心電信號采集器及心電圖處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及心電圖信號采集和處理領域，尤其涉及一種心電信號采集器、心電圖處理系統及其處理方法。
【背景技術】
[0002]心電圖作為一種無創且簡單易行的檢測方法，在心臟疾患的早期篩查中發揮著重要的作用。近年來，隨著互聯網健康技術的發展，涌現出許多面向個人、家庭的微小型心電信號采集分析系統。但這些系統所用的終端都需要獨立供電的終端，且都需要獨立的MCU或AD采樣模塊來實現采集，之后通過藍牙、USB或者其他數據通訊方式和智能移動終端(如智能手機、平板電腦等)實現數據傳輸。目前，針對該技術的國內專利技術方案，所提出的創新點大體分布在心電采集的移動終端一體化設計、微型化設計、輕薄設計、可穿戴設計、網絡化設計等方面，而對采集終端的成本降低、易用性等方面，很少提出行之有效的優化方案。
【實用新型內容】
[0003]根據本實用新型的一個方面，提供了一種心電信號采集器，該心電信號采集器包括:心電導聯、電壓轉換裝置、心電采集芯片、音頻調制單元和音頻接口，所述心電導聯連接所述心電采集芯片，檢測心電信號輸入所述心電采集芯片，所述心電采集芯片對輸入的所述心電信號進行模擬前端放大，形成低頻模擬信號輸出至所述音頻調制單元，所述音頻調制單元對所述低頻模擬信號進行高頻調制后輸出，其中，心電信號采集器通過所述音頻接口連接外部設備的音頻輸入端，所述電壓轉換裝置連接所述音頻接口，根據外部設備的輸入生成電壓，為心電信號采集器供電，所述音頻調制單元連接所述音頻接口，輸出調制后的心電模擬信號至所述外部設備。
[0004]本實用新型的心電信號采集器通過設置音頻接口與外部設備的音頻輸入端連接，實現心電信號的傳輸和利用音頻接口供電，充分復用了外部設備音頻部分的AD采集電路、供電電路，實現了最小化硬件復雜度的心電信號采集器，有效降低了采集器的硬件成本。
[0005]在一些實施方式中，所述音頻調制單元為脈沖調制器，包括時鐘單元和多路器，所述多路器連接所述時鐘單元和所述心電采集芯片，接收脈沖信號和所述低頻模擬信號進行混合調制，輸出調制后的心電模擬信號。由此，可以實現通過時鐘脈沖對心電信號進行音頻調制，將心電信號調制到音頻載波上，以通過音頻輸入端(耳機MIC端)進行心電模擬信號的AD采樣，使心電信號采集器可以復用外部設備的音頻部分和心電圖處理系統，只在心電采集器中進行模擬前端采集和模擬調制，從而降低心電采集器的功耗和硬件成本(不需設置MCU或AD采集模塊)。
[0006]在一些實施方式中，所述電壓轉換裝置為DC-DC轉換器，所述外部設備的輸入為所述音頻輸入端輸出至所述音頻接口的直流偏置電壓，所述DC-DC轉換器連接所述音頻接口的MIC端，根據直流偏置電壓生成電壓，為所述心電信號采集器供電；或者所述電壓轉換裝置為整流變壓器，所述外部設備的輸入為所述音頻輸入端輸出至所述音頻接口的音頻交流電信號，所述整流變壓器連接所述音頻接口的左或右聲道，根據交流電信號生成電壓，為所述心電信號采集器供電。由此，可以實現通過耳機的偏置電壓或音頻電壓輸出生成電壓，對心電信號采集器進行供電，使心電信號采集器無需獨立電源供電，降低硬件成本。
[0007]根據本實用新型的一個方面，還提供了一種心電圖處理系統，該系統包括心電信號采集器和智能終端，所述心電信號采集器包括心電導聯、電壓轉換裝置、心電采集芯片、音頻調制單元和音頻接口，所述心電導聯連接所述心電采集芯片，將檢測的心電信號輸入所述心電采集芯片進行前端模擬放大，輸出低頻模擬信號至所述音頻調制單元，所述音頻調制單元對所述低頻模擬信號進行高頻調制；
