字信号处理单元连接，PACE检测电路和心电采集电路的输入端与心电信号输入装置连接，心电信号输入装置用于输入心电信号。
PACE检测电路从输入的心电信号中检测出比R波斜率更高的PACE信号，并将检测出的PACE信号输送给数字信号处理单元，心电采集电路将输入的心电信号放大并转换成数字心电信号，将数字心电信号输送给数字信号处理单元，数字信号处理单元将输入的PACE信号和数字心电信号转换为门控信号和处理过的心电信号输出。
结合附图2，PACE检测电路包括微分电路和电压比较器，微分电路的输出端与电压比较器的输入端连接，微分电路的输入端连接心电信号输入装置，微分电路对输入的心电信号进行微分变换，输出微分信号送至电压比较器，电压比较器将微分信号与固定的电压阈值区间进行比较，输出PACE信号。
结合附图3，数字信号处理单元由信号预调理单元、斜率计算单元、实时计算单元、阈值比较单元和门控输出单元组成，实时计算单元与阈值比较单元配合设置，实时计算单元与阈值比较单元的输出端及输入端连接，通过对阈值比较单元的输出信号进行实时处理，并反馈新的R波阈值至阈值比较单元的输入端，实时计算单元包括R波阈值计算器、不应期计时器和心率计算器。
信号预调理单元的输出端与斜率计算单元的输入端连接，斜率计算单元的输出端与阈值比较单元的输入端连接，不应期计时器的输出端与阈值比较单元连接，心率计算器的输出端与阈值比较单元连接，阈值比较单元的输出端而分别与门控输出单元的输入端、R波阈值计算器的输入端、不应期计时器的输入端以及心率计算器的输入端连接，R波阈值计算器的输出端与阈值比较单元的输入端连接。
信号预调理单元将输入的数字心电信号进行滤波处理，去除数字心电信号中的噪声，并将处理过的数字心电信号输出，斜率计算单元将处理过的数字心电信号计算出斜率值，R波阈值计算器以R波信号为锁存触发信号，锁存斜率值，并计算出新的R波阈值，将新的R波阈值输送至阈值比较单元，R波阈值计算器能够根据阈值比较单元输出的R波信号动态实时调整R波的阈值，防止将于R波类似的干扰误判为R波进而导致错误输出门控信号，提升抗干扰能力，不应期计时器以R波信号作为计时复位信号，进行不应期的计时，并输出R波绝对不应期信号至阈值比较单元，不应期及时器能够在心脏不应期内停止R波判断，不应期内如果有干扰，能够将干扰屏蔽掉，心率计算器以R波信号作为触发信号计算当前心率，并根据心率变化率计算出心率变化区间，计算出下一心率的取值范围，根据下一心率的取值范围给出下一R波位置的预估区间，并输送至阈值比较单元，阈值比较单元根据输入的R波阈值、R波绝对不应期、下一R波位置预估区间信号，对来自斜率计算单元的斜率值进行阈值判断，给出R波信号，阈值比较单元输出的R波信号再次作为不应期计时器和心率计算器的复位触发信号，门控输出单元结合来自PACE检测电路的PACE信号、来自阈值比较单元的R波信号输出门控信号。
以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种实时心电信号检测系统，其特征在于：包括：
起搏信号检测单元，所述起搏信号检测单元的输入端连接心电信号输入装置，所述起搏信号检测单元的输出端连接数字信号处理单元，所述心电信号输入装置用于输入心电信号，所述起搏信号检测单元用于检测所述心电信号中的PACE信号；
心电采集单元，所述心电采集单元的输入端连接所述心电信号输入装置，所述心电采集单元的输出端连接所述数字信号处理单元，所述心电采集单元用于将所述心电信号转换成数字心电信号；
数字信号处理单元，所述数字信号处理单元包括信号预调理单元、斜率计算单元、实时计算单元、阈值比较单元和门控输出单元，所述信号预调理单元的输出端与所述斜率计算单元的输入端连接，所述斜率计算单元的输出端分别与所述实时计算单元及所述阈值比较单元连接，所述阈值比较单元的输出端与所述门控输出单元连接，所述实时计算单元与所述阈值比较单元的输入端及输出端连接，所述信号调理单元用于对所述数字心电信号进行滤波处理，所述斜率计算单元用于将滤波处理后的数字心电信号进行斜率值计算，所述阈值比较单元用于输出R波信号，所述实时计算单元对所述阈值比较单元输出的R波信号进行实时计算处理，并反馈新的R波阈值至所述阈值比较单元，所述门控输出单元用于输出门控信号。
2.根据权利要求1所述的实时心电信号检测系统，其特征在于：所述起搏信号检测单元包括PACE检测电路，所述PACE检测电路包括微分电路和电压比较器，所述微分电路的输出端与所述电压比较器的输入端连接，所述微分电路的输入端与所述心电信号输入装置连接，所述微分电路用于对所述心电信号输入装置输入的心电信号进行微分变换，输出微分信号送至所述电压比较器，所述电压比较器将所述微分信号与固定电压阈值区间进行比较，输出PACE信号至所述数字信号处理单元。
3.根据权利要求1所述的实时心电信号检测系统，其特征在于：所述实时计算单元包括R波阈值计算器，所述R波阈值计算器的输入端分别与所述斜率计算单元及所述阈值比较单元连接，所述R波阈值计算器根据所述阈值比较单元输出的R波信号计算调整R波阈值，并将R波阈值输送至所述阈值比较单元。
4.根据权利要求1所述的实时心电信号检测系统，其特征在于：所述实时计算单元包括心率计算器，所述心率计算器分别与所述阈值比较单元的输出端及输入端连接，所述心率计算器根据所述阈值比较单元输出的R波信号计算出心率，并根据心率变化率计算出下一心率的取值范围，再通过心率取值范围计算出下一R波位置的预估区间，并输送至所述阈值比较单元。
5.根据权利要求1所述的实时心电信号检测系统，其特征在于：所述实时计算单元包括不应期计时器，所述不应期计时器与所述阈值比较单元的输出端及输入端连接，所述不应期计时器根据所述阈值比较单元输出的R波信号进行不应期计时，并输出R波绝对不应期信号至所述阈值比较单元。
Priority Applications (1)
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| CN202121680007.4U CN214907073U (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种实时心电信号检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN214907073U true CN214907073U (zh) | 2021-11-30 |
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| CN202121680007.4U Active CN214907073U (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种实时心电信号检测系统 |
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2021
- 2021-07-22 CN CN202121680007.4U patent/CN214907073U/zh active Active
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