CN105595992A

CN105595992A - 心电信号的采集方法及装置、可穿戴设备

Info

Publication number: CN105595992A
Application number: CN201610074311.1A
Authority: CN
Inventors: 赵亚军; 苏吉祥
Original assignee: Anhui Huami Information Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Huami Information Technology Co Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-05-25
Also published as: WO2017128930A1; US11116433B2; US20170258356A1

Abstract

本申请提供一种心电信号的采集方法及装置、可穿戴设备，该方法应用在可穿戴设备上，所述可穿戴设备包括心电传感器、第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极，方法包括：通过所述心电传感器采集所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号；根据所述三导联心电信号确定佩戴所述可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。在本申请的技术方案可以确保采集到的心电信号的形态多样化，提高心电信号所包含的信息量以及采集的心电信号的精度。

Description

心电信号的采集方法及装置、可穿戴设备

技术领域

本申请涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种心电信号的采集方法及装置、可穿戴设备。

背景技术

现有技术中的可穿戴设备仅可以采集单导联(leadI)心电信号，由于心电图(ECG)信号形态多样，波形会随着心率变化而改变，在不同时间和身体状态下采集的ECG信号的波形会有变化，因此单导联心电信号的精度不高，继而使用户的心血管疾病的检测的准确度降低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种新的技术方案，可以解决单导联(leadI)方式采集到的心电信号的精度不高的问题。

为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：

根据本申请的第一方面，提出了一种心电信号的采集方法，应用在可穿戴设备上，所述可穿戴设备包括心电传感器、第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极，方法包括：

通过所述心电传感器采集所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号；

根据所述三导联心电信号确定佩戴所述可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。

根据本申请的第二方面，提出了一种心电信号的采集装置，应用在可穿戴设备上，所述可穿戴设备包括心电传感器、第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极，装置包括：

第一采集模块，用于通过心电传感器采集所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号；

第一检测模块，用于根据所述第一采集模块采集到的所述三导联心电信号确定佩戴所述可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。

根据本申请的第三方面，提出了一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括主体部分和腕带部分，所述主体部分的正面内侧设置有第一心电传感器电极，所述主体部分的正面外侧设置有第二心电传感器电极，所述腕带部分的外侧设置有第三心电传感器电极，所述第三心电传感器电极与所述主体部分通过腕带内部导线连接，所述可穿戴设备包括上述技术方案所述的心电信号的采集装置，所述心电信号的采集装置执行上述技术方案所述的心电信号的采集方法。

由以上技术方案可见，本申请通过第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路，进而可以采集到该三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号，从而可以确保采集到的心电信号的形态多样化，提高心电信号所包含的信息量以及采集的心电信号的精度，进而提高心血管疾病的检测的准确度，避免了现有技术中的可穿戴设备上的单导联心电信号包含的信息较少、疾病检测等医疗价值有限的技术问题。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一示例性实施例的可穿戴设备的结构示意图之一；

图1B示出了根据本发明的一示例性实施例的可穿戴设备的结构示意图之二；

图2示出了根据本发明的一示例性实施例的心电信号的采集方法的流程示意图；

图3A示出了根据本发明的又一示例性实施例的心电信号的采集方法的流程示意图；

图3B示出了根据本发明的又一示例性实施例的数据通道的示意图；

图4示出了根据本发明的再一示例性实施例的心电信号的采集方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明的一示例性实施例的心电信号的采集装置的结构示意图；

图6示出了根据本发明的又一示例性实施例的心电信号的采集装置的结构示意图；

图7示出了根据本发明的再一示例性实施例的心电信号的采集装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

为对本申请进行进一步说明，提供下列实施例：

图1A示出了根据本发明的一示例性实施例的可穿戴设备的结构示意图之一，图1B示出了根据本发明的一示例性实施例的可穿戴设备的结构示意图之二；如图1A和图1B所示，可穿戴设备包括主体部分11和腕带部分12，主体部分11的正面内侧设置有第一心电传感器电极131，主体部分11的正面外侧设置有第二心电传感器电极132，腕带部分12的外侧设置有第三心电传感器电极133，第三心电传感器电极133与主体部分11通过腕带内部导线(图中未示)连接，可穿戴设备包括下述图5-图7任一实施例的心电信号的采集装置，心电信号的采集装置可执行下述图2-图4任一实施例的心电信号的采集方法，具体的装置结构以及方法流程请参见下述实施例的描述。

