專利名稱：基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療診斷機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀。
背景技術(shù)：
心率(Heart Rate)是用來(lái)描述心動(dòng)周期的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，是指心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)。心律則是指心臟跳動(dòng)的節(jié)奏。正常成年人安靜時(shí)的心率有顯著的個(gè)體差異，平均在75次/分左右(60—100次/分之間)。心率可因年齡、性別及其它生理情況而不同。心臟有病變或心臟神經(jīng)調(diào)節(jié)不正常時(shí)，會(huì)使心臟搏動(dòng)的頻率和節(jié)律發(fā)生紊亂，此種現(xiàn)象稱為心律失常。心律失常有因運(yùn)動(dòng)、情緒、進(jìn)食、體位變化、睡眠、吸煙、飲酒或咖啡、冷熱刺激等生理性原因；有的則是心血管疾病、內(nèi)分泌疾病、代謝異常、藥物影響、毒物或藥物中毒等病理表現(xiàn)。心電圖(electrocardiogram)指的是記錄心臟生物電電位變化的圖形(簡(jiǎn)稱ECG)。它是通過(guò)體表引出的電極通過(guò)專門描記器獲得的，專門用來(lái)對(duì)各類心臟疾病的檢查。心率(律)檢測(cè)是人們?cè)诰歪t(yī)及日常生活中經(jīng)常會(huì)遇到的診斷或自診過(guò)程，在臨床上有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的心率檢測(cè)可通過(guò)心電圖或診脈獲得，診脈讀取心率方式簡(jiǎn)單易行，需查看時(shí)鐘并默記脈搏跳動(dòng)次數(shù)才能確定心率，通常個(gè)人即可完成；心電圖需人體靜臥、在體表連接電極導(dǎo)線并操作機(jī)器方可獲得。因心電圖機(jī)體積龐大，價(jià)格昂貴，個(gè)人無(wú)法操作實(shí)施，故只能在醫(yī)院臨床診斷時(shí)使用。日常生活中人們對(duì)于心率的自我檢測(cè)，更多的是采用診脈的方式，但這種方式也有精度較差，不便于老年人、殘疾人和兒童采用等不足。因此就出現(xiàn)了一些簡(jiǎn)單易行的電子心率計(jì)設(shè)備，如:專利201210065024.6基于手機(jī)的心率監(jiān)測(cè)裝置，它將心率測(cè)量裝置結(jié)果通過(guò)無(wú)線電發(fā)送至手機(jī)界面裝置中，由手機(jī)界面裝置將數(shù)據(jù)通過(guò)手機(jī)耳機(jī)通道傳送至手機(jī)進(jìn)行顯示等處理。顯然，整體監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)是由三部分構(gòu)成的，因部件的 增多會(huì)使得操作不便，再因多個(gè)電子部件需要各自提供電源方能工作，也不符合節(jié)約的原則；再如:專利201210312675.0和專利200810241585.0都是基于手機(jī)的心率監(jiān)測(cè)方法，其也都可以進(jìn)行心率檢測(cè)和心電圖形顯示，但這種脈搏波形的簡(jiǎn)單顯示對(duì)于常人而言并無(wú)實(shí)際意義，普通人可能更關(guān)心的是心率，因大多數(shù)常人是無(wú)法通過(guò)心電波形來(lái)識(shí)別病變的。所以上述專利技術(shù)均存在一些諸如操作復(fù)雜、成本高及不實(shí)用的缺憾。因此，針對(duì)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種心率測(cè)試、心電圖診斷儀。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是解決傳統(tǒng)心率的人工檢測(cè)方式，其需要綁縛人體、連接導(dǎo)線制作心電圖，需查看時(shí)鐘并默記脈搏跳動(dòng)次數(shù)才能確定心率；而現(xiàn)有的基于手機(jī)的心率監(jiān)測(cè)方法，其脈搏波形的簡(jiǎn)單顯示對(duì)于常人而言并無(wú)實(shí)際意義，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便、成本高及不實(shí)用的問(wèn)題。[0008](二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，該心率測(cè)試、心電圖診斷儀包括手機(jī)基帶芯片及脈搏傳感器，所述脈搏傳感器通過(guò)GPIO接口與所述手機(jī)基帶芯片相連接，使得手機(jī)基帶芯片能夠接收到脈搏信號(hào)。其中，所述脈搏傳感器位于手機(jī)外殼上，其包括紅外發(fā)光管及紅外光敏管，所述紅外發(fā)光管及紅外光敏管傾斜設(shè)置。其中，所述紅外發(fā)光管由所述GPIO接口中的任一位控制，在檢測(cè)界面的控制下，由GPIOi輸出高電平，經(jīng)反相器使得紅外發(fā)光管導(dǎo)通發(fā)光；當(dāng)檢測(cè)過(guò)程結(jié)束時(shí)，由GPIOi輸出低電平，經(jīng)反相器使得紅外發(fā)光管截至關(guān)閉，其中GPIOi為輸出位。