肢导及中心电位信号采集电路、心电信号采集系统及方法与流程

本发明实施例涉及及医用心电信号监护技术领域，尤其涉及一种肢导及中心电位信号采集电路、心电信号采集系统及方法。

背景技术：

心电(简称ecg)信号是心脏在一段时间内电性活动的反映，通过皮肤电极采集，然后皮肤电极再与心电导联线连接，将心电信号传输到心电测量电路中。皮肤电极一般放置在四肢和胸部等各个部位。

现在普通12导联心电图都是采用威尔逊中心网络取中心点的方式进行胸导联心电采集，但是上述导联在使用时如果其中一个肢导受到干扰，就会导致整个胸导干扰会增大，导致采集的心电信号不准确。

技术实现要素：

本发明提供一种肢导及中心电位信号采集电路、心电信号采集系统及方法，以实现提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种肢导信号采集电路，该肢导信号采集电路包括：至少三个肢导信号输入端、选择开关和电阻；其中，所述选择开关的第一端与所述肢导信号输入端电连接，所述选择开关的第二端与所述电阻的一端电连接，所述电阻的另一端作为肢导信号采集电路的输出端，所述选择开关的第三端与所述控制部件电连接；所述控制部件分别与各所述肢导信号输入端连接，用于根据各所述肢导信号输入端输入的肢导信号确定采集的目标肢导信号，并生成所述选择开关的控制信号，将所述控制信号发送至所述选择开关；

所述选择开关根据所述控制部件的控制信号调节与各肢导信号输入端的连接状态，以输出所述目标肢导信号；

所述电阻用于调节所述目标肢导信号的输出电流。

第二方面，本发明实施例还提供了一种中心电位信号采集电路，该中心电位信号采集电路包括：控制部件、电容和至少三个如上述任一实施例所述的肢导信号采集电路；

其中，各所述肢导信号采集电路的输入端作为所述中心电位信号采集电路的各输入端，并且所述肢导信号输入端的个数与所述肢导信号采集电路个数相同；

所述控制部件分别与各所述肢导信号采集电路中的肢导信号输入端和选择开关电连接，用于根据各所述肢导信号采集电路中各肢导信号输入端采集的肢导信号生成所述选择开关的控制信号，将所述控制信号发送至各所述肢导信号采集电路的选择开关；

各所述肢导信号采集电路用于根据所述控制信号调节所述选择开关的接通状态，输出目标肢导信号；

所述电容的一端分别与各所述肢导信号采集电路的输出端电连接，对各所述肢导信号采集电路输出的目标肢导信号进行滤波处理，所述电容的另一端作为所述中心电位信号采集电路的输出端，输出中心电位信号。

第三方面，本发明实施例还提供了一种心电信号采集系统，所述心电信号采集系统包括：至少三个信号采集电极、胸导信号采集电路、差分电路以及上述实施例任一所述的中心电位信号采集电路；其中，所述信号采集电极与所述肢导信号输入端一一对应连接；所述差分电路的第一输入端与所述中心电位信号采集电路的输出端连接，所述差分电路的第二输入端与所述胸导信号采集电路的输出端连接，所述差分电路的输出端作为所述心电信号采集系统的输出端；

所述信号采集电极用于获取肢导信号；

所述中心电位信号采集电路根据输入的所述肢导信号确定中心电位信号；

所述胸导信号采集电路用于输出所述胸导信号；

所述差分电路用于根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号。

第四方面，本发明实施例还提供了一种心电信号采集方法，该方法包括：

基于控制部件接收各肢导信号输入端输入的肢导信号，对接收各所述肢导信号进行状态验证；根据各所述肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路进行采集的目标肢导信号，并基于所述肢导信号采集电路的目标肢导信号生成各所述肢导信号采集电路的控制信号，所述控制信号用于控制对应肢导信号采集电路中选择开关进行连接状态的切换，以输出目标肢导信号；

