無線遙測超長時程心電記錄系統的制作方法
【專利摘要】一種無線遙測超長時程心電記錄系統，由心電記錄儀和數據接收模塊組成，所述的心電記錄儀包括心電電極、心電信號放大模塊、MCU控制模塊、存儲模塊和數據傳輸模塊，數據接收模塊為外置設備，其中，所述的心電電極、心電信號放大模塊、MCU控制模塊和存儲模塊順次電連接，數據傳輸模塊分別與MCU控制模塊和存儲模塊相連，數據傳輸模塊設有無線射頻器，數據接收模塊設有與之相應的無線射頻接收器，所述的無線射頻器由MCU控制模塊控制，用于實時傳送心電圖數據。本發明具有功耗低、集成度高、可操作性強、監測時間長、應用領域廣泛的特點。
【專利說明】無線遙測超長時程心電記錄系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種心電記錄系統，尤其是一種無線遙測超長時程心電記錄系統，用于醫療器械領域。
【背景技術】
[0002]心血管疾病是一種較為普遍的疾病，也是威脅人類生命的主要病癥之一。心電圖(Electrocardiogram, ECG)則是診斷此類疾病的主要依據。心電記錄儀通過長時間記錄心電信號，使心電變化的檢出率發生量的飛越，還可揭示在仰臥狀態下不會出現的心電變化，并協助分析這些變化與心率、日常生活、癥狀、體位等其他心電活動變化之間的關系，使心電圖的臨床應用提高到一個新的階段。同時具有診斷可靠，方便簡潔，對病人無損害等優點。
[0003]專利文獻CN102485171A所公開的一種可記錄超長時間(15天以上)體表動態心電圖的貼附式記錄系統，包括心電信號的獲取、處理部分和存儲部分。存儲部分采用了TF(Trans-flash Card,或稱作Micro SD Card)卡作為心電數據的存儲設備。TF卡是一種常用于便攜式消費類電子產品的存儲設備，但如果用在長時間心電記錄系統中，會導致如下的問題:降低系統集成度；降低數據安全性，病人心電數據丟失或被盜竊的可能性增大；產品毀壞的可能性提高。同時，該專利雖在標題中提及遙測，但全文并未涉及實現遙測的完整技術方案。[0004]專利文獻CN101879061A所公開的一種偶發性心臟病檢測系統，包括心電采集放大電路，微處理器，數據存儲器和數據傳輸裝置。所述的存儲器為flash存儲器或SD卡，所述微處理器與數據存儲器通過SPI接口連接。該專利通過循環記錄僅能提供當前24小時的數據和事件，對超長時程的心電記錄并未給出滿意的解決方案。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是，提供一種可以無線傳輸心電數據的無線遙測超長時程心電記錄系統。
[0006]本發明的上述目的是由如下技術方案實現的:一種無線遙測超長時程心電記錄系統，由心電記錄儀和數據接收模塊組成，其中，所述的心電記錄儀包括心電電極、心電信號放大模塊、MCU控制模塊、存儲模塊和數據傳輸模塊，數據接收模塊為外置設備，其中，所述的心電電極、心電信號放大模塊、MCU控制模塊和存儲模塊順次電連接，數據傳輸模塊分別與MCU控制模塊和存儲模塊相連，數據傳輸模塊設有無線射頻器，數據接收模塊設有與之相應的無線射頻接收器，所述的無線射頻器由MCU控制模塊控制，用于實時傳送心電圖數據。
[0007]在上述方案的基礎上，所述的無線射頻器和無線射頻接收器，以2.4GHz-2.5GHz頻段的RF射頻收發電路作為核心器件，采用的調制格式為GFSK，采用的通信碼率為2Mbps。
[0008]在上述方案的基礎上，所述的無線射頻器和MCU控制模塊之間通過SPI接口通信。[0009]在上述方案的基礎上，所述的存儲模塊為Nand-flash存儲器，數據傳輸模塊設有Nand-flash存儲器專用接口，數據接收模塊設有數據讀取器。
[0010]在上述方案的基礎上，所述的Nand-flash存儲器以SPI接口作為Nand-flash存儲器專用接口，采用兩塊容量均為512MByte的存儲器。
[0011]在上述方案的基礎上，所述的數據讀取器內置USB轉SPI的接口轉換芯片，數據讀取器和心電記錄儀之間通過SPI接口通信，數據讀取器和計算機之間通過USB接口通信。
[0012]在上述方案的基礎上，以所述的無線射頻接收器為核心器件，并配以顯示界面，作為無線射頻接收終端，用來實時顯示心電記錄儀采集到的心電信號。
[0013]與現有的技術相比，本發明具有如下有益效果:
1、功耗低。本發明中采用低功耗Nand-flash芯片作為存儲器件，與TF卡存儲方案相t匕，在系統功耗上具有明顯的優勢；
2、集成度高。本發明中采用Nand-flash芯片作為存儲器件，可在一塊電路板中實現心電采集和存儲功能，相比之下，TF卡存儲方案需要通過板外的TF卡完成存儲功能；
3、操作性強。本發明利用轉換模塊完成數據讀取，無需進行取卡和讀卡操作，可有效地防止丟失或弄混存儲卡，便于操作和管理；