此外，可穿戴设备还可以包括通信接口，通过通信接口将三导联心电信号发送给主机设备，以供主机设备根据三导联心电信号确定所述用户的心血管疾病的类型。

本申请通过第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路，进而可以采集到该三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号，从而可以确保采集到的心电信号的形态多样化，提高心电信号所包含的信息量以及采集的心电信号的精度，进而提高心血管疾病的检测的准确度，避免了现有技术中的可穿戴设备上的单导联心电信号包含的信息较少、疾病检测等医疗价值有限的技术问题。

图2示出了根据本发明的一示例性实施例的心电信号的采集方法的流程示意图；本实施例结合图1A和图1B进行示例性说明，如图2所示，包括如下步骤：

步骤201，通过心电传感器采集第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号。

步骤202，根据三导联心电信号确定佩戴可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。

在步骤201中，如图1A和图1B所示，以用户左手佩戴可穿戴设备为例进行示例性说明，左手佩戴可穿戴设备时用户的皮肤紧贴第二心电传感器电极132，当用户的右手紧贴第一心电传感器电极131时，第一心电传感器电极131与第二心电传感器电极132通过人体形成一个闭合回路，可穿戴设备的主体部分的心电传感器可采集到该闭合回路的第I导联心电信号。当用户的左腿紧贴第三心电传感器电极133并且右手紧贴第一心电传感器电极131时，第三心电传感器电极133与第一心电传感器电极131通过人体形成一个闭合回路，可穿戴设备的主体部分的心电传感器可采集到该闭合回路的第II导联信号；当用户的左腿紧贴第三心电传感器电极133并且左手紧贴第二心电传感器电极132时，可穿戴设备的主体部分的心电传感器可采集到该闭合回路的第III导联信号。

在步骤202中，可以通过现有技术中的通过三导联心电信号进行疾病检测的方法确定用户的心血管疾病的类型，本申请不再详述。

由上述描述可知，本发明实施例通过第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路，进而可以采集到该三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号，从而可以确保采集到的心电信号的形态多样化，提高心电信号所包含的信息量以及采集的心电信号的精度，进而提高心血管疾病的检测的准确度，避免了现有技术中的可穿戴设备上的单导联心电信号包含的信息较少、疾病检测等医疗价值有限的技术问题。

图3A示出了根据本发明的又一示例性实施例的心电信号的采集方法的流程示意图，图3B示出了根据本发明的又一示例性实施例的数据通道的示意图；本实施例结合图1A和图1B进行示例性说明，如图3A所示，包括如下步骤：

步骤301，检测第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极中是否有处于脱落状态的心电传感器电极，当未检测到处于脱落状态的心电传感器电极时，执行步骤302，当检测到存在处于脱落状态的心电传感器电极时，执行步骤303。

步骤302，通过心电传感器采集第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号。

步骤303，当检测到存在处于脱落状态的心电传感器电极时，确定处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道。

步骤304，通过微控制单元将处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道传输的导联信号置为零。

步骤305，通过心电传感器采集处于连通状态的心电传感器电极形成的闭合回路各自对应的心电信号。

步骤306、根据采集到的处于连通状态的心电传感器电极形成的闭合回路各自对应的心电信号确定佩戴可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。

在步骤301和步骤302中，在一实施例中，可以通过第一心电传感器电极131、第二心电传感器电极132、第三心电传感器电极133相互之间是否能够形成闭合回路来确定是否有处于脱落状态的心电传感器电极，例如，当用户的右手脱离第一心电传感器电极131时，则第一心电传感器电极131与第二心电传感器电极132之间形成的闭合回路断开，此时心电传感器14检测不到第I导联心电信号，第一心电传感器电极131与第三心电传感器133之间形成的闭合回路断开，此时心电传感器14检测不到第II导联心电信号，此时可以确定第一心电传感器电极131处于脱落状态。

步骤303的相关描述可以参见上述图2所示实施例的相关描述，在此不再详述。

在步骤304-步骤306中，如图3B所示，例如，第一心电传感器电极131处于脱落状态时，心电传感器14未通过对应的第I导联心电信号对应的数据通道151、第II导联心电信号对应的数据通道152向微控制单元16传输心电信号，为了避免噪声对微控制单元16的影响以及降低微控制单元16的功耗，微控制单元16可以将数据通道151和数据通道152传输的导联信号置为零。

心电传感器14通过第三心电传感器电极133与第二心电传感器电极132之间形成的闭合回路采集第III导联信号，并通过数据通道153将第III导联信号传输给微控制单元16。微控制单元16可以根据第III导联信号检测用户的心血管疾病的类型，或者，微控制单元16通过通信接口17将第III导联信号发送给电子设备或者服务器等主机设备，进而使主机设备根据第III导联信号进行疾病类型的检测。