基于所述肢导信号采集电路采集各肢导信号并输出目标肢导信号；

基于中心电位信号采集电路根据输入的所述肢导信号确定中心电位信号；

基于胸导信号采集电路输出所述胸导信号；

基于差分电路根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号。

本发明实施例的技术方案通过将基于肢导信号输入端输入的各肢导信号输入至控制部件，并基于控制部件根据各所述肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路进行采集的目标肢导信号，生成各所述肢导信号采集电路的控制信号，所述控制信号用于控制对应肢导信号采集电路中选择开关进行连接状态的切换，以输出目标肢导信号。本发明实施例的技术方案通过输出状态稳定的目标肢导信号，以根据所述各目标肢导信号确定中心电位信号，并根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号，实现了提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种肢导信号采集电路的结构图；

图2为本发明实施例一涉及的另一种肢导信号采集电路的结构图；

图3为本发明实施例二提供的一种中心电位信号采集电路的结构图；

图4为本发明实施例三提供的一种心电信号采集系统的结构图；

图5为本发明实施例四提供的一种心电信号采集方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种肢导信号采集电路的结构图，本实施例可适用于对心电信号进行采集的情况。如图1所示，该电路101与控制部件102电连接，该电路101的包括以下结构：至少三个肢导信号输入端110、选择开关120和电阻130；

其中，选择开关120的第一端与肢导信号输入端110电连接，选择开关120的第二端与电阻130的一端电连接，电阻130的另一端作为肢导信号采集电路101的输出端，选择开关120的第三端与控制部件102电连接；控制部件102分别与各肢导信号输入端110连接，用于根据各肢导信号输入端110输入的肢导信号确定采集的目标肢导信号，并生成选择开关120的控制信号，将控制信号发送至选择开关120；选择开关120根据控制部件102的控制信号调节与各肢导信号输入端110的连接状态，以输出目标肢导信号；电阻130用于调节目标肢导信号的输出电流。

可选的，肢导信号采集电路101的肢导信号输入端110包括至少三个输入端，例如左上肢导联信号(leftarm，la)输入端、右上肢导联信号(rightarm，ra)输入端和左下肢导联信号(leftleg，ll)输入端等肢体导联信号输入端。各肢导信号输入端110用于采集各肢体导联输入的各肢导信号，并将各肢导信号输入至控制部件102。控制部件102在接收到各肢导信号时对各肢导信号进行检测，确定各肢导信号是否发生异常，若任意肢导信号采集电路采集的任一肢导信号处于异常状态时，则根据处于正常状态的肢导信号生成控制信号，其中，控制信号基于处于正常状态的肢导信号中的任一项随机生成。若所有肢导信号均处于正常状态，则确定肢导信号采集电路当前所属肢导的目标肢导信号，基于当前所属肢导的目标肢导信号生成各肢导信号采集电路对应的控制信号。将控制部件102生成的控制信号传输至肢导信号采集电路101中的选择开关120。选择开关120根据控制部件102传输的控制信号调节各肢导信号输入端的开关状态，以输出肢导信号采集电路的目标肢导信号。

本发明实施例提供的肢导信号采集电路，通过将基于肢导信号输入端110输入的各肢导信号输入至控制部件102，并基于控制部件102根据各肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路101进行采集的目标肢导信号，生成各肢导信号采集电路的控制信号，控制信号用于控制对应肢导信号采集电路101中选择开关120进行连接状态的切换，以输出目标肢导信号。本发明实施例的技术方案通过肢导信号采集电路输出状态稳定的目标肢导信号，以使在采集心电信号的过程中根据各目标肢导信号确定中心电位信号采集电路输出的状态稳定的中心电位信号，并根据中心电位信号采集电路的中心电位信号和胸导信号采集电路的胸导信号确定更加准确的心电信号，实现了提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了另一种肢导信号采集电路，该肢导信号采集电路还包括运算放大子电路140，具体的如图2所示，运算放大子电路140的第一输入端与选择开关420的第二端连接，运算放大子电路140的第二输入端与运算放大子电路140的输出端连接，运算放大子电路140的输出端与电阻130的第一端连接；运算放大子电路140用于对选择开关120输出的目标肢导信号进行放大处理，以控制目标肢导信号的电压。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种中心电位信号采集电路的结构图，本实施例可适用于对心电信号进行采集的情况。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图3，本实施例提供的中心电位信号采集电路200包括：控制部件202电容203和至少三个如上述任一实施例所述的肢导信号采集电路201；

