技术领域

本发明涉及电子医疗器械领域。 更具体地说， 是一种基于耳机式心电监 护器。 背景技术

随着社会的不断进步与发展， 结合智能终端监控人类身体的疾病信息已 经成为了一种发展趋势。 它可以随时随地对人类身体的信息实施监控， 预防 疾病的发生。 使得人们的生活状态更佳， 生活得更健康。

然而， 目前的心电除颤器大多安装在医院和机场， 大型购物中心， 车站 等人群聚集的地方， 但远远不能满足患者需要， 而心脏骤停具有突发性， 所 以， 固定的心电除颤器具有很大的局限性。 传统的心电监护器对人们的体征 信号监测存在以下缺点：

( 1 ) 智能终端式内置心电芯片， 例如， 酷派手机 9960, 具有心电釆集 能力， 能随时为用户提供 24 小时心电监测， 能釆集、 显示、 存储、 发送使 用者的心电图信息， 与现有医院釆用的多联的电极监测的数据有差 异， 准确 率不高， 而且不能监测血氧饱和度， 关键是没有集成心脏除颤功能。

( 2 )针对传统的自动心电监护器的缺点，提出了� �入式心脏除颤（ ICD )。 ICD被植入在患者的皮下，通过电线与心脏连接 。 ICD持续地检测心电信号， 并对检测到的心电信号进行分析。 当根据分析结果判断为心律失常时， 对心 脏进行脉冲放电， 使患者的心律恢复正常。 ICD被植入患者体内而由患者随 身携带， 并且无需人工干预而自动地监视患者的心律并 自动地进行放电， 因 此是非常方便的。 但是， 需要进行手术来把 ICD植入到患者体内， 会给患 者带来痛苦， 而且 ICD 需要定期更换电池， 更换电池时也会给患者带来痛 苦。 另外， 植入到体内也会带来不可预测的风险， 但此种手段价格昂贵， 不 是一般的患者能够承受的。

( 3 )一些可穿戴的心电监护器为了能够在无需他� �帮助的情况下自动 地进行心律检测和除颤， 同时减轻患者的痛苦。 这种可穿戴式心电监护器被 制作成背心一样或者直接贴在患者身上。 例如， 在下述的专利文献 CN 103405851 A公开了这样的可穿戴式心电监护器。 虽然是根据心电信号来判 断是否对患者使用放电除颤，但是只能纯粹的 釆取心电信号，由于电磁干扰、 传感器与身体接触等状况， 常常会引起误判， 对患者产生致命的危险。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于耳 机式心电监护器。 不但能 够随时随地的监测使用者的体征信号， 而且还具备心脏除颤功能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 一种基于耳机式心电监护 器， 包括两个脉冲电极片、 两个耳塞、 心电芯片、 智能终端， 其特征在于， 所述心电芯片包含釆集器、 ADC模拟数字转换器、 数字信号处理器、 通信 单元， 每个所述耳塞分别连接所述釆集器的输入端， 用于釆集使用者的模拟 体征信号， 所述釆集器的输出端连接所述 ADC模拟数字转换器的输入端， 用于将釆集的模拟体征信号转化为数字体征信 号； 所述 ADC模拟数字转换 器的输出端连接所述数字信号处理器的输入端 ， 所述数字信号处理器用于对 接收的数字体征信号判断是否需要对外进行除 颤 (所述除颤是指用具有除颤 功能的仪器对心脏放电的方式终止心脏颤动的 操作 ); 所述数字信号处理器 的输出端连接所述通信单元的输入端，将所述 数字信号处理器处理后的数字 体征信号传递给所述通信单元； 所述通信单元的输出端连接所述智能终端， 所述智能终端用于存储数字体征信号、 发送脉冲信号、 并向两个脉冲电极片 提供电能。

