应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络制造技术

本发明专利技术涉及一种滤波器，尤其涉及一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块。本发明专利技术的有益效果是：无需通过无线传送到手机做软件滤波，在智能硬件本身就可以心电的心率不齐、窦性心率等判断，达到实时反馈，实时监测的效果，更适用于老年人的日常健康监测，显著减小了无线传输数据带来的功耗问题。

A noise suppression filter network for intelligent ECG detection

The invention relates to a filter, in particular to a network of noise suppression filters used in ECG intelligent detection, including a noise detection module, a first filter module, a second filter module, a third filter module, a analog and Digital Isolator, a analog power and a digital power isolator, and a ECG module, The noise detection module connects the ECG module, the input end of the first filter module connects the left hand and the right hand respectively, and the output end connects the ECG module through the second filter module, and the input end of the third filter module connects with the left hand wrist which is close to the input of the first filter module, and the output end is connected with the ECG module. The beneficial effect of the invention is that without wireless transmission to the mobile phone to do software filtering, in the intelligent hardware itself, the heart rate is not homogeneous and the sinus heart rate can be judged, the real-time feedback and real-time monitoring effect can be achieved, which is more suitable for the daily health monitoring of the elderly and significantly reduces the power consumption brought by the wireless transmission data. The problem.

【技术实现步骤摘要】
应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络
本专利技术涉及一种滤波器，尤其涉及一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络。
技术介绍
由于心电信号(ECG)信号具有微弱性：0.05-0.5mV；不稳定性；低频特性，最高有效频率在100Hz左右；随机性和规律性，因此在用常规的双导联、三导联或多导联对人做心电信号(ECG)测量过程中，极易受工频、射频等干扰，另外还有电极和皮肤接触引起的极化电动势和电极本身电阻的变化和电极电位的改变，使波形出现工频信号、基线漂移和其他高频干扰，这些夹杂而来的噪声往使波形识别和参数测量成为不可能，甚至无法记录。特别是大的高频干扰和基线漂移，带来硬件初级放大器的饱和，采到错的数据，ECG的测量无法实现。常用的消除或减小，此类干扰的方法通常是软件滤波，比如消除50Hz或60Hz工频干扰，使用陷波滤波器；消除基线漂移使用中值滤波器、高通滤波器和整系数滤波器；消除高频干扰使用150Hz的低通滤波器，诸此方法需要很高的运算能力，对于硬件的要求较高，在可穿戴设备中，功耗、体积以及成本都是不可接受的。目前在可穿戴智能硬件中的做法把数据上传到手机，让手机采用前面提到的软件滤波方法，来处理此类数据，但是存在以下三个问题：1.仍存在我们前面提到的大的高频干扰和基线漂移带来的硬件放大器饱和的问题，2.可穿戴设备要不断和手机数据通信，势必会极大减小可穿戴设备的待机时间，降低用户体验度，3.限制了目标客户。对于不会使用手机的老年人，是个很大的挑战。但他们是最需要健康类智能硬件的日常诊断。
技术实现思路
针对上述方案的缺点，本专利技术提出了一种硬件滤波网络，能有效抑制上面提到的噪声源。本专利技术技术方案是：一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块；第一滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于滤除测量环境中的高频干扰；第二滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于抑制基线漂移等低频信号；第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合用于抑制来自身体的右腿的共模干扰。优选的，所述第一滤波模块采用低通滤波器，包括：电阻R1、R2、电容C1、C2，所述电阻R1的一端连接左手臂，另一端分别连接电容C1和第二滤波模块，所述电容C1的另一端连接模拟地，所述电阻R2的一端连接右手臂，另一端分别连接电容C2和第二滤波模块，所述电容C2的另一端连接模拟地。