一种具有心电图检测功能的移动终端

摘要

本发明公开了一种具有心电图检测功能的移动终端，其中，包括多个模拟前端主动电极、心电信号导联接口、模数转换模块、处理器和显示模块；所述多个模拟前端主动电极通过心电信号导联接口连接模数转换模块；所述模数转换模块、处理器和显示模块依次连接；通过多个模拟前端主动电极采集人体的心电信号，并通过心电信号导联接口发送至模数转换模块转换为对应的数字信号，通过处理器将所述数字信号处理为相应的心电图数据，并发送到显示模块显示；从而使得移动终端也具有心电图检测功能，不仅可以随身携带，还可以实时测量人体的心电图数据，给用户带来了大大的方便。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及的是一种具有心电图检测功能的移动终端。

背景技术

随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快及实时监控的需要，现代医疗呈现移动性、实时监控性及远程医疗等特性。特别是对一些需要实时、移动、24小时本地及远程监控心脏的特殊人群非常必要。但现有的心电图检查需要专门的医疗设备，占地面积大且检测方式复杂，给用户带来了大大的不便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有心电图检测功能的移动终端，旨在解决现有的心电图检测麻烦、使用不方便的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种具有心电图检测功能的移动终端，其中，包括：

用于采集人体心电信号的多个模拟前端主动电极；

用于传输心电信号的心电信号导联接口；

用于将所述心电信号转换为对应的数字信号的模数转换模块；

用于将所述数字信号处理为对应的心电图数据的处理器；

用于显示所述心电图数据的显示模块；

所述多个模拟前端主动电极通过心电信号导联接口连接模数转换模块；所述模数转换模块、处理器和显示模块依次连接。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，还包括：用于传输心电图数据的USB接口；所述USB接口连接处理器。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，还包括：用于存储心电图数据的存储器；所述存储器连接处理器。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，还包括：用于无线发送所述心电图数据的无线传输模块；所述无线传输模块连接处理器。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，还包括：用于接收无线传输模块发送的心电图数据、并将所述心电图数据对应的诊断结果发送至无线传输模块的服务器；所述服务器无线连接无线传输模块。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，还包括：用于根据所述心电图数据分析出人体的心脏健康状况的分析模块；所述分析模块连接处理器。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，所述模拟前端主动电极包括：第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、第七电极、第八电极、第九电极、第十电极、第十一电极、第十二电极、第十三电极、第十四电极、第十五电极和第十六电极；

所述第一电极连接人体的左上肢；所述第二电极连接人体的右上肢；所述第三电极连接人体的左下肢；所述第四电极连接人体的右下肢；所述第五电极连接人体的第4肋间隙胸骨右缘；所述第六电极连接人体的第4肋间隙胸骨左缘；所述第八电极连接人体的第5肋间隙左锁骨中线；所述第七电极连接人体的第4肋间隙胸骨左缘与第5肋间隙左锁骨中线之间；所述第九电极连接人体的第5肋间隙左腋前线；所述第十电极连接人体的第5肋间隙左腋中线；所述第十一电极连接人体的第5肋间隙左腋后线；所述第十二电极连接人体的第5肋间隙左肩胛下线；所述第十三电极连接人体的第5肋间隙左脊柱旁线；所述第十五电极连接人体的第5肋间隙右锁骨中线；所述第十四电极连接人体的第4肋间隙胸骨右缘与第5肋间隙右锁骨中线之间；所述第十六电极连接人体的第5肋间隙右腋前线。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，所述模拟前端主动电极内设置有一用于将心电信号放大和减小噪声的模拟放大电路。

所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，所述模拟放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第一比较器、第二比较器、第一NMOS管、第二NMOS管、PMOS管、第一二极管和第二二极管；

所述第一运算放大器的正输入端连接所述模拟放大电路的输入端；第一运算放大器的输出端连接所述模拟放大电路的输出端；所述第一运算放大器的负输入端通过第一电阻连接直流参考电压端，还通过第二电阻连接第二运算放大器的输出端；

所述第二运算放大器的正输入端通过第四电阻连接第一运算放大器的输出端，还通过第三电阻连接直流参考电压端；所述第二运算放大器的负输入端通过第一电容连接第二运算放大器的正输入端，还通过第八电阻连接PMOS管的源极；所述第二运算放大器的负输入端还连接第一NMOS管的源极；