在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。

进一步，所述模拟体征信号包括血氧饱和度信 号、体温信号与心电信号； 每个所述耳塞包含弹性开关、 电极片、 筛网电极、 红外线探测器， 所述红外 线探测器连接所述釆集器的输入端，根据所述 智能终端发出的脉冲信号釆集 血氧饱和度信号与体温信号发送给 ADC模拟数字转化器； 所述釆集器的另 一个输入端与所述筛网电极一端相连， 所述筛网电极的另一端与所述弹性开 关一端相连， 所述弹性开关的另一端所述电极片相连， 通过控制所述弹性开 关处于断开或闭合状态， 使所述釆集器与所述电极片釆集模拟心电信号 。 进一步， 所述智能终端包含系统管理单元、 电池、 电池检测装置， 所述电池 检测装置， 用于检测电池的电量并且向系统管理单元发送 警报； 所述系统管 理单元，用于根据所述数字信号处理器发出的 数字体征信号让所述电池对外 供电， 同时记录该数字体征信号； 所述心电监护器还包括变压器、 电容， 所 述变压器的输出端连接所述电容的输入端， 用于对所述电池提供的低电压经 过变压后转化为高电压向电容进行充电， 所述电容的输出端连接两个所述脉 冲电极片， 用于向连接的两个脉冲电极片译放电能。

进一步， 所述数字信号处理器对接收的数字体征信号判 断是否需要对外 进行除颤 （复电律）， 具体包括：

所所述数字信号处理器获取到数字体征信号时 ， 通过所述通信单元把使 用者的心电图和血氧饱和度以及体温等信号发 送给系统管理单元， 并保存； 当数字信号处理器接收的心电信号处于预设的 心脏骤停值时， 则数字信 号处理器经过通信单元直接发送警报信号给所 述智能终端的系统管理单元， 所述系统管理单元让所述电池与所述变压器导 通， 让所述电容通过连接的两 个脉冲电极片开始对心脏进行除颤预备状态；

当所述数字信号处理器接收到的心电信号不低 于心脏骤停值时， 所述釆 集器与两个所述耳塞继续釆集模拟体征信号。

进一步， 所述心电监护器还包含第一 USB接口、 第二 USB接口、 第三 USB接口、 耳塞插口， 所述第一 USB接口的输出端与所述变压器的另一输 入端相连， 用于在所述电池电量不足的情况下， 对外对接移动电源， 提供外 加电源； 所述第二 USB接口的输出端分别与两个脉冲电极片相连， 是用于 把所述智能终端的电量译放到两个脉冲电极片 进行除颤； 所述第三 USB接 口的输入端与所述通信单元的另一个输出端相 连， 用于连接智能终端数据线 的 USB端口； 所述耳塞插孔的输出端与所述釆集器的输入端 相连， 是用于 连接所述耳塞的接口并配合所述釆集器釆集模 拟体征信号。

进一步， 所述心电监护器还包括电源插头， 所述电源插头的输出端与所 述第二 USB接口的输入端相连， 用于向智能终端充电； 每个所述脉冲电极 片是左右对折的， 每个所述脉冲电极片在未使用时， 能够卡在所述电源插头 的两侧。 本发明的有益效果是： 在原有的智能终端外端配置耳塞和心电芯片， 通 过耳塞内壁配置的电极片与红外线探测器； 实现了使用者可以随时随地的釆 集自身的体征信号， 当智能终端接收到所述心电芯片判断出的体征 信号中的 心脏跳动出现异常， 则通过软件自身比对进行对疾患的判断， 或通过通信手 段告知家人和医疗机构获取进一步的医疗方案 。 当使用者处于心脏骤停时则 开始对使用者实现心脏除颤 （电复律）。 该设备不仅携带方便， 最为关键的 是价格便宜， 其功能附着于智能终端的必备器件中， 能覆盖所有具备智能终 端的人群，适于向广大消费者推广，提高了对 心脏有异常的病人的监控能力。