本实施例中，可以使用户通过接触不同的接触心电传感器电极，得到不同的导联心电信号，提高了心电信号获取方式的灵活性；通过微控制单元将处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道传输的导联信号置为零，可以避免噪声对微控制单元的影响并降低微控制单元的功耗。

图4示出了根据本发明的再一示例性实施例的心电信号的采集方法的流程示意图；如图4所示，包括如下步骤：

步骤401，通过第一传感器电极与第二传感器电极形成第一闭合回路。

步骤402，通过第二传感器电极与第三传感器电极形成第二闭合回路。

步骤403，通过第三传感器电极与第一传感器电极形成第三闭合回路。

步骤404，通过第一闭合回路采集第I导联信号，通过第二闭合回路采集第II导联信号，通过第三闭合回路采集第III导联信号，三导联心电信号包括第I导联信号、第II导联信号、第III导联信号。

步骤405、根据三导联心电信号确定用户的加压单极肢导联信号，得到六导联心电信号。

步骤406、根据六导联心电信号确定佩戴可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。

上述步骤401-步骤403的先后顺序不受限制，可以在检测到两个传感器电极时即可执行其中的任意一个步骤。

上述步骤404的描述可以参见上述图2所示实施例的相关描述，本实施例不再详述。

在上述步骤405中，在通过步骤404得到三导联心电信号后，可以通过表1所示的关系得到用户的加压单极肢导联信号：aVR、aVL、aVF，从而可得到六导联心电信号。

表1

导联	测量	备注
			I	LA-RA	LA：左手，RA：右手
II	LL-RA	LL：左腿，RA：右腿
			III	LL-LA	LL：左腿，LA：左手
aVR	RA-0.5(LA+LL)
			aVL	LA-0.5(RA+LL)
aVF	LL-0.5(RA+LA)

本实施例中，解决了单导联(leadI)无法获取和信号较弱的问题，并且通过I、II、III导联的心电信号可得出六导联心电信号，进而提高了心电信号的使用的准确率，从而使心电信号在可穿戴领域得到更广泛的利用。

通过无线通信的方式将三导联心电信号发送给主机设备，以供主机设备根据三导联心电信号确定用户的心血管疾病的类型。通过主机设备确定用户的心血管疾病的类型，可以降低可穿戴设备的功率消耗，降低可穿戴设备的计算复杂度。

图5示出了根据本发明的一示例性实施例的心电信号的采集装置的结构示意图；该心电信号的采集装置可以应用在可穿戴设备上，可穿戴设备包括心电传感器、第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极，如图5所示，该心电信号的采集装置可以包括：第一采集模块51和第一检测模块52。其中：

第一采集模块51，用于通过心电传感器采集第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号；

第一检测模块52，用于根据第一采集模块51采集到的三导联心电信号确定佩戴可穿戴设备的用户的心血管疾病的类型。

图6示出了根据本发明的又一示例性实施例的心电信号的采集装置的结构示意图；如图6所示，在上述图5所示实施例的基础上，装置还可包括：

第二检测模块53，用于检测第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极中是否有处于脱落状态的心电传感器电极；

当第二检测模块53未检测到处于脱落状态的心电传感器电极时，第一采集模块51执行通过心电传感器采集第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号的步骤。

在一实施例中，可穿戴设备还包括微控制单元，装置还可包括：

第一确定模块54，用于当第二检测模块53检测到存在处于脱落状态的心电传感器电极时，确定处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道；

控制模块55，用于通过微控制单元将第一确定模块54确定的处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道传输的导联信号置为零；

第二采集模块56，用于通过心电传感器采集处于连通状态的心电传感器电极形成的闭合回路各自对应的心电信号。

图7示出了根据本发明的再一示例性实施例的心电信号的采集装置的结构示意图；如图7所示，在上述图5或图6所示实施例的基础上，第一采集模块51可包括：

第一回路形成单元511，用于通过第一传感器电极与第二传感器电极形成第一闭合回路；

第二回路形成单元512，用于通过第二传感器电极与第三传感器电极形成第二闭合回路；

第三回路形成单元513，用于通过第三传感器电极与第一传感器电极形成第三闭合回路；

采集单元514，用于通过第一回路形成单元511形成的第一闭合回路采集第I导联信号，通过第二回路形成单元512形成的第二闭合回路采集第II导联信号，通过第三回路形成单元513形成的第三闭合回路采集第III导联信号，三导联心电信号包括第I导联信号、第II导联信号、第III导联信号。

