小型心电采集设备、心电导联信号转化方法和检测方法技术

本发明专利技术公开了一种小型心电采集设备、心电导联信号转化的方法和检测方法，本发明专利技术的小型心电采集设备结构简单，采用NORDIC NRF52832 与TI ADS1293搭建的小型心电设备，将检测到的电位信号使用小波分解的方法分解成不同的子空间信号，并将子空间信号与转化系数进行运算，对子空间信号进行转化，之后对所有的转化后的子空间信号重构得到最终的转化信号，采用小波分解、转化和重构方法得出的转化信号与标准导联信号相比，相关系数高，标准均方差小，这就意味着这种方法的转化更为准确，同时还解决了心电监测设备不便于携带，用户不能自己检测的难题。

Small ECG acquisition device, ECG lead signal conversion method and detection method

The invention discloses a miniature ECG acquisition device, electrocardiogram signal conversion method and detection method of the invention, the small ECG acquisition equipment has the advantages of simple structure, small electrical equipment with NORDIC and TI NRF52832 ADS1293 built, will detect the potential signal using the method of wavelet decomposition is decomposed into different signal subspace and, the sub space signal and conversion coefficient calculation, signal subspace transformation after transformation to reconstruct the final signal subspace all the signal transformed by wavelet decomposition and transformation, and transformation of signal reconstruction method with that of standard lead signal compared to the correlation coefficient, standard deviation, the it means that this method is more accurate, but also to solve the ECG monitoring equipment is not easy to carry, not user detection problem.

【技术实现步骤摘要】
小型心电采集设备、心电导联信号转化方法和检测方法
本专利技术涉及医疗设备
，尤其涉及一种小型心电采集设备，由小型的心电导联信号向标准心电导联信号转化的方法和检测方法。
技术介绍
在医学诊断过程中，往往需要借助导联波形图进行分析，例如心电图、脑电图、肌电图等对病理进行诊断分析。导联，简单的说就是从不同的角度去看心脏电流的变化，通过将两电极置于人体的任何两点与心电图机连接，即可描记出心电图，常用的导联是标准导联，心电采集设备通过两个电极采集电位信号，并在心电采集设备中分析电位之间的差值，从而将差值信号转化为波形图显示。现有的采集设备采集的电极较多，且设备体积较大，需要患者前往医院进行专门的检查，而对于小型的心电采集设备，现有技术中普遍通过线性化的方法信号的转化，这样的方式容易受到噪音的干扰，得到的相关系数较低，且误差大，转化效果差，而心电信号质量的好坏直接影响到心电图报告中的波形美观性、可读性以及可分析性，符合临床诊断要求的最佳波形要求是没有干扰的或干扰很小的。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供便于携带的小型心电采集设备，方便携带，能够使患者自行进行心电监测，且测量准确。为了达到上述目的，本专利技术公开了一种小型心电采集设备，包括电位检测器、信号采集前端和信号处理模块，电位检测器的数量不少于四个，所述电位检测器与信号采集前端电连接，所述信号采集前端与信号处理模块电连接，所述信号处理模块包括信号放大模块、信号预处理模块，小波分解模块、子空间转化模块和小波重构模块，所述电位检测器检测到的电位信号，通过信号放大模块的放大后，再经过信号预处理模块的去噪，进入小波分解模块中分解成多个子空间信号，子空间信号分别进入子空间转化模块进行转化后，通过小波重构模块进行重构，输出转化信号。其中，所述信号采集前端采用ADS1293芯片，所述信号处理模块采用NRF52832芯片。其中，小型心电采集设备还包括无线通信模块，无线通信模块与远程客户端无线通信。本专利技术还公开一种心电导联信号转化的方法，采用上述介绍的小型心电采集设备，心电导联信号转化的步骤包括小波分解、转化和小波重构，小型心电信号按照不同的频域被小波分解成多个子空间信号，每个子空间信号与对应的转化系数进行运算得到转化后的子空间信号，多个转化好的子空间信号通过小波重构得到转化信号。其中，所述转化系数为通过标准导联信号进行小波分解后的子空间信号与心电导联信号小波分解后得到子空间信号经过目标函数的运算得出的最优值，所述目标函数为其中，所述小波重构运算方式为每个子空间信号单独进行转化再进行重构得出转化信号，小波重构的公式为：其中，所述心电导联信号包括多组导联信号，多组导联信号是通过多组电位检测器的检测，并通过信号采集前端分析转换得到。其中，所述标准导联信号通过标准心电机的检测得出，在前期的小型心电采集设备使用过程中，需同时将标准心电机与小型心电采集设备同步使用，以便于心电采集设备读取患者的标准导联信号，并依旧标准导联信号与小型心电导联信号得出每个子空间信号的转化系数，转化系数存储在小型心电采集设备中，以便于后续单独使用小型心电采集设备时调用。其中，所述转化系数通过输入个人的相关参数自动计算得出，所述相关参数包括性别、身高、体重、年龄、信号采集位置来判断。本专利技术还公开一种对上述介绍的心电导联信号转化的方法得到的转化信号的检测方法，设置有一个评估模块，所述评估模块连接标准心电机和小型心电采集设备的输出端，所述评估模块将小型心电采集设备输出的转化信号与标准心电机测量到的标准导联信号评估对比，得出相关系数和标准均方差数值。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术公开了一种小型心电采集设备，以及采用该小型心电采集设备的基于分解方法的心电导联信号转化的方法和对该分解和重构后的转化信号进行检测的方法，本专利技术的小型心电采集设备结构简单。采用NORDICNRF52832与TIADS1293搭建的小型心电设备，将检测到的电位信号使用小波分解的方法分解成不同的子空间信号，并将子空间信号与转化系数进行运算，对子空间信号进行转化，之后对所有的转化后的子空间信号进行重构得到转化信号，采用小波分解重构方法得出的转化信号与标准导联信号相比，相关系数高，标准均方差小，这就意味着这种方法的转化更为准确，同时还解决了心电监测设备不便于携带，用户不能自己检测的难题。附图说明图1为本专利技术实施例小型心电采集设备模块方框图；图2为本专利技术实施例小波分解与小波重构示意图；图3为本专利技术实施例小波分解与小波重构流程图；图4为本专利技术实施例小波分解检测对比流程图；图5为本专利技术实施例评估模块工作示意图；图6为本专利技术实施例第一导联相关系数评估线条对比图；图7为本专利技术实施例第一导联标准均方差评估线条对比图；图8为本专利技术实施例第二导联相关系数评估线条对比图；图9为本专利技术实施例第二导联标准均方差评估线条对比图；图10为本专利技术实施例第三导联相关系数评估线条对比图；图11为本专利技术实施例第三导联标准均方差评估线条对比图。主要元件说明1、电位检测器2、信号采集前端3、信号处理模块4、远程客户端31、信号放大模块32、信号预处理模块33、小波分解模块34、子空间转化模块35、小波重构模块36、无线通信模块。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。请参阅图1，本专利技术公开一种小型心电采集设备，包括电位检测器1、信号采集前端2和信号处理模块3，电位检测器1与信号采集前端2电连接，信号采集前端2与信号处理模块3电连接，信号处理模块3包括信号放大模块31、信号预处理模块32，小波分解模块33、子空间转化模块34、小波重构模块35和无线通信模块36，电位检测器1检测到的电位信号，通过信号放大模块31的放大后，再经过信号预处理模块32的去噪，进入小波分解模块33中分解成多个子空间信号，子空间信号分别进入子空间转化模块34进行转化后，通过小波重构模块35进行重构，输出转化信号，同时，无线通信模块36与远程客户端无线通信，可以将转化信号再实时传送给远程客户端4，远程客户端4可以是医生的数据监控平台，这样，测量的数据可以实时进行监控，若出现问题，医生可以及早发现，及早采取诊断措施，以免耽误了病情。本专利技术结构简单，信号采集前端采用ADS1293芯片，信号处理模块采用NRF52832芯片，通过采用NORDICNRF52832与TIADS1293搭建的小型心电设备，而NRF52832体积小，且通常使用在可穿戴产品中，利用其强大的运算功能，再结合专用的心电信号采集芯片TIADS1293，在减小整个心电采集设备的同时，还能保证整个设备的检测结果的准确性，本专利技术中最重要的是运用NRF52832实现采集的心电信号的小波分解，转化与重构，整个过程中反应快速，转化效率高，与现有技术的线性转化方式相比，本专利技术的小波分解与重构得出的信号更接近通过大型的心电机设备采用标准导联方式检测的结果，患者可以利用该小型心电采集设备，自行进行心电检测，使用更为简单、方便。在本实施例中，电位检测器设置有四个，通过这四个电位检测器，得出三组导联数据，分别为第一导联、第二导联和第三导联，小型心电采集设备分别对这三个导联信号进行分解和重构。在本实施例中，信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型心电采集设备，其特征在于，包括电位检测器、信号采集前端和信号处理模块，电位检测器的数量不少于四个，所述电位检测器与信号采集前端电连接，所述信号采集前端与信号处理模块电连接，所述信号处理模块包括信号放大模块、信号预处理模块，小波分解模块、子空间转化模块和小波重构模块，所述电位检测器检测到的电位信号，通过信号放大模块的放大后，再经过信号预处理模块的去噪，进入小波分解模块中分解成多个子空间信号，子空间信号分别进入子空间转化模块进行转化后，通过小波重构模块进行重构，输出转化信号。

