CN219126388U - 一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，包括心电采集模块、姿态采集模块、微控制器模块、存储模块、数据导出模块、蓝牙通讯模块、上位机终端和电源模块，本实用新型通过心电采集模块采集使用者的心电信号，通过姿态采集模块采集使用者的姿态信号，并通过微控制器模块进行处理后存储至存储模块内，还能够通过蓝牙通讯模块发送至上位机终端，从而能够在上位机终端进行实时的监控，较以往的心电监护类设备而言，通过蓝牙通讯模块建立的无线信道能够更加快速、准确、高效、方便的实时接收动态心电信号数据和姿态信号数据，此外还可以将采集到的心电信号数据和姿态信号数据等数据通过数据导出模块下载，便于后期的分析。

Description

一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统

技术领域

本实用新型涉及信号采集技术领域，具体为一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统。

背景技术

糖尿病心脏自主神经病变是早为认知的糖尿病慢性并发症之一，目前认为是由于慢性血糖升高导致的自主神经功能或结构受损引发的征候群，具有起病隐匿、逐渐进展、可于症状出现前发生、甚少自行缓解的临床特征，可引起无痛性心肌缺血、心肌梗死及恶性心律失常甚至心源性猝死，目前，在临床上，评估或诊断糖尿病心脏自主神经功能的方法较多，我目前我国主要使用心率变异性分析作为判断自主神经活动的常用的定量指标，由于糖尿病心脏自主神经病变的隐匿性，若想及时知晓病人的情况，则需要对病人的心电信号及姿态信息进行实时的检测。

现有的心电信号检测装置主要有指脉氧饱和度仪、运动心率监测仪和呼吸活动监测带等，但是这些装置只能够简易监测心率，受到运动的影响较大，而且无法检测佩戴者的姿态信息，性能单一，监测数据不精准的问题，使用较为精准的心电监护类设备，由于不能无限传输，十分影响患者的运动，这些设备的数据一般都是实时的，在后期进行分析时也较为困难，因此，现有设备中缺乏一种能够快速准确高效监测判断糖尿病心脏自主神经病变的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，包括微控制器模块，还包括有由微控制器模块控制进行工作的：

心电采集模块，所述心电采集模块和微控制器模块电性连接，用于采集心电信号信息并进行滤波和放大后转为数字量发送至微控制器模块；

姿态采集模块，所述姿态采集模块和微控制器模块电性连接，用于采集载体的姿态信息并将姿态信息数据发送至微控制器模块；

存储模块，所述存储模块和微控制器模块电性连接，用于存储微控制器模块所接收并处理后的心电信号信息数据和姿态信息数据；

数据导出模块，所述数据导出模块和微控制器模块电性连接，用于将微控制器模块的串口转接为USB总线接口；

蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块和微控制器模块电性连接，用于在微控制器模块和上位机终端之间构建蓝牙通讯路径让二者进行无线通讯；

上位机终端，所述上位机终端内嵌有蓝牙设备，用于通过蓝牙通讯模块读取微控制器模块内部数据并向其发送控制信号；

电源模块，所述电源模块和微控制器模块电性连接，用于为微控制器模块、心电采集模块、姿态采集模块和蓝牙通讯模块的工作提供电源。

优选的，所述心电采集模块包括电极贴片、心电信号处理模块和模数转换模块，所述电极贴片和心电信号处理模块电性连接，用于采集载体的生物心电信号，所述心电信号处理模块和模数转换模块电性连接，用于对心电信号进行放大和滤波处理，消除噪声，所述模数转换模块和微控制器模块电性连接，用于将心电信号从模拟量转化为数字量发送至微控制器模块。

优选的，所述姿态采集模块内部包括三轴加速度计，且内嵌有数字运动处理器。

优选的，所述蓝牙通讯模块基于BLE模块构成。

优选的，所述上位机终端为手机或者平板电脑。

优选的，所述电源模块包括存储电能的锂电池，及充电保护电路和降压稳压电路，所述充电保护电路和锂电池电性连接，用于连接外部电源对锂电池进行充电，并在充电时进行充电保护，所述锂电池通过降压稳压电路和微控制器模块电性连接，用于对锂电池的放电进行降压和稳压，并进行过放保护。

优选的，所述心电采集模块、姿态采集模块、存储模块、数据导出模块和蓝牙通讯模块集成在一块PCB电路板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过心电采集模块采集使用者的心电信号，通过姿态采集模块采集使用者的姿态信号，通过微控制器模块进行处理后存储至存储模块内，并通过蓝牙通讯模块发送至上位机终端，从而能够在上位机终端进行实时的监控，采用电源模块进行独立供电，不会限制患者的行动，较以往的心电监护类设备而言，通过蓝牙通讯模块建立的无线信道能够更加快速、准确、高效、方便的实时接收动态心电信号数据和姿态信号数据，此外还可以将采集到的心电信号数据和姿态信号数据等数据通过数据导出模块下载，便于后期的分析，从而更好的帮助医务人员进行病症的判断。