所述第一NMOS管的漏极分别连接第一NMOS管的栅极、第二NMOS管的漏极和第二NMOS管的栅极；所述第一NMOS管的栅极分别连接第二NMOS管的漏极和第二NMOS管的栅极；所述第二NMOS管的漏极连接第二NMOS管的栅极；所述第二NMOS管的源极通过第三电阻连接第二运算放大器的正输入端，还连接直流参考电压端；所述第二NMOS管的源极还连接PMOS管的漏极；

所述第一比较器的正输入端通过第七电阻接地，还通过第六电阻连接第二比较器的负输入端；所述第一比较器的负输入端分别连接第二比较器的正输入端和第一运算放大器的输出端；所述第一比较器的输出端通过第一二极管连接PMOS管的栅极，还通过第二电容接地；所述第二比较器的负输入端通过第五电阻连接电源电压；所述第二比较器的输出端通过第二二极管连接PMOS管的栅极，还通过第二电容接地。

本发明所提供的一种具有心电图检测功能的移动终端，有效地解决了现有的心电图检测设备移动性低、无法随身携带、使用不方便的问题，所述具有心电图检测功能的移动终端，其中，包括：多个模拟前端主动电极、心电信号导联接口、模数转换模块、处理器和显示模块；所述多个模拟前端主动电极通过心电信号导联接口连接模数转换模块；所述模数转换模块、处理器和显示模块依次连接；通过多个模拟前端主动电极采集人体的心电信号，并通过心电信号导联接口发送至模数转换模块转换为对应的数字信号，通过处理器将所述数字信号处理为相应的心电图数据，并发送到显示模块显示；从而使得移动终端也具有心电图检测功能，给用户带来了使用上的方便，不仅可以随身携带，还可以实时测量人体的心电图数据，给用户带来了大大的方便。

附图说明

图1为本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端较佳实施例的结构框图。

图2为本发明提供的模拟前端主动电极与电极位置的对应关系表。

图3为本发明提供的心电图各导联名称及正负极的构成表。

图4为威尔逊中心电端接法的示意图。

图5为单极导联连接示意图。

图6为双极导联连接示意图。

图7为本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端第一应用实施例的原理框图。

图8为本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端中模拟放大电路的电路示意图。

图9为本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端第二应用实施例的原理框图。

具体实施方式

本发明提供一种具有心电图检测功能的移动终端，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端较佳实施例的结构框图，所述具有心电图检测功能的移动终端，包括：用于采集人体心电信号的多个模拟前端主动电极110、用于传输心电信号的心电信号导联接口120、用于将所述心电信号转换为对应的数字信号的模数转换模块130、用于将所述数字信号处理为对应的心电图数据的处理器140和用于显示所述心电图数据的显示模块150；所述多个模拟前端主动电极通过心电信号导联接口连接模数转换模块；所述模数转换模块、处理器和显示模块依次连接。

具体来说，所述多个模拟前端主动电极110在人体上采集心电信号，并通过心电信号导联接口120发送至模数转换模块130，经模数转换模块130进行模数转换后，将得到的数字信号发送至处理器140中进行处理，得出相应的心电图数据，并发送到显示模块150进行显示。所述移动终端为手机、平板电脑等移动终端。

本发明通过在终端里增加模拟前端主动电极来采集人体的心电信号，并增加了用于心电图检测的传感器接口来接收心电信号，在终端内对心电信号依次进行放大、滤波、信号量化（模数转换）、处理和显，从而使得终端增加了心电图测试功能，不仅可以随身携带，还大大方便用户的使用。

进一步地，所述具有心电图检测功能的移动终端，还包括：用于传输心电图数据的USB接口；所述USB接口连接处理器140。具体来说，所述处理器140将处理得出的心电图数据可通过移动终端上设置的USB接口发送至外接设备，从而进行其它后续处理。

进一步地，所述具有心电图检测功能的移动终端，还包括：用于存储心电图数据的存储器；所述存储器连接处理器140。具体来说，述处理器140将处理得出的心电图数据存储到存储器中，从而方便用户随身携带心电图数据，并进行长期保留作为记录。在实际应用时，所述存储器可以为终端的内置存储器，也可保存SD卡。所述心电图的检测结果数据除用无线网络传到监控中心及本地存储查看外，还能存储在SD卡上，通过SD卡把心电测试数据从无线终端拷贝出来，SD卡上的心电图数据可以拷贝到支持SD接口的设备上，包括诊疗中心通过SD卡把数据拷贝出来进行存储、处理、分析等。通过SD卡存储心电测试数据，开辟了心电数据存储的另一个途径，并以SD卡为介质进行设备间的数据转存、拷贝等。所述心电图的检测结果也可通过USB接口传输出来，用来在其它设备上存储、处理、分析等。通过USB接口把心电数据从无线终端中传输出来，可以传输到包括诊疗中心的具有USB接口的设备上，极大地方便了心电数据在各设备间的传输