其中，在輸出位GPIOi高電平有效期內(nèi)，通過(guò)GPIOv采集、統(tǒng)計(jì)脈搏波在軟件設(shè)定的時(shí)間段其間的數(shù)量，并計(jì)算出心率，其中GPIOv為輸入位。其中，在所述脈搏傳感器與手機(jī)基帶芯片的連接通路上還設(shè)有放大單元、濾波單元及整形單元。其中，在所述脈搏傳感器與手機(jī)基帶芯片的連接通路上還設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。(三)有益效果本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):將脈搏傳感器通過(guò)GPIO接口與所述手機(jī)基帶芯片相連接，使得手機(jī)基帶芯片能夠接收到脈搏信號(hào)，本心率測(cè)試、心電圖診斷儀基于手機(jī)實(shí)現(xiàn)，體積小、操作便捷；可存儲(chǔ)多次檢測(cè)記錄；可利用手機(jī)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程心電圖形傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診治。
附圖說(shuō) 明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀的電路示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例經(jīng)過(guò)放大、濾波及整形的脈搏信號(hào)與GPIO接口的連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例脈搏傳感器信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的示意圖。圖中:1:手機(jī)基帶芯片；2:脈搏傳感器；3:放大單元；4:濾波單元；5:整形單元；6:模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。如圖1-3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，其基于手機(jī)設(shè)置，包括手機(jī)基帶芯片I及脈搏傳感器2，所述脈搏傳感器2通過(guò)GPIO接口與所述手機(jī)基帶芯片I相連接，使得手機(jī)基帶芯片I能夠接收到脈搏信號(hào)。所述脈搏傳感器位于手機(jī)外殼上，其包括紅外發(fā)光管及紅外光敏管，所述紅外發(fā)光管及紅外光敏管傾斜設(shè)置。本心率測(cè)試、心電圖診斷儀基于手機(jī)實(shí)現(xiàn)，體積小、操作便捷；可存儲(chǔ)多次檢測(cè)記錄；可利用手機(jī)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程心電圖形傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診治。此電路中，通過(guò)脈搏傳感器2同時(shí)產(chǎn)生脈搏跳動(dòng)和脈搏波形數(shù)據(jù)，因脈搏跳動(dòng)速率相對(duì)于手機(jī)CPU處理速度而言幾乎可以忽略，故不會(huì)出現(xiàn)因讀取“波形”或“跳動(dòng)”數(shù)據(jù)而導(dǎo)致“跳動(dòng)”或“波形”數(shù)據(jù)的丟失。所述紅外發(fā)光管由所述GPIO接口中的任一位i控制，在檢測(cè)界面的控制下，由GPIOi輸出高電平，經(jīng)反相器使得紅外發(fā)光管導(dǎo)通發(fā)光；當(dāng)檢測(cè)過(guò)程結(jié)束時(shí)，由GPIOi輸出低電平，經(jīng)反相器使得紅外發(fā)光管截至關(guān)閉，其中GPIOi為輸出位。在輸出位GPIOi高電平有效期內(nèi)，通過(guò)GPIOv采集、統(tǒng)計(jì)脈搏波在軟件設(shè)定的時(shí)間段其間的數(shù)量，并計(jì)算出心率，其中GPIOv為輸入位。GPIOi定義為輸出位，GPIOv定義為輸入位，GPIOrTGPIOn+7定義為輸入字節(jié)。其中，GPIOi用于輸出控制發(fā)光管的點(diǎn)亮與關(guān)閉；GP10v用于輸入心臟跳動(dòng)方波；GPIOrTGPIOn+7用于輸入脈搏波形的數(shù)字化數(shù)據(jù)。脈搏傳感器2輸出的信號(hào)還不能直接交給手機(jī)CPU，必須經(jīng)過(guò)放大、濾波、整形或模/數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，方可經(jīng)手機(jī)GPIO接口由CPU進(jìn)行計(jì)算、判斷等。因此，在所述脈搏傳感器2與手機(jī)基帶芯片I的連接通路上還設(shè)有放大單元3、濾波單元4、整形單元5及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6。圖1-3中，Ul是脈搏傳感器2的輸出；脈搏傳感器2輸出的信號(hào)都是mv的，因此必須經(jīng)過(guò)信號(hào)放大單元3放大后方可使用，若一級(jí)放大不夠還可以經(jīng)過(guò)第二級(jí)放大。