附图说明

图1为本实用新型整体系统结构示意图；

图2为本实用新型中心电采集模块的系统结构示意图；

图3为本实用新型中电源模块的系统结构示意图；

图4为本实用新型的工作流程示意图。

图中：1心电采集模块、101电极贴片、102心电信号处理模块、103模数转换模块、2姿态采集模块、3微控制器模块、4存储模块、5数据导出模块、6蓝牙通讯模块、7上位机终端、8电源模块、801锂电池、802充电保护电路、803降压稳压电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：

一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，包括心电采集模块1、姿态采集模块2、微控制器模块3、存储模块4、数据导出模块5、蓝牙通讯模块6、上位机终端7和电源模块8，其中：

所述微控制器模块3起到主控芯片的作用，所述微控制器模块3基于内核为cortex-M4的STM32嵌入式单片机构成，所述心电采集模块1包括电极贴片101、心电信号处理模块102、模数转换模块103，所述心电信号处理模块102基于AD8233芯片构成，并在此芯片外围构建电路实现模拟心电信号的采集，AD8233作为一款针对生物电信号的集成处理模块，集成了一个仪表放大器和多个运算放大器，基于此芯片设计滤波放大电路，从而可以很大程度减小心电监测设备的体积的同时采集到信噪比较高的生物电信号，并连接电容、电阻进行滤波，从而对电极贴片101所采集的原始心电信号进行去噪声处理，能够十分有效的实现心电信号的放大和滤波，所述电极贴片101有两个，并且采用Ag-Cl软电极，电极贴片101分别连接心电信号处理模块102的正负两输入端，贴在使用者的身体上，能够采集载体的生物心电信号，心电信号处理模块102处理后的电信号输出端与模数转换模块103的输入端电性连接，模数转换模块103的输出端与微控制器模块3的串口电性连接，所述模数转换模块103基于PCF8591A/D转转芯片构成，能够将将心电信号从模拟量转化为数字量发送至微控制器模块3。

所述姿态采集模块2内部包括三轴加速度计，且内嵌有数字运动处理器，所述姿态采集模块2基传感器MPU-9250构成，采用QFN方式进行封装，其内部芯片集成了三轴加速度计等结构，并内嵌了数字运动处理器，根据支持多种通信方式，可一次性输出多组数据，所述姿态采集模块2和微控制器模块3的串口电性连接，能够采集载体的姿态信息并将姿态信息数据发送至微控制器模块3，微控制器模块3接收到心电信号信息数据和姿态信息数据后需要进行处理，主要是对数据类型和数据结构的处理，以便于存储和发送。

所述存储模块4和微控制器模块3电性连接，所述存储模块4基于W25Q24串行存储器构成，支持数据的删除和上传，存储模块4和微控制器模块3电性连接串口电性连接，用于在微控制器模块3的控制下存储微控制器模块3所接收并处理后的心电信号信息数据和姿态信息数据，所述数据导出模块5和微控制器模块3的串口电性连接，所述数据导出模块5基于USB转串口芯片CH340构成，将普通的串口设备直接升级到USB总线端口，从将微控制器模块3的串口转接为USB总线接口，由于PC机等设备一般都有USB接口，方便下载存储模块4内存储的心电信号信息数据和姿态信息数据，便于后期的分析，从而更好的帮助医务人员进行病症的判断。

所述蓝牙通讯模块6基于CH579BLE模块构成，其上集成有低功耗蓝牙BLE通讯模块，功耗低，所述蓝牙通讯模块6和微控制器模块3串口电性连接，所述上位机终端7为手机或者平板电脑，内嵌有蓝牙设备，能够和蓝牙通讯模块6配对进行通讯，蓝牙通讯模块6从而在微控制器模块3和上位机终端7之间构建蓝牙通讯路径让二者进行无线通讯，让上位机终端7可以通过蓝牙通讯模块6读取微控制器模块3内部数据并向其发送控制信号，所述心电采集模块1、姿态采集模块2、存储模块4、数据导出模块5和蓝牙通讯模块6集成在一块PCB电路板上，集成度更高，体积更小，较以往的心电监护类设备而言，通过蓝牙通讯模块6建立的无线信道能够更加快速、准确、高效、方便的实时接收动态心电信号数据和姿态信号数据。