进一步地，具有心电图检测功能的移动终端，还包括：用于无线发送所述心电图数据的无线传输模块；所述无线传输模块连接处理器140。具体来说，心电图的传输包括有线传输和无线传输，有线传输主要通过手机的通讯接口，如USB接口进行传输，无线传输主要利用手机的无线链路进行传输，如蓝牙、WiFi、运营商网络（LTE、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA、GSM等），从而可实现远程接收测量的人体心电图信息。

进一步地，所述的具有心电图检测功能的移动终端，其中，还包括：用于根据所述心电图数据分析出人体的心脏健康状况的分析模块；所述分析模块连接处理器140。具体来说，为了方便用户知晓自身的心脏健康状况，还可以在移动终端上设置一个分析模块，对人体的心电图数据进行分析，从而得知当前人体的心脏健康状况，给用户带来了大大的方便。

请参阅图2，如图2所示，在实际应用时，所述模拟前端主动电极为多个，优选地，所述模拟前端主动电极包括：第一电极LA、第二电极RA、第三电极LL、第四电极RL、第五电极V1、第六电极V2、第七电极V3、第八电极V4、第九电极V5、第十电极V6、第十一电极V7、第十二电极V8、第十三电极V9、第十四电极V3r、第十五电极V4r和第十六电极V5r。上述十六个电极在人体体表的安放位置为：所述第一电极LA连接人体的左上肢；所述第二电极RA连接人体的右上肢；所述第三电极LL连接人体的左下肢；所述第四电极RL连接人体的右下肢；所述第五电极V1连接人体的第4肋间隙胸骨右缘；所述第六电极V2连接人体的第4肋间隙胸骨左缘；所述第八电极V4、连接人体的第5肋间隙左锁骨中线；所述第七电极V3连接人体的第4肋间隙胸骨左缘与第5肋间隙左锁骨中线之间；所述第九电极V5连接人体的第5肋间隙左腋前线；所述第十电极V6连接人体的第5肋间隙左腋中线；所述第十一电极V7连接人体的第5肋间隙左腋后线；所述第十二电极V8连接人体的第5肋间隙左肩胛下线；所述第十三电极V9连接人体的第5肋间隙左脊柱旁线；所述第十五电极V4r连接人体的第5肋间隙右锁骨中线；所述第十四电极V3r连接人体的第4肋间隙胸骨右缘与第5肋间隙右锁骨中线之间；所述第十六电极V5r连接人体的第5肋间隙右腋前线。

也就是说，各个电极对应设置在人体的不同位置的体表处，从而来采集心电信号。上述的两两电极之间或电极与中央电势端之间组成一个个不同的导联, 各导联的正极和负极在模拟前端主动电极内进行放大，放大后的信号经导联线连接到移动终端的心电信号导联接口，通过移动终端来记录心脏的电活动。

请参阅图3，如图3所示，两个电极之间组成了双极导联, 一个导联为正极,一个导联为负极。双极肢体导联包括Ⅰ导联, Ⅱ导联和Ⅲ导联；所述Ⅰ导联的正极为第一电极LA、负极为第二电极RA；所述Ⅱ导联的正极为第三电极LL，负极为第二电极RA；所述Ⅲ导联的正极为第三电极LL，负极为第一电极LA。请继续参阅图3，电极和中央电势端之间构成了单极导联，此时探测电极为正极，中央电势端为负极。avR、avL、avF、V11、V22、V33、V44、V55和V66导联均为单极导联。由于avR、avL 、avF远离心脏，以中央电端为负极时记录的电位差太小，因此负极为除探查电极以外的其他两个肢体导联的电位之和的均值。由于这样记录增加了avR、 avL 、avF导联的电位，因此这些导联也被称为加压单极肢体导联。

请一并参阅图4、图5和图6，图4为中央电势端的连接方法也就是是采用威尔逊中心电端接法的示意图。单极导联是由探测电极和中央电势端之间构成的，此时探测电极为正极，中央电势端为负极，图5为V11、V22、V33、V44、V55、V66单极导联的相应的示意图。双极导联是由两个电极组成的，其中一个导联为正极,另一个导联为负极。请参阅图6，双极肢体导联包括Ⅰ导联, Ⅱ导联和 Ⅲ导联。Ⅰ导联LA为正极，RA为负极；Ⅱ导联LL为正极，RA为负极；Ⅲ导联LL为正极，LA为负极。图6示意了Ⅰ导联的双极导联连接方法，Ⅱ导联和Ⅲ导联类同。

