一种心电采集及分析系统的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种心电采集及分析系统。

背景技术：

目前的心电采集及分析方法，大部分是采用基于威尔逊网络的心电导联体系，利用威尔逊中心端采集心电数据，但由于威尔逊中心端是平面中心端，采集到的心电波形是立体心电信息的二次投影，心电信息不全面，而且缺少人体前后方向的心电信息。

而采用FRANK导联体系的矢量心电图与立体心电图，是人体表面的综合向量图，不方便进行定点分析，而且不方便对心电信号进行时域分析。

技术实现要素：

本发明提供一种心电采集及分析系统，包括了一个立体心电中心端，用以解决现有心电采集及分析系统中，要么采集到的心电信息不全面，缺少人体前后方向的心电信息，要么不方便进行定点分析，不方便对心电信号进行时域分析的缺点。

本发明提供了一种心电采集及分析系统，其特征在于，包括：

心电导联体系与立体中心端电路，用于形成零电位的立体中心端和测量网络，并测量人体上多个部位的电位信号，多个部位与心脏不全在一个平面，用以获得三维立体心电数据，每个部位的电位信号包括该部位相对于立体中心端的电位或该部位与另一个部位之间的电位差；

心电信号采集电路，用于采集心电导联体系测量到的人体上多个部位的电位信号，并将所述人体上多个部位的电位信号转换成数字信号；

心电数据分析处理器，用于对所述数字信号进行数据分析处理，得到三维立体心电信号。

优选的，所述心电导联体系与立体中心端电路，包括：

心电导联体系，至少包含7个电极，用以确定心电空间三维坐标系；

所述7个电极在人体上的放置位置分别为：

电极A、电极E、电极C、电极I、电极M均位于第五肋间与胸骨左缘交叉的水平面上，且：

电极A放置于左腋中线；电极E放置于胸骨前面中间；电极C放置于左胸前部，即电极A与电极E的中间；电极I放置于右侧腋中线，电极M放置于后背部脊柱中间；电极H放置于后颈部与躯干连接处，电极F放置于左足部。

优选的，所述心电导联体系还可以包括其它电极，所述其它电极用于放置于人体的其他部位，用于测量其他部位的电位信号。

优选的，所述心电导联体系与立体中心端电路，包括：

电极A、电极C、电极I各通过一个电阻后相互连接，再通过一个电阻连接到所述立体中心端；

电极I、电极E、电极C、电极A、电极M各通过一个电阻后相互连接，再通过一个电阻连接到所述立体中心端，电极M、电极F、电极H各通过一个电阻连接到所述立体中心端。

优选的，所述心电导联体系与立体中心端电路，还可以简化为：

电极AX、电极BX、电极AY、电极BY、电极AZ、电极BZ各连接一个电阻的一端，该6个电阻阻值相同，该6个电阻各自的另一端相互连接构成所述立体中心端；

其中，电极AX与电极BX分别放置于人体左右体表位置，电极AY与电极BY分别放置于人体上下体表位置，电极AZ与电极BZ分别放置于人体前后体表位置，该6个位置确定了心电空间的三维坐标系。

优选的，所述心电导联体系与立体中心端电路，还包括：

用于设置于人体其它一个部位的用于测量电位信号的电极；

优选的，通过设置多个电极，每个电极分别与立体中心端差分放大，实现立体采集心脏不同位置的心电信号。

优选的，所述心电数据分析处理器，还用于：

对采集的心电电位信号进行处理，画出对应的心电波形；

通过对心电空间的三维坐标系上的综合心电矢量的大小计算，画出综合心电矢量随时间变化的波形；

对同一时刻，基于立体中心端的心电波形与综合心电矢量大小波形进行对比，获得对比结果；

对立体采集心脏不同位置的得到的心电信号进行处理，绘制立体心脏电位图。

本发明的一些有益效果可以包括：

本发明提供的心电采集及分析系统可以针对不同的人体体表位置采集心电信息，实现了定点采集，且采集的心电信息全面，可以形成立体心脏电位图，还可以形成时域心电图。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种心电采集及分析系统的原理图；

图2为本发明实施例中立体中心端电路的电路图；

图3为本发明实施例中一种简化立体中心端电路的电路图；

图4A为本发明实施例中FRANK导联体系电阻网络；

图4B为本发明实施例中的心电信号采集电路的电路原理图；

图5为本发明实施例中一测点Vn的心电波形示意图；

图6为本发明实施例中综合心电矢量(RV)绝对值的大小随时间变化的示意图；

图7为本发明实施例中立体心脏电位图的示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例中一种心电采集及分析系统的原理图。如图1所示，包括：

心电导联体系与立体中心端电路，用于形成零电位的立体中心端和测量网络，并测量人体上多个部位的电位信号，多个部位与心脏不全在一个平面，用以获得三维立体心电数据，每个部位的电位信号包括该部位相对于立体中心端的电位或该部位与另一个部位之间的电位差；

心电信号采集电路，用于采集心电导联体系测量到的人体上多个部位的电位信号，并将所述人体上多个部位的电位信号转换成数字信号；

心电数据分析处理器，用于对所述数字信号进行数据分析处理，得到三维立体心电信号。

在本发明的一个实施例中，一个部位的电位信号为通过测量该部位与立体中心端的电位差获得。因此可以得到体表上任一部位的电位信号，方便测量任何一个想测量的点的电位信号，实现定点采集。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述心电导联体系与立体中心端电路，包括：

