非接触式动态心电监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种非接触式动态心电监测系统，包括：N个非接触心电检测电极(N≥2)和电子单元，所述非接触心电检测电极由内向外包括：心电感应电极、有源保护驱动环、接地屏蔽环，其相互之间设有绝缘支撑构件；电子单元通过N根连接引线与N个非接触心电检测电极连接。本发明专利技术的非接触式动态心电监测系统可以实现非接触测量，检测精度高，具有实时的数据传输能力，并且采用柔性制造技术，使整个系统具备良好的佩戴舒适性。

Non contact dynamic ECG monitoring system

The invention provides a non-contact dynamic ECG monitoring system, including: N non contact detection of ECG electrodes (N = 2) and the electronic unit, the non-contact ECG detection electrode includes from the inside out: telepathic electrode, active protection driving ring, grounding shielding ring, insulation support member is provided with the each other; the electronic unit connected by N connecting lead to N non-contact ECG electrodes. The invention of the non-contact dynamic ECG monitoring system can realize the non-contact measurement, high detection precision, with real-time data transmission capability, and the use of flexible manufacturing technology, make the system have good wearing comfort.

【技术实现步骤摘要】
非接触式动态心电监测系统
本专利技术涉及心电信号检测领域，尤其涉及一种非接触式的可舒适穿戴的动态心电监测系统。
技术介绍
随着社会人口老龄化的发展和生活水平的提高引起的生活方式和饮食结构的变化，心血管疾病在我国不但已经成为老年人常患疾病，而且患者的年龄也呈递减趋势。不论是药物介入还是手术介入，针对心脏病的治疗成本都比较高，费用比较昂贵，风险也比较大。心血管疾病给患者带来的除了身体和精神上的痛苦，以及生命的危险，还有在治疗过程中的经济负担。心血管疾病发病率的上升趋势给人类健康带来的危害越来越大，也更加受到政府、组织、社会等各方面的关注和重视。长期以来，心血管疾病一直是威胁人类生命的主要疾病之一，其导致的死亡占全世界所有死亡人数的比例很高。心血管疾病的发病率和死亡率居高不下，发病的危险因素持续增长，已成为非常重要的公共卫生问题。因此，通过有效的组织方式和技术手段，提前预防，早期诊断，病发后快速判断并介入治疗对于加强心血管病防治和保障患者生命健康非常重要。心脏在除极和复极的电化学活动中产生了心电场，心电场在人体上产生了电位差，这些电位差在体表的测量就是心电图(Electrocardiogram，简称ECG)。动态心电图机作为一种对心血管疾病进行长期监测的装置，在临床与健康护理中得到广泛的应用。对于较严重的心血管疾病患者，通过实时监测其心电信号，在患者病发时，可以及时获知患者发病信息，甚至可以从一定的心电信号变化中提取到预警信号，这无疑能使患者获得及时救治，并显著增加了生存的机会。对动态心电监护设备的要求有两点：一是舒适性和便携性；二是低功耗和长效性。具体在心电检测技术上，无论是常规心电图机还是动态心电图机，从硬件角度可以分为检测电极与电子单元两部分。心电检测电极一般使用湿法接触式Ag/AgCl电极，以导电膏连接电极与人体，具有较低的接触电阻，可以获得良好的检测效果，缺点是湿电极导致的人体不适以及导电膏干燥后带来的信号失真，并且操作时需要涂抹导电膏等繁琐操作，适用场合有限，例如对烧伤或者过敏患者都不适用。近年来，一种非接触容性耦合电极得到重视并有较多的发展，其克服了湿法电极必须和皮肤接触检测的缺点，利用高输入阻抗电极获取心电信号，由于这种电极易于和织物集成，可以极大提高监控中患者的舒适性。但是现有的容性耦合电极有多种结构和实施方式，由于其在结构和实施上优化设计不足，采集信号精度较低，噪声偏大，给实际心电非接触式检测带来困难。在电子单元部分，目前在临床应用中主要是基于“先存储后检测”方式的设计，即对心电信号进行存储式处理，长时间记录心电信号，监测结束后将设备数据提交医生诊断，这种监测方式是一种非实时检测方案，不具备实时诊断和报警功能，也不具备医生和数据的实时交互功能。另外，现有的容性耦合电极和心电监测设备均采用传统制造方式研制，缺乏柔性电路设计，不能更好的提高人体佩戴舒适性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种应用新型容性耦合电极的非接触式动态心电监测系统，使用数据通讯技术，可以对患者心电信号进行实时检测和数据传输，并且在制作中采用柔性电路设计，使设备可以满足穿戴式需要，提高用户佩戴舒适度。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种非接触式动态心电监测系统，包括：N个非接触心电检测电极(N≥2)和电子单元，所述非接触心电检测电极由内向外包括：心电感应电极、有源保护驱动环、接地屏蔽环，其相互之间设有绝缘支撑构件；电子单元通过N根连接引线与N个非接触心电检测电极连接。