U2是經(jīng)過(guò)放大單元3放大后的輸出信號(hào)；U2會(huì)伴隨有一些干擾信號(hào)進(jìn)來(lái)，因此要經(jīng)過(guò)濾波單元4低通濾波器濾波。所謂低通濾波器就是允許低頻信號(hào)通過(guò)，而將高頻信號(hào)衰減的電路。經(jīng)濾波單元4低通濾波器濾波后的輸出信號(hào)為U3，經(jīng)濾波處理后的U3已將高頻干擾去除，并作為整形電路的輸入。經(jīng)濾波單元4處理后的輸出U3，仍不能被GPIO接口有效識(shí)別，需經(jīng)過(guò)整形單元5進(jìn)行一定的整形處理。經(jīng)過(guò)整形 單元5處理后的輸出U4，根據(jù)本技術(shù)的原理設(shè)定，是要將心電波形中的R波作為心率統(tǒng)計(jì)的基準(zhǔn)，所以整形電路需將R波以外的其他心電波形去掉，并處理成便于GPIO識(shí)別的脈沖方波。在心電圖波叢中，其他波的幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R波，所以整形電路采用由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的鑒幅整形電路，它可以將幅度不夠大及邊沿較差或畸變的輸入脈沖變?yōu)槔硐氲妮敵龇讲?。?jīng)過(guò)整形單元5處理后的波形U4與接口 GPIO中的位V相連接，最終進(jìn)行心率的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。若想將心電波形真實(shí)地還原在手機(jī)顯示屏上，需要將心電波形圖上的每一點(diǎn)的位置記錄下來(lái)，即通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元6將連續(xù)變化的模擬量變?yōu)橐唤M離散數(shù)據(jù)的方法稱作一模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換的方式很多，其中有計(jì)數(shù)式、雙積分式、逐次逼近式和有軟件加數(shù)模(D/A)變換式等等。模擬輸入經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)電路的轉(zhuǎn)換后，輸出的是一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)。模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)—樣，其轉(zhuǎn)換精度取決于轉(zhuǎn)換位數(shù)和采樣率，如將一個(gè)模擬量經(jīng)過(guò)采樣率為1K、精度為8bit的模/數(shù)轉(zhuǎn)換與經(jīng)過(guò)采樣率為2K、精度為16bit的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，其精度相差很多。前者每秒鐘產(chǎn)生1024 (IK)個(gè)字節(jié)(8bit)，后者每秒鐘產(chǎn)生 2048 (2K)雙字節(jié)(16bit)。在本實(shí)用新型中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣率及轉(zhuǎn)換位數(shù)分別為512和8bit即可滿足基本需求。本實(shí)用新型的心電圖診斷儀具有如下優(yōu)勢(shì):1、體積小、操作便捷。因?qū)嵱眯滦褪腔谑謾C(jī)實(shí)現(xiàn)的，而手機(jī)作為日常通信設(shè)備已經(jīng)普及化了。本實(shí)用新型的外觀與普通手機(jī)沒(méi)有任何不同，使用時(shí)操作者只需進(jìn)入“心電檢測(cè)”界面并將手指肚輕壓在紅外傳感器上即可實(shí)現(xiàn)；2、可存儲(chǔ)多次檢測(cè)記錄?？衫檬謾C(jī)的存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)鐘能力，可存儲(chǔ)多次檢測(cè)記錄，故可以調(diào)用不同時(shí)段的心電圖像進(jìn)行比對(duì)，這種能力有助于幫助專業(yè)人士做出更準(zhǔn)確的判斷；3、可遠(yuǎn)程快速傳輸心電圖像。因是基于手機(jī)實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)，便可利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程心電圖形傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診治；4、可給出病癥診斷。與傳統(tǒng)的只給出心率數(shù)據(jù)的設(shè)備不同，本實(shí)用新型可依據(jù)于《心電圖標(biāo)準(zhǔn)和診斷指南》給出診斷結(jié)論，幫助操作者選擇進(jìn)一步的治療方案。心電圖在專業(yè)上稱作心電描記術(shù)(Electrocardiography, ECG或者EKG),是一種經(jīng)胸腔的以時(shí)間為單位記錄心臟的電生理活動(dòng)，并通過(guò)皮膚上的電極捕捉并記錄下來(lái)的診療技術(shù)。