其中，各所述肢导信号采集电路201的输入端作为所述中心电位信号采集电路200的各输入端，并且所述肢导信号输入端210的个数与所述肢导信号采集电路201个数相同；所述控制部件202分别与各所述肢导信号采集电路201中的肢导信号输入端210和选择开关220电连接，用于根据各所述肢导信号采集电路201中各肢导信号输入端210采集的肢导信号生成所述选择开关220的控制信号，将所述控制信号发送至各所述肢导信号采集电路201的选择开关220；各所述肢导信号采集电路201用于根据所述控制信号调节所述选择开关220的接通状态，输出目标肢导信号；所述电容203的一端分别与各所述肢导信号采集电路201的输出端电连接，对各所述肢导信号采集电路201输出的目标肢导信号进行滤波处理，所述电容的另一端作为所述中心电位信号采集电路200的输出端，输出中心电位信号。

具体的，中心电位信号采集电路200中包括至少三个肢导信号采集电路201，用于获取各肢导信号采集电路201基于控制部件202生成的控制信号所输出的各目标肢导信号。其中，肢导信号输入端的个数与所述肢导信号采集电路个数相同的有益效果在于：可以保证在所有肢导信号输入端均处于正常状态时，每一个肢导信号采集电路都可以输出稳定的目标肢导信号。

中心电位信号采集电路200用于将各肢导信号采集电路201输出的各目标肢导信号进行计算得到中心电位信号。

示例性的，控制部件202对接收到各肢导信号采集电路的采集的各肢导信号输入端210输入的各肢导信号进行检测，确定各肢导信号采集电路的采集的各肢导信号的信号状态，若任一肢导信号采集电路的采集的任一肢导信号处于异常状态时，则根据处于正常状态的肢导信号生成控制信号，其中，控制信号基于处于正常状态的肢导信号中的任一项随机生成。将控制信号发送至所述各个肢导信号采集电路201的选择开关220，选择开关220基于控制部件202传输的控制信号生成各肢导信号采集电路201的目标肢导信号。即当控制部件检测到肢导信号采集电路采集的ra信号处于异常状态，则生成所有的肢导信号采集电路的控制信号为la信号，或者ll信号，并将该控制信号传输至肢导信号采集电路201的选择开关220，选择开关220基于控制部件202传输的控制信号生成各肢导信号采集电路201的la信号，或者ll信号作为目标肢导信号。

本发明实施例提供的中心电位信号采集电路，通过所述控制部件202分别与各所述肢导信号采集电路201中的肢导信号输入端210和选择开关220电连接，用于根据各所述肢导信号采集电路201中各肢导信号输入端210采集的肢导信号生成所述选择开关220的控制信号，将所述控制信号发送至各所述肢导信号采集电路201的选择开关220；各所述肢导信号采集电路201用于根据所述控制信号调节所述选择开关220的接通状态，输出目标肢导信号；并根据至少三个肢导信号采集电路201的各目标肢导信号确定中心电位信号采集电路200的中心电位信号。本发明实施例的技术方案通过输出状态稳定的目标肢导信号，并根据所述各目标肢导信号确定状态稳定的中心电位信号，以根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定更加准确的心电信号，实现了提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种心电信号采集系统的结构图，本实施例可适用于对心电信号进行采集的情况。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图4，本实施例提供的心电信号采集系统300包括：至少三个信号采集电极303、胸导信号采集电路304、差分电路305以及上述实施例任一所述的中心电位信号采集电路306；其中，