在一实施例中，装置还可包括：

第二确定模块57，用于根据第一采集模块51采集到的三导联心电信号确定用户的加压单极肢导联信号，得到六导联心电信号。

在一实施例中，装置还可包括：

发送模块58，用于通过无线通信的方式将第一采集模块51采集到的三导联心电信号发送给主机设备，以供主机设备根据三导联心电信号确定用户的心血管疾病的类型。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims

1.一种心电信号的采集方法，其特征在于，应用在可穿戴设备上，所述可穿戴设备包括心电传感器、第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极中是否有处于脱落状态的心电传感器电极；

当未检测到处于脱落状态的心电传感器电极时，执行所述通过心电传感器采集所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可穿戴设备还包括微控制单元，所述方法还包括：

当检测到存在处于脱落状态的心电传感器电极时，确定所述处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道；

通过所述微控制单元将所述处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道传输的导联信号置为零；

通过所述心电传感器采集处于连通状态的心电传感器电极形成的闭合回路各自对应的心电信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过心电传感器采集所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号，得到三导联心电信号，包括：

通过所述第一传感器电极与所述第二传感器电极形成第一闭合回路；

通过所述第二传感器电极与所述第三传感器电极形成第二闭合回路；

通过所述第三传感器电极与所述第一传感器电极形成第三闭合回路；

通过所述第一闭合回路采集第I导联信号，通过所述第二闭合回路采集第II导联信号，通过所述第三闭合回路采集第III导联信号，所述三导联心电信号包括所述第I导联信号、所述第II导联信号、所述第III导联信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述三导联心电信号确定所述用户的加压单极肢导联信号，得到六导联心电信号。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过无线通信的方式将所述三导联心电信号发送给主机设备，以供所述主机设备根据所述三导联心电信号确定所述用户的心血管疾病的类型。

7.一种心电信号的采集装置，其特征在于，应用在可穿戴设备上，所述可穿戴设备包括心电传感器、第一心电传感器电极、第二心电传感器电极、第三心电传感器电极，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二检测模块，用于检测所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极中是否有处于脱落状态的心电传感器电极；

当所述第二检测模块未检测到处于脱落状态的心电传感器电极时，所述第一采集模块执行所述通过心电传感器采集所述第一心电传感器电极、所述第二心电传感器电极、所述第三心电传感器电极相互连通形成的三个闭合回路各自对应的心电信号的步骤。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述可穿戴设备还包括微控制单元，所述装置还包括：

第一确定模块，用于当所述第二检测模块检测到存在处于脱落状态的心电传感器电极时，确定所述处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道；

控制模块，用于通过所述微控制单元将所述第一确定模块确定的所述处于脱落状态的心电传感器电极对应的数据通道传输的导联信号置为零；

第二采集模块，用于通过所述心电传感器采集处于连通状态的心电传感器电极形成的闭合回路各自对应的心电信号。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一采集模块包括：

第一回路形成单元，用于通过所述第一传感器电极与所述第二传感器电极形成第一闭合回路；

第二回路形成单元，用于通过所述第二传感器电极与所述第三传感器电极形成第二闭合回路；

第三回路形成单元，用于通过所述第三传感器电极与所述第一传感器电极形成第三闭合回路；

采集单元，用于通过所述第一回路形成单元形成的所述第一闭合回路采集第I导联信号，通过所述第二回路形成单元形成的所述第二闭合回路采集第II导联信号，通过所述第三回路形成单元形成的所述第三闭合回路采集第III导联信号，所述三导联心电信号包括所述第I导联信号、所述第II导联信号、所述第III导联信号。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二确定模块，用于根据所述第一采集模块采集到的所述三导联心电信号确定所述用户的加压单极肢导联信号，得到六导联心电信号。

12.根据权利要求7-11任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

发送模块，用于通过无线通信的方式将所述第一采集模块采集到的所述三导联心电信号发送给主机设备，以供所述主机设备根据所述三导联心电信号确定所述用户的心血管疾病的类型。

13.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括主体部分和腕带部分，所述主体部分的正面内侧设置有第一心电传感器电极，所述主体部分的正面外侧设置有第二心电传感器电极，所述腕带部分的外侧设置有第三心电传感器电极，所述第三心电传感器电极与所述主体部分通过腕带内部导线连接，所述可穿戴设备包括上述权利要求7-12任一所述的心电信号的采集装置，所述心电信号的采集装置执行上述权利要求1-6任一所述的心电信号的采集方法。