所述电源模块8和微控制器模块3电性连接，所述电源模块8包括存储电能的锂电池801，及充电保护电路802和降压稳压电路803，所述充电保护电路802和锂电池801电性连接，所述充电保护电路802基于TP4056芯片电路实现，连接外部电源对锂电池801进行充电，并在充电时进行充电保护，所述锂电池801通过降压稳压电路803和微控制器模块3电性连接，降压稳压电路803基于DW01芯片配合MOS管8205A实现，并配合降压和稳压元器件，DW01为锂电池保护电路芯片，具有高精度的电压监测和时间延迟电路，从而对锂电池801的放电进行降压和稳压，并进行过放保护，所述电源模块8和微控制器模块3电性连接的同时，微控制器模块3的电源引脚分别和心电采集模块1、姿态采集模块2和蓝牙通讯模块6的电源引脚电性连接，从而实现电源模块8为微控制器模块3、心电采集模块1、姿态采集模块2和蓝牙通讯模块6的工作提供电源。

本实用新型的使用原理：

首先，打开电源模块8，使其对为微控制器模块3、心电采集模块1、姿态采集模块2和蓝牙通讯模块6进行供电，将心电采集模块1、姿态采集模块2、存储模块4、数据导出模块5、蓝牙通讯模块6和电源模块8固定在使用者身上，将两个电极贴片101贴附使用者身体表面，然后使用上位机终端7内部的蓝牙与蓝牙通讯模块6完成配对，构建蓝牙通讯路径；

再使用上位机终端7向微控制器模块3发出控制命令，使得微控制器模块3控制心电采集模块1采集心电信号信息并进行处理后发送至微控制器模块3，同时让姿态采集模块2采集载体的姿态信息并将姿态信息数据发送至微控制器模块3，微控制器模块3接收数据后进行处理后存储至存储模块4，并通过蓝牙通讯模块6向外部发送；

最后使用上位机终端7接收蓝牙通讯模块6所发送的数据，实现对心电信号信息数据和姿态信息数据的监控，当需要下载数据时，使用PC等设备与数据导出模块5连接，将存储模块4内存储的心电信号信息数据和姿态信息数据通过数据导出模块5下载至PC等设备，从而便于后期的分析，当锂电池801电量不足时，将充电保护电路802的电源输入端与外部电源连接，对锂电池801进行充电。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于，包括微控制器模块(3)，还包括有由微控制器模块(3)控制进行工作的：

心电采集模块(1)，所述心电采集模块(1)和微控制器模块(3)电性连接，用于采集心电信号信息并进行滤波和放大后转为数字量发送至微控制器模块(3)；

姿态采集模块(2)，所述姿态采集模块(2)和微控制器模块(3)电性连接，用于采集载体的姿态信息并将姿态信息数据发送至微控制器模块(3)；

存储模块(4)，所述存储模块(4)和微控制器模块(3)电性连接，用于存储微控制器模块(3)所接收并处理后的心电信号信息数据和姿态信息数据；

数据导出模块(5)，所述数据导出模块(5)和微控制器模块(3)电性连接，用于将微控制器模块(3)的串口转接为USB总线接口；

蓝牙通讯模块(6)，所述蓝牙通讯模块(6)和微控制器模块(3)电性连接，用于在微控制器模块(3)和上位机终端(7)之间构建蓝牙通讯路径让二者进行无线通讯；

上位机终端(7)，所述上位机终端(7)内嵌有蓝牙设备，用于通过蓝牙通讯模块(6)读取微控制器模块(3)内部数据并向其发送控制信号；

电源模块(8)，所述电源模块(8)和微控制器模块(3)电性连接，用于为微控制器模块(3)、心电采集模块(1)、姿态采集模块(2)和蓝牙通讯模块(6)的工作提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于：所述心电采集模块(1)包括电极贴片(101)、心电信号处理模块(102)和模数转换模块(103)，所述电极贴片(101)和心电信号处理模块(102)电性连接，用于采集载体的生物心电信号，所述心电信号处理模块(102)和模数转换模块(103)电性连接，用于对心电信号进行放大和滤波处理，消除噪声，所述模数转换模块(103)和微控制器模块(3)电性连接，用于将心电信号从模拟量转化为数字量发送至微控制器模块(3)。

3.根据权利要求1所述的一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于：所述姿态采集模块(2)内部包括三轴加速度计，且内嵌有数字运动处理器。

4.根据权利要求1所述的一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于：所述蓝牙通讯模块(6)基于BLE模块构成。

5.根据权利要求1所述的一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于：所述上位机终端(7)为手机或者平板电脑。

6.根据权利要求1所述的一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于：所述电源模块(8)包括存储电能的锂电池(801)，及充电保护电路(802)和降压稳压电路(803)，所述充电保护电路(802)和锂电池(801)电性连接，用于连接外部电源对锂电池(801)进行充电，并在充电时进行充电保护，所述锂电池(801)通过降压稳压电路(803)和微控制器模块(3)电性连接，用于对锂电池(801)的放电进行降压和稳压，并进行过放保护。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种糖尿病心脏自主神经病变分析系统，其特征在于：所述心电采集模块(1)、姿态采集模块(2)、存储模块(4)、数据导出模块(5)和蓝牙通讯模块(6)集成在一块PCB电路板上。

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