心电导联体系，至少包含7个电极，用以确定心电空间三维坐标系；

所述7个电极在人体上的放置位置分别为：

电极A、电极E、电极C、电极I、电极M均位于第五肋间与胸骨左缘交叉的水平面上，且：

电极A放置于左腋中线；电极E放置于胸骨前面中间；电极C放置于左胸前部，即电极A与电极E的中间；电极I放置于右侧腋中线，电极M放置于后背部脊柱中间；电极H放置于后颈部与躯干连接处，电极F放置于左足部。

还可以包含可置于任一位置的电极用于测量。

在本发明的一个实施例中，还可以同时增加多个电极，电极可以放置于体表的任一部位，通过测量该部位与立体中心端的电位差可以得到该部位的电位信号。

在本发明的一个实施例中，还可以将立体中心端电路和如图4A所示的FRANK导联体系配合使用。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述立体中心端电路，实施为，电极A、电极C、电极I分别与电阻R14、R15、R16(该三个电阻的阻值优选分别为1.28kΩ、4.59kΩ、1kΩ)连接后相互连接，再通过一个电阻R25(该电阻的阻值优选为220Ω)连接到立体中心端，电极I、电极E、电极C、电极A、电极M分别与电阻R17、R18、R19、R20、R21(该五个电阻的阻值优选分别为3.27kΩ、2.32kΩ、3.74kΩ、6.56kΩ、1.18kΩ)连接后相互连接，再通过一个电阻R26(该电阻的阻值优选为130Ω)连接到立体中心端，电极M、电极F、电极H分别与电阻R22、R23、R24(该三个电阻的阻值优选分别为2.9kΩ、1.53kΩ、1kΩ)连接后连接到立体中心端。通过立体中心端的设定，使测量的数据是心电信号的一次投影的定点矢量信号，心电信号没有损失。以上各个电阻的阻值可以根据实际需要进行设定。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述心电导联体系与立体中心端电路，还可以简化为，通过将电极AX、电极BX、电极AY、电极BY、电极AZ、电极BZ分别连接一个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，这6个电阻阻值相同，优选的阻值为20kΩ(该阻值在10kΩ到100kΩ之间为佳)，6个电阻的另一端相互连接构成立体中心端，其中，电极AX与电极BX分别放置于人体左右体表位置，电极AY与电极BY分别放置于人体上下体表位置，电极AZ与电极BZ分别放置于人体前后体表位置，该6个位置的电极确定了心电空间的三维坐标系，还可以包含可置于任一位置的电极用于测量。简化后的心电导联体系与立体中心端电路可以使测量和后续分析更为方便。

在本发明的一个实施例中，心电导联体系与立体中心端电路，还包括多个用于设置于人体其它一个部位的用于测量电位信号的电极；可以获取更多的心电信号的信息。

在本发明的一个实施例中，如图4A和图4B所示，所述心电信号采集电路，所用的测量网络由FRANK导联体系电阻网络和立体中心端电路组成，心电信号采集电路中的部件①②③实现了FRANK导联体系电阻网络输出端X+、X-、Y+、Y-、Z+、Z-所确定的心电空间的三维坐标系的心电信号的差分放大，部件④实现了体表任一测点Vn与立体中心端的心电信号的差分放大，部件⑤对差分放大后的心电信号进行模数转换。

在本发明的一个实施例中，设置有多个用于测量电位信号的电极，每个电极分别与立体中心端差分放大，实现立体采集心脏不同位置的心电信号。通过该方法采集到的心电信息更加全面，能为诊断提供更多的信息。

在本发明的一个实施例中，心电数据分析处理器对采集的心电电位信号进行处理，画出对应的心电波形；

在本发明的一个实施例中，如图5所示，为一个测点Vn与立体中心端的心电信号的差分放大后得到的测点Vn的心电波形示意图。通过测点的设置，可以对体表任一部位的心电信号进行定点实时分析。

在本发明的一个实施例中，所述心电数据分析处理器，还用于通过计算公式对心电空间的三维坐标系上的综合心电矢量的绝对值大小计算，画出综合心电矢量随时间变化的波形，如图6所示。所述计算公式为：

其中，RV为综合心电矢量的绝对值的大小，x，y，z为心电综合向量分别在心电空间三维坐标系的3个坐标轴上的投影数值。

还可以对同一时刻的基于立体中心端的心电波形与综合心电矢量大小波形进行对比，获得对比结果。

还可以对立体采集心脏不同位置的得到的心电信号进行处理，绘制立体心脏电位图，如图7所示。

在本发明中，对采集的心电电位信号进行处理，对心电空间的三维坐标系上的综合心电矢量的大小计算，对同一时刻基于立体中心端的心电波形与综合心电矢量大小波形进行对比，和对立体采集心脏不同位置的得到的心电信号进行处理等所用的数据处理方法均可通过现有公开的方法实现。

本发明提供的心电采集及分析系统可以针对不同的人体体表位置采集心电信息，实现了定点采集，且采集的心电信息全面，还可以形成时域心电图。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。