附图说明

图 1为本发明心电监护器的正视图； 图 2为本发明心电监护器的框架结构图； 图 3为本发明耳塞的框架结构图。 附图中， 各标号所代表的部件列表如下：

1、 耳塞， 2、 扬声器， 3、 弹性开关， 4、 电极片， 5、 筛网电极， 6、 红 外线探测器， 7、 脉冲电极片， 8、 麦克风， 9、 第二 USB接口， 10、 心电芯 片， 11、 电容， 12、 变压器、 13、 第三 USB接口， 14、 数据线， 15、 智能 终端， 16、 第一 USB接口， 17、 电源插头， 18、 耳机插孔， 21、 釆集器， 22、 ADC模拟数字转换器， 23、 数字信号处理器， 24、 通信单元， 25、 系 统管理单元， 26、 电池检测装置， 27、 电池。 具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述 ， 所举实例只用于解释本 发明， 并非用于限定本发明的范围。

如图 1所示， 为本发明心电监护器的正视图； 如图 2所示， 为本发明心 电监护器的框架结构图。

一种基于耳机式心电监护器。 包括两个脉冲电极片 7、 两个耳塞 1、 心 电芯片 10、 智能终端 15 (所述智能终端是指， 那些具有多媒体功能的智能 设备这些设备支持音频、视频、数据等方面的 功能.如： 智能手机、平板电脑、

PDA等设备）， 所述心电芯片 10包含釆集器 21 (所述釆集器是神念科技公 司生产的 BMD101芯片中的低噪音放大器部件，是指与所述 耳塞内部连接的 红外线探测器与电极片等传感器， 并对所述传感器与釆集器釆集的信号进行 过滤放大）、 ADC模拟数字转换器 22、 数字信号处理器 23、 通信单元 24, 每个所述耳塞 1分别连接所述釆集器 21的输入端， 用于釆集使用者的模拟 体征信号， 所述釆集器 21的输出端连接所述 ADC模拟数字转换器 22的输 入端， 用于将釆集的模拟体征信号（所述模拟体征信 号是指釆集的患者身体 的温度、 血氧饱和度、 心电图等模拟信号）转化为数字体征信号（所 述数字 体征信号是指釆集的模拟体征信号全部转化为 相应的数字信号）； 所述 ADC 模拟数字转换器 22的输出端连接所述数字信号处理器 23的输入端，用于对 接收的数字体征信号判断是否需要对外进行电 击； 所述数字信号处理器 23 的输出端连接所述通信单元 24的输入端，将所述数字信号处理器 23处理的 数字体征信号传递给所述通信单元 24; 所述通信单元 24的输处端连接所述 智能终端 15 , 所述智能终端 15用于存储数字体征信号并且向两个脉冲电极 片 7提供电能。

在本实例中，所述的心电芯片 10是神念科技公司生产的 BMD101芯片， 所述芯片体积小， 低功耗 0.8mA电流； 3*3毫米世界上最小的心电芯片， 应 用广泛， 算法多样： 可以识别心脏年龄， 实现身份识别， 心脏活力度测评等 等； 所述心电芯片 10是安装在耳机式数据线上， 属于芯片外置的连接方式； 所述心电芯片 10内部的所述釆集器 21与所述红外线探测器 6和电极片 4相 连，实现对使用者身体上的模拟体征信号的釆 集，当检测到存在异常情况时， 对使用者的心脏直接进行的除颤的准备。

如图 3所示， 为本发明耳塞的框架结构图。

所述模拟体征信号包括血氧饱和度信号、体温 信号与心电信号等模拟信 号。 具体釆集的连接方式如下：

每个所述耳塞 1包含弹性开关 3、 电极片 4、 筛网电极 5、 红外线探测器 6,所述红外线探测器 6连接所述釆集器 21的输入端，根据所述智能终端 15 发送的脉冲信号釆集血氧饱和度信号与体温信 号发送给 ADC模拟数字转化 器 22; 所述釆集器 21的另一个输入端与所述筛网电极 5—端相连， （所述 筛网电极的两端一样， 是呈网状的金属片， 起的作用是保证手指在按耳塞里 的弹簧开关保证电极片与釆集器的电路是导通 ）所述筛网电极 5的另一端与 所述弹性开关 3—端相连， 所述弹性开关 3的另一端所述电极片 4相连， 通 过控制所述弹性开关 3处于断开或闭合状态， 使所述釆集器 21与所述电极 片 4釆集模拟心电信号。

