基于体表空间电势的心电测量设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于体表空间电势的心电测量设备，设有可用于感应被测人体体表周围微弱电场大小及其变化的耦合电容中的一个或两个极板、用于将所述极板上聚集的电荷量转换为电压量并放大的电荷放大器、对所述电荷放大器输出的电压信号进行放大、滤波处理的信号调理电路、对信号进行数字化处理的信号处理模块和与所述信号处理模块连接的通信模块，所述信号调理电路经由模数转换器连接所述信号处理模块。利用本实用新型专利技术进行测量，可以摆脱意识影响，消除微小心理变化（如紧张等）对测量结果的影响，也使生理信号测量更为方便，尤其适用于日常自身慢性病监测及运动训练指导，也可以用于远程老年人健康监测，并且便于携带。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种心电測量设备，具体涉及ー种基于体表空间电势的心电测量设备，属医疗

技术介绍
心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成ー个具有长、宽、厚三维空间的容积导体，心电是表征生命迹象的重要指标，现有的心电测量设备大都为基于导联法的測量设备，使用时需要将若干个电极分别置于人体上的特定位置，并需要将该测量设备与心电图机连接以描记出心电图，然而该种测量设备对电极位置要求非常严格，只有在专业的医师指导下才能找准测量位置，对于绝大部分人来说测量很不方便，而且设备昂贵，一般只有医院等医疗机构才会配有，不便于推广与应用，无法满足人们进行慢性病治疗时用于家庭监测的需要。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本技术提供了一种基于体表空间电势的心电測量设备，不仅操作简便，測量数据准确、可靠，而且设备结构小巧、价格适宜、便于携带，可满足家庭护理中测量的需要。为了实现上述目的，本技术提供的技术方案是一种基于体表空间电势的心电测量设备，设有可用于感应被测人体体表周围微弱电场大小及其变化的耦合电容中的ー个或两个极板、用于将所述极板上聚集的电荷量转换为电压量并放大的电荷放大器、对所述电荷放大器输出的电压信号进行放大、滤波处理的イ目号调理电路。所述基于体表空间电势的心电测量设备还可以包括对信号调理电路输出的信号进行数字化处理的信号处理模块和与所述信号处理模块连接的通信模块，所述通信模块可包括有线和无线两种通信子模块，所述信号调理电路经由模数转换器连接所述信号处理模块。所述信号调理电路优选为高输入阻抗、高共模抑制比的信号调理电路。所述信号处理模块还可以连接有报警模块，其报警形式可以为声音、光亮和图文显示中的一种或多种的组合。所述信号处理模块还可以连接有用于显示測量信息(包括測量結果)的显示模块。所述显示模块可以包括显示屏，所述显示屏设置在该测量设备的外売上。对于上述任意一种所述的基于体表空间电势的心电测量设备，优选采用可穿戴式的外形结构。对于上述任意一种所述的基于体表空间电势的心电测量设备，进一歩优选采用可戴在被测人体的手腕上的腕式外形结构，具体结构可以为下列任意ー种(I)设有绝缘外壳底板，外壳内部设有天线，所述天线和被测人体的体表皮肤分别构成所述耦合电容的两个极板，所述绝缘外壳底板构成所述耦合电容的介质；(2)设有金属外壳底板，所述金属外壳底板的内面贴有绝缘薄膜，外壳内部设有天线，所述天线和金属外壳底板分别构成所述耦合电容的两个极板，所述绝缘薄膜构成所述耦合电容的介质；(3)设有金属外壳底板,所述金属外壳底板的底面贴有绝缘薄膜,所述金属外壳底板和被测人体的体表皮肤分别构成所述耦合电容的两个极板，所述绝缘薄膜构成所述耦合电容的介质。所述天线优选为微型天线，所述微型天线连接所述电荷放大器的输入端，所述微 型天线还可以连接用于测量所述电荷放大器上电压量的微型灵敏电压表。所述天线可以为矩形、圆形或环形天线。本技术的有益效果是由于采用便携的可穿戴的结构，方便随身携帯，不影响携帯者的日常活动，特别适于家庭使用；本设备基于体表空间电势原理，通过测量体表附近电场(电势)，利用场强耦合(电荷耦合)方式，并结合设置了内置有信号处理算法的信号处理模块，相比于现有的基于导联法的測量设备，不仅測量操作方便快捷，无需与心电图机连接，因此设备投资小，还因省掉了由专业医生解读测量数据信息(如心电图)的步骤，扫除了实现家庭式心电测量的一大障碍，更重要的是可以摆脱意识影响，消除微小心理变化(如紧张等)对测量结果的影响，更加适用于日常自身慢性病监测及运动训练指导以及远程老年人健康监测。