便携式先心病快速筛查及监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于先心病医疗设备技术领域，具体公开了一种便携式先心病快速筛查及监测装置，包括心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元，心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块分别采集心电信号、心音信号、肺音信号、四肢血氧信号及体温信号，心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块的输出端均与控制单元连接，控制单元接收并对信号进行处理，实现先心病快速筛查。采用本技术方案，利用各模块采集相应的检测信号，实现对先心病的快速筛查及术后日常监测，及完整地收集和回顾每个用户的长期监测数据，并从中提取先心病相关的参数进行分析，为先心病的治疗及术后预后情况提供指导与评估。后预后情况提供指导与评估。后预后情况提供指导与评估。

【技术实现步骤摘要】
便携式先心病快速筛查及监测装置


[0001]本专利技术属于先心病医疗设备
，涉及一种便携式先心病快速筛查及监测装置。

技术介绍

[0002]先天性心脏病(先心病，congenital heart disease，CHD)是儿童常见的心血管系统疾病，也是先天性畸形中最常见的一类，约占我国各种先天畸形的1/3，其发病率呈现出逐年上升的趋势，城市发病率逐渐升高，农村发病率逐渐减低。先天性心脏病发病率不容小视，欧美国家数据显示，先心病发病率约为0.9％。而我国之前的流行病学调查统计，估算出我国先心病的发病率小于0.8％，这意味着我国每年新增先天性心脏病患者15～20万。而且先天性心脏病谱系特别广，包括上百种具体分型，有些患者可能同时合并多种畸形，症状千差万别，最轻者可以终身无症状，重者出生即出现严重症状如缺氧、休克甚至夭折，少部分先天性心脏病在5岁前有自愈的机会，但大多数患者需手术治疗校正畸形。
[0003]随着医学技术的飞速发展和医疗器械更新，越来越多先心病患儿能得到早期、及时诊治，目前多数患者如及时手术治疗，可以和正常人一样恢复正常，生长发育不受影响，并能胜任普通的工作、学习和生活的需要，因此，先心术后的监测也将面临更高的要求。
[0004]在不同的医疗领域，针对不同医疗健康监护，不同的医疗救治相关的医疗仪器，都将逐步向便携式、简单化、多功能、准确性高的方向发展，其中移动性和便携性是影响医疗电子产业的关键。为先心病患者的早期筛查以及术后健康评估提供一种新的更为准确、更有效的监测方式，同时数据云存储可完整地收集和回顾每个用户的长期监测数据，并为在线问诊提供数据支持，有助于先心病的早发现早治疗及心血管疾病的早期预防，为研发长期、无损、安全可靠的家用便携式先心病智能医疗快速筛查及监测设备奠定基础，具有很好的应用前景和市场价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种便携式先心病快速筛查及监测装置，实现对先心病的快速筛查及监测，并从中提取先心病相关的参数进行分析，为先心病的治疗及术后预后情况提供指导与评估。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种便携式先心病快速筛查及监测装置，包括心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元；
[0007]心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块分别采集心电信号、心音信号、肺音信号、四肢血氧信号及体温信号；
[0008]所述心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块的输出端均与控制单元连接，控制单元接收并对信号进行处理，实现先心病快速筛查。
[0009]本基础方案的工作原理和有益效果在于：利用心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块实时采集待测者相应的数据，信息采集全面，有利于全面分析待测者的身体
情况。通过控制单元对采集的数据进行分析处理，获取分析结果，实现对待测者身体情况的实时检测并筛查待测者的先心病情况。
[0010]进一步，还包括无线通信单元和智能终端，所述控制单元的输出端与无线通信单元连接，智能终端通过无线通信单元与控制单元连接，智能终端的输出端连接有云数据库。
[0011]控制单元通过无线通信单元与智能终端连接，实现远程通信，利于数据显示、保存和查看。智能终端可将其接收信息保存为文本文件，并将其上传至云数据库中保存，避免信息遗失。
[0012]进一步，还包括供电单元，所述供电单元的供电端分别与心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元的电源输入端连接。
[0013]供电单元为其他模块设备供电，保证装置顺利运行。
[0014]进一步，所述控制单元包括数控放大电路和stm32F103VET6微控制器，所述数控放大电路的输入端与各模块的输出端连接，数控放大电路的输出端与stm32F103VET6微控制器连接。
[0015]数控放大电路首先对控制单元接收的数据进行预处理，以便进行传输和后续处理。stm32F103VET6微控制器上设有多个串口，利于连接其他设备，且最高工作频率可达72MHz，利于使用。
[0016]进一步，控制单元接收并对信号进行处理的方法为：
[0017]获取待测者的心电信号、心音信号、肺音信号、体温信号及四肢血氧信号，并进行预处理；
[0018]对心电信号进行一阶差分计算，获取心电信号中的所以拐点，再对心电信号进行二阶差分计算，获取心电信号的所有波峰，从而计算得到心率、心率变异率及心电信号R波的幅值；
[0019]提取心音信号中的第一心音S1和第二心音S2的包络的起始位置、终止位置及波峰位置，计算得到心率速度，心脏舒张期和收缩期的持续时间，及舒张期和收缩期的持续时间的比值，根据第一心音S1和第二心音S2的波峰，计算第一心音S1和第二心音S2在幅值上的比值，根据第一心音S1和第二心音S2在幅值上的比值判断儿童的心脏健康状况，进行先心病的快速筛查；
[0020]提取红光R波长血氧信号的峰值与谷值以及红外光IR波长血氧信号的峰值与谷值计算血氧饱和度SaO2％：