[0008]所述智能終端包括音頻輸入端和心電信號處理模塊，所述心電信號采集器通過所述音頻接口接入所述智能終端的音頻輸入端，將調制后的心電模擬信號輸出至所述音頻輸入端，所述音頻輸入端對接收到的所述調制后的心電模擬信號進行AD采樣，生成音頻信號輸出至所述心電信號處理模塊，所述心電信號處理模塊設置為采集所述音頻信號，進行信號處理，并輸出顯示心電信號波形；其中，
[0009]所述電壓轉換裝置連接所述音頻接口，根據所述音頻輸入端的輸出生成電壓，為所述心電信號采集器供電。
[0010]本實用新型的系統利用智能終端為心電信號采集器進行供電，同時利用智能終端的心電信號處理平臺對心電信號進行處理分析，輸出心電圖波形，以供醫療參考。同時，智能終端的音頻輸入輸出端的高度標準化和模塊化，使該系統具有很好的兼容性和可擴展性。
[0011 ] 在一些實施方式中，所述電壓轉換裝置為DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器連接所述音頻接口的MIC端，通過所述音頻接口的MIC端接收所述音頻輸入端輸出的直流偏置電壓，根據所述直流偏置電壓生成電壓，為所述心電信號采集器供電。由此，通過智能終端的耳機部分輸出的直流偏置電壓，就能夠為心電信號采集器供電，非常方便實用。
[0012]在一些實施方式中，所述電壓轉換裝置為整流變壓器，所述心電信號處理模塊包括語音播放單元，所述語音播放單元設置為檢測所述音頻輸入端，捕捉所述音頻輸入端的耳機插拔狀態，根據耳機的插入或撥出狀態播放或停止播放特定頻率的音頻信號；所述整流變壓器連接所述音頻接口的左或右聲道，通過所述音頻接口的左或右聲道接收所述播放的特定頻率的音頻信號，根據所述音頻信號生成電壓，為所述心電信號采集器供電。由此，可以實現通過智能終端檢測心電采集器的連接狀態，而播放正弦波對心電信號采集器供電。
[0013]在一些實施方式中，所述心電信號處理模塊還包括信號采集單元、數據解調單元和信號濾波單元，所述信號采集單元設置為設置一塊固定大小的緩沖區域，通過所述智能終端的錄音功能從所述音頻信號采集固定頻率的語音信號，并將采集到的所述固定頻率的語音信號存儲至所述緩沖區域；所述數據解調單元設置為讀取所述緩沖區域的數據，對所述數據進行八分之一采樣，并對采樣數據進行極大值數據提取，從而得到心電信號；所述信號濾波單元設置為對所述數據解調單元提取的心電信號依次進行10Hz低通濾波和50Hz工頻濾波，將濾波后的心電信號波形輸出顯示。由此，可以實現對傳輸至智能終端的心電信號的采集、解調和濾波處理，從而得到符合要求的心電信號，輸出無濾波干擾的心電圖波形，供用戶醫療參考。
[0014]本實用新型還公開了一種心電圖處理方法，以實現對心電圖波形的采集、處理和分析。該方法包括:
[0015]心電信號采集器通過音頻接口連接智能終端的音頻輸入端，接收所述音頻輸入端的輸入和向所述智能終端傳輸數據信號；
[0016]電壓轉換裝置根據所述音頻輸入端的輸入生成電壓，為心電信號采集器供電；
[0017]心電采集芯片接收心電導聯檢測到的心電信號，對所述檢測的心電信號進行前端模擬放大，輸出低頻心電模擬信號至音頻調制單元；
[0018]音頻調制單元將所述低頻心電模擬信號與時鐘脈沖波進行混合調制，將調制后的心電模擬信號輸出至所述音頻輸入端；
[0019]所述音頻輸入端接收所述調制后的心電模擬信號，進行AD采樣，生成音頻信號。
[0020]通過該方法，可以實現心電采集器與智能終端通過模擬信號進行心電數據的傳輸，使心電采集器能夠復用智能終端音頻部分的采樣電路，從而使心電采集器不需要MCU或AD模塊即可實現采樣目的，降低心電采集器的硬件復雜度和成本。同時，利用智能終端音頻部分的供