优选的，所述第二滤波模块采用高通滤波器，包括：电阻R3、R4、R6、R7、电容C3、C4，所述电容C3的一端连接电阻R1，另一端分别连接电阻R3、R6以及心电模块，所述电阻R3的另一端连接模拟地，所述电容C4的一端连接电阻R2，另一端分别连接电阻R4、R7以及心电模块，所述电阻R4的另一端连接模拟地，所述电阻R6、R7依次串接，其中间节点连接心电模块的输出端。优选的，所述第三滤波模块采用共模滤波器，包括：电阻R5、电容C5，所述电阻R5的一端连接左手腕和电容C5，另一端连接心电模块的输出端，所述电容C5的另一端连接模拟地。优选的，所述模拟地和数字地隔离器采用磁珠L1，所述磁珠L1的两端分别连接模拟地和数字地。优选的，所述模拟电源和数字电源隔离器采用磁珠L2，所述磁珠2的两端分别连接模拟电源和数字电源。本专利技术的有益效果是：无需通过无线传送到手机做软件滤波，在智能硬件本身就可以心电的心率不齐、窦性心率等判断，达到实时反馈，实时监测的效果，更适用于老年人的日常健康监测，显著减小了无线传输数据带来的功耗问题。另外，也避免了智能硬件的放大器饱和导致的数据错误问题，即使无线发送到手机，也为软件滤波提供了更可靠和更准确的数据，极大提高了心电的诊断准确率和可信度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例整体模块连接示意图；图2是未使用本专利技术检测到的信号图；图3是使用本专利技术检测到的信号图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。结合附图1，一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块；第一滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于滤除测量环境中的高频干扰；第二滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于抑制基线漂移等低频信号；第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合用于抑制来自身体的右腿的共模干扰。其中，第一滤波模块采用RFEMI低通滤波器，-3dB带宽为1000Hz左右，包括：电阻R1、R2、电容C1、C2，所述电阻R1的一端连接左手臂，另一端分别连接电容C1和第二滤波模块，所述电容C1的另一端连接模拟地，所述电阻R2的一端连接右手臂，另一端分别连接电容C2和第二滤波模块，所述电容C2的另一端连接模拟地。其中，第二滤波模块采用高通滤波器，-3dB带宽为0.1Hz-0.5Hz，包括：电阻R3、R4、R6、R7、电容C3、C4，所述电容C3的一端连接电阻R1，另一端分别连接电阻R3、R6以及心电模块，所述电阻R3的另一端连接模拟地，所述电容C4的一端连接电阻R2，另一端分别连接电阻R4、R7以及心电模块，所述电阻R4的另一端连接模拟地，所述电阻R6、R7依次串接，其中间节点连接心电模块的输出端，电阻R6和电阻R7电阻大于100k欧姆。因为第二滤波模块的加入，会导致心电模块的输入端L和R没有直流共模电平而不工作，因此加入了电阻R6和电阻R7从心电模块的F端口即内部右腿驱动输出，直接引入更干净的共模电平，进一步减小了共模干扰。其中，第三滤波模块采用共模滤波器，带宽为1Hz，包括：电阻R5、电容C5，所述电阻R5的一端连接左手腕和电容C5，另一端连接心电模块的输出端，所述电容C5的另一端连接模拟地。其中，模拟地和数字地隔离器采用磁珠L1，磁珠阻值范围为50欧姆-2000欧姆，所述磁珠L1的两端分别连接模拟地和数字地。其中，模拟电源和数字电源隔离器采用磁珠L2，磁珠阻值范围为50欧姆-2000欧姆，所述磁珠2的两端分别连接模拟电源和数字电源。在电源和地上用磁珠做隔离，有效保护了心电信号的回路，利用磁珠作为能量消耗器的特性，具有极强的吸收辐射信号的能力；固定的频段表现极高的共模阻抗特性，从而显著增强系统的共模噪声抑制能力。附图2为未使用本专利技术检测到的信号图，附图3为使用本专利技术检测到的信号图。第一滤波模块和模拟地和数字地隔离器、模拟电源、数字电源隔离器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，其特征在于，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块；第一滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于滤除测量环境中的高频干扰；第二滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于抑制基线漂移等低频信号；第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合用于抑制来自身体的右腿的共模干扰。

【技术特征摘要】
1.一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，其特征在于，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块；第一滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于滤除测量环境中的高频干扰；第二滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于抑制基线漂移等低频信号；第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合用于抑制来自身体的右腿的共模干扰。2.根据权利要求1所述的应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，其特征在于，所述第一滤波模块采用低通滤波器，包括：电阻R1、R2、电容C1、C2，所述电阻R1的一端连接左手臂，另一端分别连接电容C1和第二滤波模块，所述电容C1的另一端连接模拟地，所述电阻R2的一端连接右手臂，另一端分别连接电容C2和第二滤波模块，所述电容C2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂林，
申请(专利权)人：杭州心康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33