4、應用領域廣泛。本發明通過無線射頻器實時發送采集到的心電數據到無線射頻接收器，并通過顯示設備實時顯示心電信號，有利于及時評價患者的狀態；
5、監測時間長，本發明實現持續30天的心電記錄，臨床診斷意義明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的模塊示意圖；
圖中標號說明:
1——心電記錄儀；11——心電電極；
12——心電信號放大模塊； 13——MCU控制模塊；
14——存儲模塊；15——數據傳輸模塊；
151——無線射頻器；152——Nand-flash存儲器專用接口 ；
2——數據接收模塊；
21—無線射頻接收器；22—數據讀取器。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，應指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0016]請參照圖1為本發明的模塊示意圖:
如圖1所示，一種無線遙測超長時程心電記錄系統，由心電記錄儀I和數據接收模塊2組成，其中，所述的心電記錄儀I包括心電電極11、心電信號放大模塊12、MCU控制模塊13、存儲模塊14和數據傳輸模塊15，數據接收模塊2為外置設備，其中，所述的心電電極11、心電信號放大模塊12、MCU控制模塊13和存儲模塊14順次電連接，數據傳輸模塊15分別與MCU控制模塊13和存儲模塊14相連，數據傳輸模塊15設有無線射頻器151，數據接收模塊2設有與之相應的無線射頻接收器21，所述的無線射頻器151由MCU控制模塊13控制，用于實時傳送心電圖數據。
[0017]在上述方案的基礎上，所述的無線射頻器151和無線射頻接收器21，以
2.4GHz-2.5GHz頻段的RF射頻收發電路作為核心器件，采用的調制格式為GFSK，采用的通信碼率為2Mbps。
[0018]在上述方案的基礎上，所述的無線射頻器151和MCU控制模塊13之間通過SPI接
口通信。
[0019]在上述方案的基礎 上，所述的存儲模塊14為Nand-flash存儲器，數據傳輸模塊15設有Nand-flash存儲器專用接口 152，數據接收模塊2設有數據讀取器22。
[0020]在上述方案的基礎上，所述的Nand-flash存儲器以SPI接口作為Nand-flash存儲器專用接口 152，采用兩塊容量均為512MByte的存儲器。
[0021]在上述方案的基礎上，所述的數據讀取器22內置USB轉SPI的接口轉換芯片，數據讀取器22和心電記錄儀I之間通過SPI接口通信，數據讀取器22和計算機之間通過USB
接口通信。
[0022]在上述方案的基礎上，以所述的無線射頻接收器21為核心器件，并配以顯示界面，作為無線射頻接收終端，用來實時顯示心電記錄儀I采集到的心電信號。
[0023]心電記錄儀I用于采集、處理、存儲和發送心電數據；數據接收模塊2用于接收心電記錄儀中的心電數據，可將心電數據發送至計算機通過軟件進一步處理；無線射頻器151和無線射頻接收器21實現心電數據的實時無線傳輸。
[0024]心電記錄儀I采用單導測量方式，通過心電電極11與人體體表接觸，心肌發生激動過程中所產生的微弱生物電通過心電電極11傳送到心電信號放大模塊12。
[0025]心電信號放大模塊12，對心電電極11傳送的心電信號進行運算放大和濾波。經過1000倍的放大后，微弱的心電信號會放大到適合AD轉換的幅值；經過0.5-40HZ的帶通濾波后，有效心電信號得以保留，噪聲將被濾除。
[0026]MCU控制模塊13內置12位AD轉換模塊和SPI接口，利用內置的AD轉換模塊對心電信號放大模塊12傳送的放大濾波后的心電信號進行AD轉換，得到數字化的心電數據。MCU控制模塊13對數字化的心電數據進行壓縮等處理后，通過SPI接口傳送到存儲模塊14。
[0027]存儲模塊14為Nand-flash存儲器，并以SPI接口作為Nand-flash存儲器專用接口 152，采用兩塊容量均為512MByte的存儲器，其容量足以存放30天以上的200Hz采樣率，12位采樣精度的心電數據。Nand-flash存儲器根據MCU控制模塊13的指令，存儲心電數據至指定的地址，或根據數據讀取器22的指令，讀取指定地址中的心電數據后，傳送給數據讀取器22。
[0028]數據傳輸模塊15，用于監控心電數據的連接狀態。當數據接收模塊2未連接到心電記錄儀I時，數據傳輸模塊15會輸出高電平信號給MCU控制模塊13，系統會工作在正常工作模式中，采集和存儲心電數據；當數據接收模塊2連接到心電記錄儀I時，數據傳輸模塊會輸出低電平信號給MCU控制模塊13，系統會工作在待機模式中，把存儲模塊14的讀寫權限交給數據接收模塊2。