【技术特征摘要】
1.一种小型心电采集设备，其特征在于，包括电位检测器、信号采集前端和信号处理模块，电位检测器的数量不少于四个，所述电位检测器与信号采集前端电连接，所述信号采集前端与信号处理模块电连接，所述信号处理模块包括信号放大模块、信号预处理模块，小波分解模块、子空间转化模块和小波重构模块，所述电位检测器检测到的电位信号，通过信号放大模块的放大后，再经过信号预处理模块的去噪，进入小波分解模块中分解成多个子空间信号，子空间信号分别进入子空间转化模块进行转化后，通过小波重构模块进行重构，输出转化信号。2.根据权利要求1所述的小型心电采集设备，其特征在于，所述信号采集前端采用ADS1293芯片，所述信号处理模块采用NRF52832芯片。3.根据权利要求2所述的小型心电采集设备，其特征在于，小型心电采集设备还包括无线通信模块，无线通信模块与远程客户端无线通信。4.心电导联信号转化的方法，其特征在于，采用权利要求1-3任意一项所述的小型心电采集设备，心电导联信号转化的步骤包括小波分解、转化和小波重构，小型心电信号按照不同的频域被小波分解成多个子空间信号，每个子空间信号与对应的转化系数进行运算得到转化后的子空间信号，多个转化好的子空间信号通过小波重构得到转化信号。5.根据权利要求4所述的心电导联信号转化的方法，其特征在于，所述转化系数为通过标准导联信号进行小波分解后的子空间信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉琳，朱亚平，任康，
申请(专利权)人：深圳市臻络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44