本发明通过包括Ⅰ, Ⅱ、Ⅲ、avR、avL 和avF导联组成的肢体导联系统来反映心脏电位投影在矢状面情况；通过包括：V11、V22、V33、V44、V55和V66的导联胸前导联系统反映心脏电位投影水平面情况。进一步地，还可将这些导联分组，以反应心脏不同部位的电活动。

请参阅图7，图7为本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端第一应用实施例的原理框图。此处以移动终端为手机为例进行说明。如图7所示，此为本发明提供的具有心电图检测功能的手机的采集工作情况示意图，该组导联的正极和负极在人身体上采集到生理电信号后分别送到模拟前端主动电极的放大器进行放大，放大后的信号经导联线连接到手机的心电信号导联接口，该信号进入手机后经放大、滤波及模数转换后，模拟的心电信号变成了数字信号，该数字信号送到手机的CPU进行处理，处理后的信号可进行显示、存储、传输等。心电图的显示可以在手机的屏幕上进行显示；心电图的存储可以保存在手机的内置存储器中，也可保存在手机的SD卡中；心电图的传输包括有线传输和无线传输，有线传输主要通过手机的通讯接口，如USB接口进行传输，无线传输主要利用手机的无线链路进行传输，如蓝牙、WiFi、运营商网络（LTE、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA、GSM等）。

由于在心电、脑电等生理信号的实际测量中，通常会使用皮肤清洁剂和导电胶来减小皮肤阻抗，增强皮肤和电极间的导电性，然而这种传统的测量方法需要很长的准备时间，而且会损坏人体的皮肤，不利于长期的测量，另一方面，生理信号测量时导连线会引入额外的噪声，对信号形成干扰，当生理采集信号微弱时这种干扰尤为严重。为了解决上述问题，本专利提出了一种有源主动电极设计方案，即直接在传统电极中集成模拟放大器，实现了生理测量信号放大及噪声减小的功能。

进一步地，本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端，其中，所述模拟前端主动电极内设置有一用于将心电信号放大和减小噪声的模拟放大电路。请参阅图8，所述模拟放大电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻Rc、第一电容Co、第二电容Cc、第一运算放大器AMP1、第二运算放大器AMP2、第一比较器COM1、第二比较器COM2、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、PMOS管Mc、第一二极管L1和第二二极管L2；

所述第一运算放大器AMP1的正输入端连接所述模拟放大电路的输入端Vin，也就是该输入端Vin接收采集的心电信号（模拟信号）；第一运算放大器AMP1的输出端连接所述模拟放大电路的输出端，所述模拟放大电路的输出端输出的是对采集的心电信号进行放大和减小噪声后的心电信号；所述第一运算放大器AMP1的负输入端通过第一电阻R1连接直流参考电压端Vref，还通过第二电阻R2连接第二运算放大器AMP2的输出端；

所述第二运算放大器AMP2的正输入端通过第四电阻R4连接第一运算放大器AMP1的输出端，还通过第三电阻R3连接直流参考电压端Vref；所述第二运算放大器AMP2的负输入端通过第一电容Co连接第二运算放大器AMP2的正输入端，还通过第八电阻Rc连接PMOS管Mc的源极；所述第二运算放大器AMP2的的负输入端还连接第一NMOS管M1的源极；

所述第一NMOS管M1的漏极分别连接第一NMOS管M1的栅极、第二NMOS管M2的漏极和第二NMOS管M2的栅极；所述第一NMOS管M1的栅极分别连接第二NMOS管M2的漏极和第二NMOS管M2的栅极；所述第二NMOS管M2的漏极连接第二NMOS管M2的栅极；所述第二NMOS管M2的源极通过第三电阻R3连接第二运算放大器AMP2的的正输入端，还连接直流参考电压端Vref；所述第二NMOS管M2的源极还连接PMOS管Mc的漏极；也就是说，所述第一NMOS管M1的漏极、第一NMOS管M1的栅极、第二NMOS管M2的漏极和第二NMOS管M2的栅极两两连接；

所述第一比较器COM1的正输入端通过第七电阻R7接地，还通过第六电阻R6连接第二比较器COM2的负输入端；所述第一比较器COM1的负输入端分别连接第二比较器COM2的正输入端和第一运算放大器AMP1的输出端；所述第一比较器COM1的输出端通过第一二极管L1连接PMOS管Mc的栅极，还通过第二电容Cc接地；所述第二比较器COM2的负输入端通过第五电阻R5连接电源电压Vcc；所述第二比较器COM2的输出端通过第二二极管L2连接PMOS管Mc的栅极，还通过第二电容Cc接地。