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术非接触式动态心电监测系统至少具有以下有益效果其中之一：(1)本专利技术的容性耦合电极，采用有源保护驱动和接地屏蔽结构，在实现不用导电膏情况下非接触检测的同时，提高了心电信号的检测精度；(2)有源保护驱动和接地屏蔽结构通过凹形结构设计，对心电感应电极进行空间包围，极大的减少了容性耦合电极前端的漏电流，提高了电极输入阻抗，并且降低了环境噪声对电极的影响；(3)本专利技术使用数据通讯技术，可以将患者心电数据实时传输至上位机服务器端，有利于医生及时诊断和查看，使心电监测系统具备实时数据传输能力；(4)本专利技术中的连接引线、电子单元均采用柔性制造技术，以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材，极大提高了心电监测系统和人体的贴合程度，使整个系统具备良好的佩戴舒适性。附图说明图1为本专利技术实施例非接触式动态心电监测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例非接触式动态心电监测系统的检测电极结构俯视图；图3为本专利技术实施例非接触式动态心电监测系统的检测电极结构剖视图；图4为本专利技术实施例非接触式动态心电监测系统的电子单元的结构示意图。【主要元件】1、非接触心电检测电极；2、电极与电子单元连接引线；3、电子单元；4、心电感应电极；5、有源保护驱动环；6、接地屏蔽环；7、绝缘支撑构件；8、绝缘支撑构件；9、绝缘支撑构件；10、电极接头；11、有源保护驱动电路；12、表面保护层；13、信号调理电路；14、信号放大电路；15、信号滤波电路；16、模数转换电路；17、数据通讯模块；18、调试接口；19、单片机控制器；20、电源管理电路；21、锂电池；22、无线充电接收电路。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在本专利技术的示例性实施例中，提供了一种非接触式动态心电监测系统，包括：N个非接触心电检测电极(N≥2)和电子单元，所述非接触心电检测电极由内向外包括：心电感应电极、有源保护驱动环、接地屏蔽环，其相互之间设有绝缘支撑构件；电子单元通过N根连接引线与N个非接触心电检测电极连接。图1为本专利技术实施例非接触式动态心电监测系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术非接触式动态心电监测系统包括：非接触心电检测电极1、电子单元3、电极与电子单元连接引线2。非接触心电检测电极1为圆形、方形或不规则形状。非接触心电检测电极1用于拾取人体表面电势，按心电信号检测需要，包含N个电极，N≥2，不同电极之间采集的人体电势信号做差分处理，即得到人体心电信号。非接触心电检测电极1输出为电压信号，通过电极与电子单元连接引线2和电子单元3连接，电压信号通过引线后，到达电子单元进行处理。非接触心电检测电极1的电源和地由电子单元3通过电极与电子单元连接引线2提供。在心电检测中，非接触心电检测电极1可以在无导电膏的条件下和人体皮肤直接干接触，也可以放置在人体皮肤外的多层织物之上，形成人体和电极的非接触。电极与电子单元连接引线2作用在于，对非接触心电检测电极1和电子单元3之间进行电气和机械连接。电极与电子单元连接引线2中包括三路电子学信号，分别是电极所需电源信号、地信号、采集电势信号。电子单元3用于对非接触心电检测电极1采集的电势信号进行处理，并且对非接触心电检测电极1提供电源、地；用于对多个非接触心电检测电极之间的信号进行差分处理；用于对心电信号的信号进行调理、放大、滤波、模拟数字转换；用于对模拟数字转换器的时序控制；用于对数据通讯器件的时序控制；用于和上位机服务器之间的数据通讯交互控制等。电极与电子单元连接引线2以及电子单元3中的印刷电路板采用柔性制造技术，使用聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材。采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式动态心电监测系统，其特征在于，包括：N个非接触心电检测电极，N≥2；所述非接触心电检测电极由内向外包括：心电感应电极、有源保护驱动环、接地屏蔽环，其相互之间设有绝缘支撑构件；以及电子单元，通过N根连接引线与N个非接触心电检测电极连接。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式动态心电监测系统，其特征在于，包括：N个非接触心电检测电极，N≥2；所述非接触心电检测电极由内向外包括：心电感应电极、有源保护驱动环、接地屏蔽环，其相互之间设有绝缘支撑构件；以及电子单元，通过N根连接引线与N个非接触心电检测电极连接。2.根据权利要求1所述的非接触式动态心电监测系统，其特征在于，所述非接触心电检测电极还包括：有源保护驱动电路和电极接头；其中，所述心电感应电极和所述有源保护驱动环分别与有源保护驱动电路电气连接，所述接地屏蔽环与电极接头中的接地线电气连接；有源保护驱动电路与电极接头电气连接。3.根据权利要求1所述的非接触式动态心电监测系统，其特征在于，有源保护驱动环和接地屏蔽环均为凹形分布。4.根据权利要求1所述的非接触式动态心电监测系统，其特征在于，所述非接触心电检测电极还包括：表面保护层，用于对非接触心电检测电极表面进行保护，防止各层之间短路。5.根据权利要求1所述的非接触式动态心电监测系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：任仁，夏善红，彭春荣，郑凤杰，李冰，陈博，吕曜，陈贤祥，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11