所述信号采集电极303与所述肢导信号输入端310一一对应连接；所述差分电路305的第一输入端与所述中心电位信号采集电路306的输出端连接，所述差分电路305的第二输入端与所述胸导信号采集电路304的输出端连接，所述差分电路305的输出端作为所述心电信号采集系统300的输出端；所述信号采集电极303用于获取肢导信号；所述中心电位信号采集电路306根据输入的所述肢导信号确定中心电位信号；所述胸导信号采集电路304用于输出所述胸导信号；所述差分电路305用于根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号。

本发明实施例提供的心电信号采集系统，通过中心电位信号采集电路306中的控制部件302分别与各所述肢导信号采集电路301中的肢导信号输入端310和选择开关320电连接，用于根据各所述肢导信号采集电路306中各肢导信号输入端310采集的肢导信号生成所述选择开关320的控制信号，将所述控制信号发送至各所述肢导信号采集电路301的选择开关320；各所述肢导信号采集电路301用于根据所述控制信号调节所述选择开关320的接通状态，输出目标肢导信号；并根据至少三个肢导信号采集电路301的各目标肢导信号确定中心电位信号采集电路306的中心电位信号；基于胸导信号采集电路304输出所述胸导信号；基于差分电路305根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号。本发明实施例的技术方案通过输出状态稳定的目标肢导信号，并根据所述各目标肢导信号确定中心电位信号，根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号，实现了提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性性。

以下是本发明实施例提供的心电信号采集方法的实施例，该方法与上述各实施例属于同一个发明构思，在心电信号采集方法的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述各实施例。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的心电信号采集方法的流程示意图，本实施例可适用于在进行心电信号采集的情况。该方法可以由上述实施例提供的心电信号采集系统来执行，该系统可以由软件和/或硬件的方式来实现。参见图5，该信号采集方法具体步骤如下所示：

s410、基于控制部件接收各肢导信号输入端输入的肢导信号，对接收各所述肢导信号进行状态验证；根据各所述肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路进行采集的目标肢导信号，并基于所述肢导信号采集电路的目标肢导信号生成各所述肢导信号采集电路的控制信号，所述控制信号用于控制对应肢导信号采集电路中选择开关进行连接状态的切换，以输出目标肢导信号。

s420、基于所述肢导信号采集电路采集各肢导信号并输出目标肢导信号。

s430、基于中心电位信号采集电路根据输入的所述肢导信号确定中心电位信号。

s440、基于胸导信号采集电路输出所述胸导信号。

s450、基于差分电路根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号。

本发明实施例提供的心电信号采集方法，基于控制部件接收各肢导信号输入端输入的肢导信号，对接收各所述肢导信号进行状态验证；根据各所述肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路进行采集的目标肢导信号，并基于所述肢导信号采集电路的目标肢导信号生成各所述肢导信号采集电路的控制信号，所述控制信号用于控制对应肢导信号采集电路中选择开关进行连接状态的切换，以输出目标肢导信号；实现了输出状态稳定的目标肢导信号，继而根据所述各目标肢导信号确定中心电位信号，根据所述中心电位信号和所述胸导信号确定心电信号，实现了提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性提高心电信号采集的抗干扰能力和信号准确性性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中的所述根据各所述肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路进行采集的目标肢导信号，并基于所述肢导信号采集电路的目标肢导信号生成各所述肢导信号采集电路的控制信号，包括：若任意所述肢导信号采集电路采集的任一肢导信号处于异常状态时，则根据处于正常状态的肢导信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述各个肢导信号采集电路，其中，所述控制信号基于处于正常状态的肢导信号中的任一项随机生成。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中的所述根据各所述肢导信号的状态，确定各肢导信号采集电路进行采集的目标肢导信号，并基于所述肢导信号采集电路的目标肢导信号生成各所述肢导信号采集电路的控制信号，包括：若各个所述肢导信号采集电路采集的各个肢导信号均处于正常状态，则确定各所述肢导信号采集电路的不同的目标肢导信号，基于所述不同的目标肢导信号生成各所述肢导信号采集电路对应的控制信号。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。