具体来说，在图7所示的生理信号模拟前端放大电路示意图中，第一运算放大器AMP1为主体通路运放，第二运算放大器AMP2为反馈运放，构成积分反馈电路，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2构成相应的虚电阻M1、M2，且虚电阻M1、M2和第一电容Co能提供极低的高通截至频率，第一比较器COM1、第一比较器COM2及PMOS管Mc构成解塞电路，解决由极低截止频率引起的响应时间过慢问题，Vin为采集的电生理信号，Vref为直流参考电压，Vout为放大器输出电压，电路的传递函数为：

；

其中Ad=(1+R2/R1)(1+R4/R3)；Ro为虚电阻的等效电阻；A1、A2分别是运放AMP1、AMP2的开环增益；￡1、￡2分别是运放AMP1、AMP2主极点的时间常数。

经测试，该主动电极的等效输入噪声为2.6uV左右(150HZ带宽、Av=300);共模抑制比为100dB左右；增益根据需要可设计为200、300、1500、2200等；带宽根据需要可设计为45HZ、150HZ、215HZ、300HZ、350HZ等。

进一步地，所述的具有心电图检测功能的移动终端，还包括：用于接收无线传输模块发送的心电图数据、并将所述心电图数据对应的诊断结果发送至无线传输模块的服务器；所述服务器无线连接无线传输模块。在具体应用时，请参阅图9，如图9所示，本发明提供的具有心电图检测功能的移动终端，将检测出来的心电图数据，通过无线传输模块发送至心电图远程治疗中心，从而实现了远程心电图的实时监测、分析并且可以把诊治结果通过无线网络远程回复给患者，实现远程心电诊疗。心电图的数据采集到无线终端后，在无线终端内按要求进行存储，同时无线终端接收到心电诊疗中心的指令后，可以按诊疗中心的要求完成相关的功能，如：实时远程监测心电图、传输历史心电图数据等，同时无线终端可以读取心电诊疗中心的诊断结果，也可主动呼叫心电诊疗中心并传输实时心电图进行紧急实时诊疗等，从而实现了远程心电图的实时监测、分析并把诊治结果通过无线网络远程回复给患者，实现了远程心电诊疗。

优选地，还可以设置一报警模块，用于当检测到人体的心电图具有健康问题时，进行报警，具体来说，可以报警给该用户的家人，也可以给当地的医疗结构报警。

心电图数据的传输主要通过无线终端和心电图远程诊疗中心所使用的运营商无线网络，主要有LTE网络、WCDMA网络、GSM网络、CDMA网络、TD-SCDMA网络等，同时也可以使用蓝牙、WiFi、NFC等无线传输。

本地心电诊疗的实现方法是通过移动终端的USB接口读取心电图数据到专用心电图分析系统，通过专用心电分析系统进行分析，根据分析结果进行相应的措施。优选地，本地心电诊疗也可在移动终端上安装专用心电图分析系统，可对心电图进行本地实时分析和历史数据分析等并在移动终端的显示屏上进行显示，根据分析结果进行相应的措施。专用心电分析软件系统是现代软件技术和现代医学相结合的产物，根据心电测试数据把患者的心脏健康状况分析出来，并给患者相应的建议，必要时会和心电监控中心联系。

综上所述，本发明提供的一种具有心电图检测功能的移动终端，通过在终端里增加心电图检测的传感器接口、并增加主动电极，所述主动电极在传统电极中集成模拟放大器芯片，实现信号放大和噪声减小的功能，从而将初步处理后的心电信号发送至终端中进行模数转换和处理，识别为相应的心电图数据，并进行显示或保存，从而给用户带来了大大的方便。进一步地，通过无线传输模块发送给远程服务中心，可实现远程心电图的实时监测、分析并把诊治结果通过无线网络远程回复给患者，实现远程心电诊疗。进一步地，根据采集到的心电数据，设计专用心电分析软件，根据心电测试结果把患者的心脏健康状况分析出来，并给患者相应的建议，必要时会和心电监控中心联系。进一步地，将心电图的检测结果数据除用无线网络传到监控中心及本地存储查看外，还存储在SD卡上，通过SD卡把心电测试数据从无线终端拷贝出来，SD卡上的心电图数据可以拷贝到支持SD接口的设备上，包括诊疗中心通过SD卡把数据拷贝出来进行存储、处理、分析等。也可以讲心电图的检测结果可通过USB接口传输出来，用来在其它设备上存储、处理、分析等，给用户带来了大大的方便。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。