心電圖中的一系列波分別命名為P波，Q波，R波，S波和T波，不同的波形表示不同的心血管系統(tǒng)疾病。ECG是測(cè)量和診斷異常心臟節(jié)律的最好的方法。在一個(gè)正常心動(dòng)周期中，一個(gè)典型的ECG波形是由一個(gè)P波，一個(gè)QRS波群，一個(gè)T波，以及在50% 75%的ECG中可能見(jiàn)到的U波。心電圖的基線被稱為等電勢(shì)線。一般情況下，等電勢(shì)線在心電圖中是指T波后和P波前的那一段波形。ECG的輸出是一張坐標(biāo)圖(或者幾張坐標(biāo)圖， 每張代表一個(gè)導(dǎo)聯(lián)的圖像)，橫坐標(biāo)(X軸)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)(Y軸)表示電壓。ECG的結(jié)果既可以描記的專用的記錄紙上也可以顯示在屏幕上。心臟和血管組成機(jī)體的循環(huán)系統(tǒng)，血液在其中按一定方向流動(dòng)，周而復(fù)始，稱為血液循環(huán)。心臟是一個(gè)由心肌組織構(gòu)成并具有瓣膜結(jié)構(gòu)的空腔器官，是血液循環(huán)的動(dòng)力裝置。心臟一次收縮和舒張，構(gòu)成一個(gè)機(jī)械活動(dòng)周期，稱為心動(dòng)周期。正常心臟的活動(dòng)由一連串的的心動(dòng)周期組合而成，因此，心動(dòng)周期可以作為分析心臟機(jī)械活動(dòng)的基本單元。生命過(guò)程中，心臟不斷作收縮和舒張交替的活動(dòng)，舒張時(shí)容納靜脈血返回心臟，收縮時(shí)把血液射入動(dòng)脈，為血液流動(dòng)提供能量。通過(guò)心臟的這種節(jié)律性活動(dòng)以及由此而引起的瓣膜的規(guī)律性開(kāi)啟和關(guān)閉，推動(dòng)血液沿單一方向循環(huán)流動(dòng)?？梢?jiàn)，血管中血液充盈的程度是隨著心動(dòng)周期的改變而變化的，因此，檢驗(yàn)出血液充盈就能夠正確反映心動(dòng)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)及臨床已經(jīng)證實(shí)，心臟的病變可以帶來(lái)心動(dòng)周期活動(dòng)的異常，并在心電圖上反映出來(lái)。表I是正常的心動(dòng)周期過(guò)程之心電圖波形的描述；表2是常見(jiàn)的心電圖病理表現(xiàn)。表I
權(quán)利要求1.一種基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，其特征在于:包括手機(jī)基帶芯片及脈搏傳感器，所述脈搏傳感器通過(guò)GPIO接口與所述手機(jī)基帶芯片相連接，使得手機(jī)基帶芯片能夠接收到脈搏信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，其特征在于:所述脈搏傳感器位于手機(jī)外殼上，其包括紅外發(fā)光管及紅外光敏管，所述紅外發(fā)光管及紅外光敏管傾斜設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，其特征在于:所述紅外發(fā)光管由所述GPIO接口中的任一位控制，在檢測(cè)界面的控制下，由GPIOi輸出高電平，經(jīng)反相器使得紅外發(fā)光管導(dǎo)通發(fā)光；當(dāng)檢測(cè)過(guò)程結(jié)束時(shí)，由GPIOi輸出低電平，經(jīng)反相器使得紅外發(fā)光管截至關(guān)閉，其中GPIOi為輸出位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，其特征在于:在所述脈搏傳感器與手機(jī)基帶芯片的連接通路上還設(shè)有放大單元、濾波單元及整形單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀，其特征在于:在所述脈搏傳感器與手機(jī)基帶芯片的連接通路上還設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。
專利摘要本實(shí)用新型涉及醫(yī)療診斷機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于手機(jī)的心率測(cè)試、心電圖診斷儀。該心率測(cè)試、心電圖診斷儀基于手機(jī)設(shè)置，包括手機(jī)基帶芯片及脈搏傳感器，所述脈搏傳感器通過(guò)GPIO接口與所述手機(jī)基帶芯片相連接，使得手機(jī)基帶芯片能夠接收到脈搏信號(hào)。本心率測(cè)試、心電圖診斷儀基于手機(jī)實(shí)現(xiàn)，體積小、操作便捷；可存儲(chǔ)多次檢測(cè)記錄；可利用手機(jī)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程心電圖形傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診治。
文檔編號(hào)A61B5/0205GK203122371SQ20132009551
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者閆子榮, 高金鐸 申請(qǐng)人:深圳市世紀(jì)安軟信息技術(shù)有限公司