[發明專利]一種基于嵌入式的心電實時監測系統

在審

• 申請號: 201911394134.5
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN110960211A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 惠晶;王恬;虞致國;魏敬和;顧曉峰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種基于嵌入式的心電實時監測系統。所述基于嵌入式的心電實時監測系統包括采集模塊、主控模塊、通信模塊和電源模塊；所述采集模塊包括心電傳感器和模數轉換模塊(ADC)，所述主控模塊包括微處理器，所述通信模塊包括藍牙；所述心電傳感器的輸出端與ADC的輸入端連接，所述ADC的輸出端通過數據采集口與微處理器的輸入端連接，所述微處理器與藍牙模塊連接；所述電源模塊分別與采集模塊、主控模塊和通信模塊連接。本發明通過單決策樹的AdaBoost算法將特征提取后的心電信號進行分類，將機器學習算法和嵌入式系統技術相結合，使心電實時監測系統同時具有便攜性好，體積小，能實時診斷的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于嵌入式的心電實時監測系統，屬于醫療監控系統領域。

背景技術

心臟疾病是當今發病率和死亡率最高的疾病之一。我國死亡人口約有40％是因為心臟疾病。同時，我國醫療面臨許多問題，如城鄉醫療條件差別巨大、城市的醫療條件明顯優于農村及邊遠地區、人口老齡化結構日趨嚴重等。

隨著微處理器技術的飛速發展，各種健康監護系統應運而生，最典型的應用就是心電監護系統。現有的心電監護系統是用便攜式終端采集人體心電信號數據，通過無線傳輸技術將接收到的用戶數據上傳至遠程服務器，醫護人員再對服務器中的數據進行識別，這需要大量的人力，造成了醫療資源的巨大浪費。此外，由于心臟疾病具有突發性和偶然性，當心臟失常時，如果沒有及時的發現和治療，可能會有很嚴重的后果，所以心電監護系統的實時性就顯得尤為重要。

機器學習算法能夠將數據集通過函數的對應關系進行自診斷分類，如果將機器學習算法與嵌入式系統技術結合起來，不僅能滿足心電監護系統便攜的要求，還能實時地識別出心臟的健康狀況，既能使醫療資源得到了節約，又使患者得到及時的治療，極大的造福了心臟疾病患者。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于嵌入式的心電實時監測系統與心電信號監測方法，以解決目前便攜式心電監護裝置不能實時檢測出心電是否正常的問題。

為實現以上技術目的，本發明首先提供了一種基于嵌入式的心電實時監測系統，包括采集模塊、主控模塊、通信模塊和電源模塊；所述采集模塊包括心電傳感器和模數轉換模塊(ADC)，所述主控模塊包括微處理器，所述通信模塊包括藍牙；所述心電傳感器的輸出端與ADC的輸入端連接，所述ADC的輸出端通過數據采集口與微處理器的輸入端連接，所述微處理器與藍牙模塊連接；所述電源模塊分別與采集模塊、主控模塊和通信模塊連接。

所述心電信號傳感器用于采集心電信號，固定于被檢測者，所述ADC用于對心電傳感器采集到的模擬信號進行模數轉換，所述ADC模塊中的心電信號提取功能電路包括濾波電路、放大電路，可根據現有技術中的奈奎斯特采樣定理將ADC模塊的采樣率和分辨率設置到合適的頻率；所述ADC、微處理器與藍牙集成于嵌入式開發板中，所述嵌入式開發板還包括定時器模塊(Timer)、通用異步收發器(UART)；所述定時器模塊Timer每隔一段時間產生一個中斷，ADC以此獲取的心電數據進行計算；所述微處理器用于對模數轉換后的心電信號進行特征提取和分類；所述藍牙使用UART作為主機控制接口進行傳輸控制；所述藍牙將經提取分類后的心電信號數據傳送至終端。

在本發明的一種實施方式中，所述心電傳感器的固定方式為耳夾固定或尼龍指帶固定，用于采集位于耳垂或者手指部位的心電信號。

在本發明的一種實施方式中，所述心電信號傳感器采用單端輸入的工作方式。

在本發明的一種實施方式中，所述微處理器為ARM(Advanced RISC Machine)。

本發明還提供了一種基于嵌入式的心電實時監測系統的監測心電信號的方法，所述方法包括以下步驟：

S1：將心電信號傳感器固定于檢測者的耳垂或手指，用于采集心電信號；