[实用新型]一种基于非接触式电极阵列的心电监测床垫

说明书

技术领域

本实用新型涉及心电监测装置，尤其是涉及一种基于非接触式电极阵列的心电监测床垫，属于生物电子技术领域。

背景技术

心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一，尤其针对某些心脏疾病，如心率失常、心肌缺血等，它们具有间歇性和突发性，因而长期、动态心电监护对这类病症具有重要的诊断意义。对于医院病房的重症病人和家庭年迈体弱的心脏病患者，夜间睡眠过程中的实时心电监测是十分必要的。

然而，传统心电测量装置在睡眠监护中，存在以下弊端：

1)一次性Ag/AgCl电极片通过导电胶与人体皮肤相接触，在长时间的监测过程中会因导电胶的干化发生电极脱落，或引起局部皮肤的过敏反应，使得患者感到不舒适；

2)患者必须脱去上衣接受心电监测，或必须通过导联线与监护设备连接，使得被测者在睡眠过程中不能发生较大的翻动；

3)倘若患者在夜间下床，则必须拆卸电极或更换新的电极片，十分不便和浪费。

4)现有基于接触式电极的便携式、可穿戴的心电测量背心或胸带，在长时间的睡眠监护中可能会造成患者呼吸困难。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于非接触式电极阵列的心电监测床垫，能使得患者在穿着自己的内衣或T恤的情况下，方便、舒适地进行睡眠过程中的心脏监护，不影响人的正常生活。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的具体技术方案：一种基于非接触式电极阵列的心电监测床垫，其特征是：监测床垫上设有非接触式电极阵列、参考电极以及采集主板，其中：非接触式电极阵列呈一排间隔布置，与人体的上半身位置对应，每个电极均为圆形双面PCB板，与人体直接对应的一面PCB板上设有三个区，三个区之间电绝缘，中心圆区为裸露的感应片，依次向外设有环形屏蔽区及环形地线区，另一面PCB板上也设有三个区，中心圆为敷铜区，敷铜区中心设有包括前置运算放大器的贴片焊接区，敷铜区外围为环形地线区，前置运算放大器的输出端分别与环形屏蔽区及敷铜区连接，前置运算放大器的模拟信号地端分别与两个面上的环形地线区连接，前置运算放大器的输入端连接感应片的信号输出；每个电极均设置在一个敞口的圆形金属屏蔽盒内，金属屏蔽盒固定在监测床垫相应的圆孔中，其敞口端暴露于监测床垫的上表面，电极与人体直接对应的一面位于敞口端；

参考电极为一块导电织物，设置在监测床垫的上表面，与人体的下半身位置对应；

心电采集主板为双面PCB板，其中一面集成了前端模拟信号调理电路，包括多路信号选二电路、仪表放大电路、滤波电路、二级放大电路以及右腿驱动电路；双面PCB板的另一面集成了以MSP430单片机为主控器的模数转换、定时采样以及蓝牙无线通讯模块；电极阵列中各个电极的前置运算放大器的输出信号均连接多路信号选二电路，多路信号选二电路的输出连接仪表放大电路，仪表放大电路的输出分别连接滤波电路及右腿驱动电路，滤波电路的输出连接二级放大电路，二级放大电路的输出连接MSP430单片机，MSP430单片机的输出分别连接多路信号选二电路及蓝牙无线通讯模块，右腿驱动电路输出连接参考电极。

每个非接触式电极输出与采集主板输入之间，可采用USB接口及数据线连接，金属屏蔽盒侧面设有相应的缺口。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点与效果：

1，无论是非接触式电极阵列，还是织物参考电极，均与人体容性耦合(电极与皮肤隔着衣服间接接触)，被测者在睡眠中可穿着自己的内衣或T恤，躺在铺有该床垫的床上进行夜间睡眠过程中的实时心电监测；

2，非接触式电极阵列排成一行，在患者改变睡眠姿势的情况下，通过外部计算机软件的分析，依然可以对心电信号进行连续测量；

3，患者无需受到检测装置的影响，可随意下床，恢复测量时只需再躺下即可，操作简单，实用而方便；

4，锂电池供电、低功耗系统设计、无线数据传输，使得该装置使用起来灵活、便携，患者在整个测量过程中能感到十分舒适、自然。

附图说明

图1是本实用新型使用状态的平面示意图；

图2是本实用新型监测床垫的立体图；

图3是非接触式电极的双面PCB板示意图；

图4是非接触式电极的半封闭金属屏蔽盒示意图；

图5是本实用新型心电采集主板原理框图。

具体实施方式