[發(fā)明專利]一種用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310035195.2
• 申請(qǐng)日: 2023-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN116115234A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳潔;裘紅翠;黃旭庭;周文濤;嚴(yán)文杰;張中錦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/318
• 分類號(hào): A61B5/318;A61B5/0205;A61B5/053
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

1.一種用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括雙線圈柔性傳感器、鑒相電路、數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)電路、上位機(jī)處理方法四個(gè)部分；其中，雙線圈柔性傳感器包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈；數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)電路包括數(shù)據(jù)采集電路、STM32主控電路、存儲(chǔ)電路；激勵(lì)信號(hào)首先輸入雙線圈柔性傳感器和鑒相電路，雙線圈柔性傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)也輸入到鑒相電路，鑒相電路輸出的相位差信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)電路，數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)電路的輸出信號(hào)輸入到上位機(jī)處理方法，由上位機(jī)處理方法得到相應(yīng)的心率和呼吸率。

2.按照權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙線圈柔性傳感器采用雙線圈和基板構(gòu)成，雙線圈分別位于基板的兩側(cè)，線圈為圓形平面螺旋線圈，參數(shù)都相同，呈對(duì)稱分布，基板可以選用柔性的聚酰亞胺PI板材或者硬質(zhì)的基板。

3.按照權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述鑒相電路采用模擬鑒相芯片實(shí)現(xiàn)。

4.按照權(quán)利要求3所述的用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬鑒相芯片的型號(hào)為AD8302。

5.按照權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)電路采用微處理器驅(qū)動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)采集，并將采集到的原始信號(hào)存儲(chǔ)在SD卡中，微處理器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和保存。

6.按照權(quán)利要求5所述的用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器采用處理器STM32F103實(shí)現(xiàn)。

7.按照權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量呼吸和心跳的心電信號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)處理方法將原始信號(hào)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，采用信號(hào)分解方法，分離出心跳和呼吸信號(hào)；

具體包括：

步驟1：基于雙線圈柔性傳感器對(duì)心肺信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將原始信號(hào)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)；

步驟2：對(duì)所述原始信號(hào)數(shù)據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解EMD分解算法，將原始信號(hào)分解為一系列頻率從高到低排列的本征模態(tài)函數(shù)IMF，包含了心跳、呼吸以及環(huán)境噪聲等不同頻段的信號(hào)；

步驟3：對(duì)所述各IMF分量進(jìn)行Hilbert變換并求解其邊際譜；

步驟4：根據(jù)正常心跳次數(shù)為60～90次/min即1Hz～1.5Hz，正常呼吸時(shí)呼吸頻率為12～30次/min即0.2Hz～0.5Hz，對(duì)所述IMF分量進(jìn)行匹配，獲取重構(gòu)的心跳信號(hào)和呼吸信號(hào)，并求得相應(yīng)的心率和呼吸率。