[0029]無線射頻接收終端以無線射頻接收器21作為核心器件，并配以顯示界面，用來實時顯示心電記錄儀I采集到的當前的心電信號，無需連接計算機。[0030]數據讀取器22是用于讀取心電記錄儀I中存儲的心電數據再傳輸至計算機。計算機中的軟件利用Visual Studio環境,用C++語言編寫。軟件主要功能是讀出心電記錄儀中存儲的數據，并根據用戶指令，把心電數據存儲到計算機的指定路徑。
[0031]Nand-flash存儲器是Flash內存的一種，其內部采用非線性宏單元模式，為固態大容量內存的實現提供了廉價有效的解決方案。Nand-flash存儲器具有容量較大，改寫速度快等優點，適用于大量數據的存儲。基于上述的特點，Nand-flash存儲器作為長時間心電記錄系統的存儲設備具有很高的匹配度。考慮到貼附式心電記錄系統要求的產品尺寸很小，本發明中采用了 SPI接口為通信接口的串行低功耗Nand-flash芯片。
[0032]SPI (Serial Peripheral Interface,串行外設接口)總線系統是一種同步串行外設接口，是一種常用的工業標準總線，它可以使主機與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換數據。SPI接口為高速的全雙工通信方式，通信原理簡單易用，結構簡單易于布局，能為電路板設計節省空間。
[0033]本實施例緊貼病人，便攜設計降低佩戴不適感受，在不影響患者正常工作生活的前提下，可以長期觀察患者的實時心電圖，通過無線射頻器151實時發送采集到的心電數據到無線射頻接收終端，并通過顯示設備實時顯示心電信號，有利于醫生及時分析評價患者的狀態。在偶發性心血管疾病的監測上具有不可取代的意義。同時其能夠快速反應與血流動力學障礙相關的心悸。房顫消融治療后，隨觀察時間延長，房顫的復發率理論上成如下漸近曲線，即觀察時間越 長，復發臨床事件越多。臨床上，如不明原因暈厥、停搏等心律失常異常事件都符合此規律。
[0034]本實施例具有功耗低、集成度高、操作簡便等特點，可以存儲至少30天的連續心電數據，通過小型的數據讀取器22就能方便地在計算機上讀取和保存心電記錄儀I中的心電數據，通過無線射頻接收終端可以顯示實時的心電信號。
【權利要求】
1.一種無線遙測超長時程心電記錄系統，由心電記錄儀(I)和數據接收模塊(2)組成，其中，所述的心電記錄儀(I)包括心電電極(11)、心電信號放大模塊(12 )、MCU控制模塊(13)、存儲模塊(14)和數據傳輸模塊(15)，數據接收模塊(2)為外置設備，其特征在于:所述的心電電極(11 )、心電信號放大模塊(12 )、MCU控制模塊(13 )和存儲模塊(14)順次電連接，數據傳輸模塊(15 )分別與MCU控制模塊(13)和存儲模塊(14 )相連，數據傳輸模塊(15)設有無線射頻器(151)，數據接收模塊(2)設有與之相應的無線射頻接收器(21)，所述的無線射頻器(151)由MCU控制模塊(13)控制，用于實時傳送心電圖數據。
2.根據權利要求1所述的無線遙測超長時程心電記錄系統，其特征在于:所述的無線射頻器(151)和無線射頻接收器(21)，以2.4GHz-2.5GHz頻段的RF射頻收發電路作為核心器件，采用的調制格式為GFSK，采用的通信碼率為2Mbps。
3.根據權利要求2所述的無線遙測超長時程心電記錄系統，其特征在于:所述的無線射頻器(151)和MCU控制模塊(13)之間通過SPI接口通信。
4.根據權利要求1所述的無線遙測超長時程心電記錄系統，其特征在于:所述的存儲模塊(14)為Nand-flash存儲器，數據傳輸模塊(15)設有Nand-flash存儲器專用接口(152)，數據接收模塊(2 )設有數據讀取器(22 )。
5.根據權利要求4所述的無線遙測超長時程心電記錄系統，其特征在于:所述的Nand-flash存儲器以SPI接 口作為Nand-flash存儲器專用接口( 152)，采用兩塊容量均為512MByte的存儲器。
6.根據權利要求4所述的無線遙測超長時程心電記錄系統，其特征在于:所述的數據讀取器(22 )內置USB轉SPI的接口轉換芯片，數據讀取器(22 )和心電記錄儀(I)之間通過SPI接口通信，數據讀取器(22)和計算機之間通過USB接口通信。
7.根據權利要求1所述的無線遙測超長時程心電記錄系統，其特征在于:以所述的無線射頻接收器(21)為核心器件，并配以顯示界面，作為無線射頻接收終端，用來實時顯示心電記錄儀(I)采集到的心電信號。
【文檔編號】G08C17/02GK103932700SQ201410202427
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】張文贊 申請人:杰升生物科技(上海)有限公司