由于设有通信模块，因此可以通过无线局域网或体域网将测量结果进行近距离或远距离传输，还可以通过家庭无线局域网(WLAN)或体域网(BAN)范围内具有相互通信能力的生理信息采集节点和具有网络通信能力的设备组成系统，随时随地了解到自身及家庭成员的健康状态。附图说明图I为本技术的一种实施例的原理框图；图2为本技术的一种电容模型原理图；图3为本技术的另ー种电容模型原理图；图4为本技术的空间场强测量原理图。具体实施方式生物电是生命体内生物化学反应造成的体内带电粒子数量、极性、位置等改变而引起其本身电磁场变化的ー种物理现象，心电测量是了解心脏功能最为基本的途径。例如心电是心肌兴奋产生的生物电传到体表的宏观体现，而心电图则是心电作用于测量回路两个测量点形成的电位差在时间轴上的表达。根据生物电原理和电磁场理论,人体的生理电活动会在人的体表形成微弱的电场分布，心脏在泵血的过程中不断地舒张和收缩，该过程中心电信号传到体表并影响体表附近空间电场分布。通过场强传感器检测体表附近空间在不同时刻和位置的空间电场的分布和变化，由于场强随时间的波动周期与心脏活动同歩，因此可以方便地间接了解到心电信息，得知人体相关电活动的情況。比如心脏活动在身体周围形成电场，通过测量体表场强(等势面疏密)周期变化，可以得到心电信息(包括心率、波形等心脏活动的表征数据)。基于以上原理，本技术提供了一种基于体表空间电势的心电测量设备，其原理如图I所示，其中设有可用于感应被测人体体表周围微弱电场变化的耦合电容中的ー个或两个极板、用于将所述极板上聚集的电荷量转换为电压量并放大的电荷放大器和对所述电荷放大器输出的电压信号进行放大、滤波处理的信号调理电路。极板上电荷多少及其变化情况即反应了人体体表周围微弱电场的大小及其变化。当该测量设备内只设置ー个极板时，被测人体的体表皮肤则充当另ー个极板，二者构成耦合电容，从而实现电场耦合。由于心电信号为微弱的低频信号，为了便于后续信号处理，必须设计合适的信号调理电路，一方面它可以将微弱信号放大到适于A/D转换的信号范围，同时也要滤除ー些与心电信号无关的空间电磁场(尤其是50Hzエ频干扰)及其它生理信号的干扰噪声，使进入A/D转换器(SP模数转换器)的信号更加稳定。采用积分运算电路可以充当所述电荷放大器，实现利用电荷放大原理获取生物信号的目的。所述基于体表空间电势的心电测量设备还可以包括对信号进行数字化处理的信·号处理模块和与所述信号处理模块连接的通信模块，信号处理模块中预设有信号处理算法，其中包括心率判别算法和波形处理算法等，通过这些算法可以对所获取的生理信号进行分析，得出測量结果，例如，信号调理电路的输出信号通过模数转换器进入信号处理模块，通过构建合适算法得出信号的变化周期，此即为心率值，这样可以省掉由专业医生解读測量数据信息(如心电图)的步骤，克服实现家庭式心电测量的一大障碍。所述通信模块可包括有线和无线两种通信子模块，所述信号调理电路经由模数转换器连接所述信号处理模块。所述无线通信子模块还可以包括实现远程无线通信(例如无线ip网络)和近距离无线通信(例如蓝牙通信)两个单元，通过所述通信模块，本技术的测量设备可以方便地实现与其他多种生理參数检测装置或系统的信息交互以及实现与用于健康监测和管理的系统之间的通信特别是信息上传。例如，心率信息可以通过无线局域网或体域网范围内具有相互通信能力的节点进行近距离或远距离通信。这样，该测量设备既可用于日常自身慢性病监测及运动训练指导，也可以用于远程老年人健康监测。另外，所述通信模块还使得本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于体表空间电势的心电测量设备，其特征在于设有可用于感应被测人体体表周围微弱电场大小及其变化的耦合电容中的一个或两个极板、用于将所述极板上聚集的电荷量转换为电压量并放大的电荷放大器、对所述电荷放大器输出的电压信号进行放大、滤波处理的信号调理电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹立松，刘遵昭，杨世胜，
申请(专利权)人：中关泽生北京科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：