一种心血管健康检测的生理信号采集设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种心血管健康检测的生理信号采集设备及方法，该设备包括：传感器，用于以皮肤接触方式采集生理信号，所述生理信号包括脉搏信号和心电信号；采集卡，用于将生理信号由模拟信号转换为数字信号；信号处理存储单元，用于存储采集到的脉搏信号和心电信号，及分别提取脉搏信号的幅值序列和心电信号的峰峰值序列，所述幅值序列和峰峰值序列被用于计算撞击熵，作为心血管健康检测的评价指标。本发明专利技术心血管健康检测的生理信号采集设备，采用无创方式对生理参数进行检测，既而可以对中老年心血管健康状况进行评估，不会对人体造成伤害，且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种心血管健康检测的生理信号采集设备及方法
本专利技术涉及信号采集
，特别涉及一种心血管健康检测的生理信号采集设备及方法。
技术介绍
心血管疾病是造成人类死亡的三大主要疾病之一，严重影响着人类的身体健康。目前对心血管疾病的检测方法有很多，但几乎都是侵入性方法。例如选择性冠状动脉造影，就是利用血管造影机，通过特制定型的心导管经皮穿刺入下肢股动脉，沿降主动脉逆行至升主动脉根部，然后探寻左或右冠状动脉口插入，注入造影剂，使冠状动脉显影，这样就可以清楚地将整个左或右冠状动脉的主干及其分支的血管腔显示出来，可以了解血管有无狭窄病灶存在，对病变部位、范围、严重程度、血管壁的情况等作出明确诊断。这是一种较为安全可靠的有创诊断技术，现已广泛应用于临床，但是因为是侵入式，所以会对人体造成一定伤害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种心血管健康检测的生理信号采集设备及方法，属于非侵入式检测方法，不会对人体造成伤害。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了以下技术方案：一种心血管健康检测的生理信号采集设备，包括：传感器，用于以皮肤接触方式采集生理信号，所述生理信号包括脉搏信号和心电信号；采集卡，用于将生理信号由模拟信号转换为数字信号，输出给信号处理存储单元；信号处理存储单元，用于存储采集到的脉搏信号和心电信号，及分别提取脉搏信号的幅值序列和心电信号的峰峰值序列，所述幅值序列和峰峰值序列被用于计算撞击率，作为心血管健康检测的评价指标。上述设备中，传感器是以皮肤接触的方式进行生理信号采集，相比于侵入式方式检测，不会对人体造成伤害，且操作简单，无需专业医护人员执行。作为一种实施方，上述设备中，所述传感器包括红外传感器和压电式传感器，红外传感器用于采集脉搏信号，压电式传感器用于采集心电信号。通过同步采集脉搏信号和心电信号，可以对心血管健康状态进行评估，改变传统心血管健康评估方法。在进一步优化的方案中，上述设备还包括放大电路，所述放大电路包括第一放大电路和第二放大电路，分别用于对脉搏信号和心电信号进行放大处理。在更优化的方案中，上述设备还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一滤波电路和第二滤波电路，分别用于对经过放大后的脉搏信号和心电信号进行滤波处理。通过放大电路进行信号放大，及滤波电路进行滤波处理，进一步提高生理信号采集的准确性及可靠性。另一方面，本专利技术专利技术实施例中还提供了一种心血管健康检测的生理信号采集方法，包括以下步骤：传感器通过皮肤接触的方式同步采集脉搏信号和心电信号；采集卡分别将脉搏信号和心电信号由模拟信号转换为数字信号，然后输出给信号处理存储单元；信号处理存储单元对接收到的脉搏信号和心电信号进行存储，及分别提取脉搏信号的幅值序列和心电信号的峰峰值序列，所述幅值序列和峰峰值序列被用于计算撞击率，作为心血管健康检测的评价指标。与现有技术相比，采用本专利技术提供的心血管健康检测的生理信号采集设备或方法，具有以下有益效果：1)与现在测量方法相比，本设备采用的是无创方式对生理信号进行采集，不会对人体造成伤害，且测量时间短，通过对采集到的生理信号进行分析从而可以实现对中老年心血管健康状况进行评估。2)与现在设备成本相比，本设备的成本低廉，大概是现在设备的几十分子一。3)本设备的体积较小，可以方便家庭和社区使用。4)本设备操作简单，不需要高难度的医学知识，适合大众人群使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的心血管健康检测的生理信号采集设备的组成示意图。图2所示为单位放大调整电路图。图3为高通滤波电路图。图4为低通滤波电路图。图5为采集的脉搏信号与心电信号图。图6为RRI序列和Amp序列图。图7为试验过程得到的撞击熵示意图。图8为心血管健康检测的生理信号采集流程图。图9为RRI序列和Amp序列处理为撞击率的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，示意性地展示了本实施例中提供的一种心血管健康检测的生理信号采集设备的组成结构，包括传感器、放大单路、滤波电路、采集卡、信号处理存储单元和显示器。