[0021][0022]其中，A和B为常数；
[0023]计算所测心动周期T
RR
内心电信号R波峰值点分别到右侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间TR
RSF
和TR
RST
，以及左侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间TL
RSF
和TL
RST
；右侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间TR
SPFR
，左侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间TL
SPFR
；右侧下肢血氧信号谷值点到峰值点的平
均时间TR
SPFR
，左侧下肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间TL
SPTR
；以及右侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差TR
SFT
与峰值点平均时间差TR
PFT
，左侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差TL
SFT
与峰值点平均时间差TL
PFT
，其中T
RR
代表一个心动周期；
[0024]对四肢动脉血管弹性、心脏射血能力进行全面的评估。
[0025]对心电信号进行预处理获取平滑的心电波形，利用差分阈值法，计算得到心电信号的相关参数，以便后续分析。对心音信号进行预处理去除心音信号中的噪声信号，提取心音信号中的特征参数分析心脏健康情况。同时结合心音信号和血氧信号的特征参数，对待测者的四肢动脉血管弹性、心脏射血能力等进行全面的评估，利用先心病的快速筛查。
[0026]进一步，获取TR
SPFR
、TL
SPFR
、TR
SPTR
和TL
SPTR
分别与T
RR
的比值，TR
SPFR
与TL
SPFR
的比值，以及TR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式先心病快速筛查及监测装置，其特征在于，包括心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元；心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块分别采集心电信号、心音信号、肺音信号、四肢血氧信号及体温信号；所述心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块的输出端均与控制单元连接，控制单元接收并对信号进行处理，实现先心病快速筛查。2.如权利要求1所述的便携式先心病快速筛查及监测装置，其特征在于，还包括无线通信单元和智能终端，所述控制单元的输出端与无线通信单元连接，智能终端通过无线通信单元与控制单元连接，智能终端的输出端连接有云数据库。3.如权利要求1所述的便携式先心病快速筛查及监测装置，其特征在于，还包括供电单元，所述供电单元的供电端分别与心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元的电源输入端连接。4.如权利要求1所述的便携式先心病快速筛查及监测装置，其特征在于，所述控制单元包括数控放大电路和stm32F103VET6微控制器，所述数控放大电路的输入端与各模块的输出端连接，数控放大电路的输出端与stm32F103VET6微控制器连接。5.如权利要求1所述的便携式先心病快速筛查及监测装置，其特征在于，控制单元接收并对信号进行处理的方法为：获取待测者的心电信号、心音信号、肺音信号、体温信号及四肢血氧信号，并进行预处理；对心电信号进行一阶差分计算，获取心电信号中的所以拐点，在对心电信号进行二阶差分计算，获取心电信号的所有波峰，从而计算得到心率、心率变异率及心电信号R波的幅值；提取心音信号中的第一心音S1和第二心音S2的包络的起始位置、终止位置及波峰位置，计算得到心率速度，心脏舒张期和收缩期的持续时间，及舒张期和收缩期的持续时间的比值，根据第一心音S1和第二心音S2的波峰，计算第一心音S1和第二心音S2在幅值上的比值，根据第一心音S1和第二心音S2在幅值上的比值判断儿童的心脏健康状况，进行先心病的快速筛查；提取红光R波长血氧信号的峰值与谷值以及红外光IR波长血氧信号的峰值与谷值计算血氧饱和度SaO2％：其中，A和B为常数；计算所测心动周期T
RR
内心电信号R波峰值点分别到右侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间TR
RSF
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，以及左侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间TL
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，左侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间TL
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；以及右侧上肢与下肢血氧信
号的谷值点平均时间差TR
SFT
与峰值点平均时间差TR
PFT
，左侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差TL
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与峰值点平均时间差TL
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；对四肢动脉血管弹性、心脏射血能力进行全面的评估。6.如权利要求5所述的便携式先心病快速筛查及监测装置，其特征在于，获取TR
SPFR
、TL
SPFR
、TR
SPTR
和TL
SPTR
分别与T
RR
的比值，TR
SPFR

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙聪，孔凡凯，田杰，贾锋鹏，潘博，欧阳达，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：