其中，传感器包括红外传感器和压电式传感器，对人体生理信号进行采集。红外传感器对脉搏信号进行采集，红外传感器可以采用型号为LTR-309接收器、LTE-302发射器。发射器会发射出红外光，通过受测部位的血液后会有衰减，再利用PPG的红外线接收器接收剩余的红外光，转成电信号。将红外传感器夹到人体的手指即可实现脉搏信号采集。原理说明，PPG技术，又名光电容积脉搏波描记技术，是利用光电技术对人体各部分血液容积改变量进行测量的一种无创技术。当某种波长的光(例如红外光)照射至人体手指末端表皮的时候，该光线将会以透射或反射的形式传递至光电接收器。在这一操作进行的过程中，由于光束照射到人体手指末端时，会被表面皮肤吸收掉一部分，这就导致机器测量到的光的强度会减弱。皮肤、肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环之中是不变的，且皮肤的血液容积在心脏活动的影响下会产生搏动的性变化。在心脏跳动过程中，当其发生周期性收缩时，由于其外部的血容量在这个时候是最多的，因而对光的衰减作用也是最明显的。在心脏跳动过程中，当其发生周期性舒张时，情况与前者恰好相反，此时对光的衰减作用最不明显，这样就导致了机器接收的光的强度具有与脉搏跳动情况相似的规律，因此可以通过红外传感器采集PPG信号实现脉搏信号的采集。压电传感器是基于压电效应的自发电式和机电转换式传感器，敏感元件由压电材料制成，压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后成为正比于所受外力的电量输出。压电传感器采用电极夹，测量时将电极夹分别夹到人体的左手、右手、右脚即可实现心电信号采集。脉搏信号和心电信号同时采集。测量时先把传感器在手和脚上夹好，红外传感器和压电传感器采用一个电源供电，接通电源时，即可以在显示器上测量得到两个波形，即脉搏信号波形和心电信号波形。放大电路对采集到的电信号进行放大处理，从而方便测量。放大电路包括仪表放大电路(一级放大)和单位放大调整电路(二级放大)，如图2所示，ECG信号的采集与PPG信号的采集放大都使用仪表放大电路(器)，仪表放大器采用INA128，利用INA128的差动输入进行一级放大，可将外在环境的杂波信号进行小部分的滤除。由于放大倍数太大，会将噪声同时放大，因此为了避免将不必要的杂波信号放大，经一级放大后的电信号输入至滤波电路，待后端滤波电路将杂波信号滤除后再通过单位放大调整电路将生理信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，包括：传感器，用于以皮肤接触方式同步采集脉搏信号和心电信号；采集卡，用于将生理信号由模拟信号转换为数字信号，输出给信号处理存储单元；信号处理存储单元，用于存储采集到的脉搏信号和心电信号，及分别提取脉搏信号的幅值序列和心电信号的峰峰值序列，所述幅值序列和峰峰值序列被用于计算撞击率，作为心血管健康检测的评价指标。

【技术特征摘要】
1.一种心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，包括：传感器，用于以皮肤接触方式同步采集脉搏信号和心电信号；采集卡，用于将生理信号由模拟信号转换为数字信号，输出给信号处理存储单元；信号处理存储单元，用于存储采集到的脉搏信号和心电信号，及分别提取脉搏信号的幅值序列和心电信号的峰峰值序列，所述幅值序列和峰峰值序列被用于计算撞击率，作为心血管健康检测的评价指标。2.根据权利要求1所述的心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，所述传感器包括红外传感器和压电式传感器，红外传感器用于采集脉搏信号，压电式传感器用于采集心电信号。3.根据权利要求1所述的心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，还包括放大电路，所述放大电路包括第一放大电路和第二放大电路，分别用于对脉搏信号和心电信号进行放大处理。4.根据权利要求3所述的心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一滤波电路和第二滤波电路，分别用于对经过放大后的脉搏信号和心电信号进行滤波处理。5.根据权利要求4所述的心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，所述第一放大电路和第二放大电路的结构相同，均包括仪表放大电路和单位放大调整电路，所述仪表放大电路对传感器采集到的信号进行放大并输出给所述滤波电路，所述单位放大调整电路对滤波电路的输出信号进行放大，并输出给所述采集卡。6.根据权利要求5所述的心血管健康检测的生理信号采集设备，其特征在于，所述第一滤波电路和第二滤波电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦海成，吴官胜，李云琴，肖明霞，许亚杰，潘俊涛，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：宁夏,64