在本实例中， 获取釆集器 21 釆集血氧饱和度信号、 体温信号与心电信 号， 具体地， 当智能终端 15中软件流程开启了， 所述耳塞 1釆取信号方式 可支持，的导联式心电图釆集， 导联式 I是两个所述耳塞 1 的正面分别放置左 手与右手的食指捏住进行釆集； 导联式 II是一个所述耳塞 1正面放置左手食 指或左手腕， 另一个所述耳塞 1正面放置左腿上； 导联式 III是一个所述耳塞 1正面放置右手食指或右手腕， 另一个所述耳塞 1正面放置左腿上。 所述耳 塞 1中的红外线探测器 6接收到智能终端 15发送的脉冲信号指示， 根据脉 冲信号的周期自动开始同时釆集血氧饱和度信 号与体温信号。 当需要釆集模 拟心电信号时， 只需按上述心电釆集标准， 食指压住使所述弹性开关 3处于 闭合状态， 保持所述釆集器 21与所述电极片 4导通， 根据所述耳塞 1的电 极片 4与所述釆集器 21的釆集的模拟心电信号， 经过一系列处理， 发送给 所述智能终端 15存储或者进行除颤的步骤， 当使用者连续几天常常出现心 率失常或者心脏骤停的时候， 可以把存储的心电图拿到医院给医生确定情 况， 直到排出危险期。

进一步， 所述智能终端 15包含系统管理单元 25、 电池 27、 电池检测装 置 26, 所述电池检测装置 26, 用于检测电池的电量并且向系统管理单元 25 发送警报； 所述系统管理单元 25 , 用于根据所述数字信号处理器 23发出的 数字体征信号让所述电池 27连接变压器 12的输入端， 同时记录该数字体征 信号； 所述变压器 12的输出端连接所述电容 11的输入端， 用于对所述电池 27提供的低电压经过变压后转化为高电压向电� ��进行充电， 所述电容 11的 输出端连接两个所述脉冲电极片 7, 用于向连接的两个脉冲电极片 7译放电 h

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在本实例中， 所述智能终端 15优选智能手机与平板电脑， 安装相应软 件，通过智能终端 15数据线 14的 USB端口与智能终端 15连接控制。 所述 智能终端 15的电池 27的容量一般是 1500至 3000 mAh,如果每次放电的能 量 120焦耳， 那么至少对心脏电击的次数不低于 20次 (心脏除颤一般情况 下只需要 10〜15次）。 所述电容 12是储电电容， 电容 12通过四个高压开关 组成桥式电路来进行双向波除颤。 所述智能终端 15内部的系统管理单元 25 会根据所述数字信号处理器 23发出的数字体征信号让所述电池 27连接变压 器 12的输入端， 同时记录该数字体征信号； 显示出使用者的身体信息表， 也可以通过智能手机或者平板电脑的移动网络 或者无线网络同步到云端服 务器。 所述数字信号处理器 23对接收的数字体征信号判断是否需要对外进� �� 除颤， 具体包括：

所述数字信号处理器 23获取到数字体征信号时， 通过所述通信单元 22 发送给智能终端 15屏幕显示出使用者的心电图和血氧饱和度以� ��体温等信 息可以对外发送， 并保存；

当智能终端 15 的显示屏上出现的心电信号处于预设的心脏骤 停值时， 则数字信号处理器 23经过通信单元 22直接发送警报信号给所述智能终端 15 的系统管理单元 25 , 所述系统管理单元 25让所述电池 27与所述变压器 12 导通， 让所述电容 11通过连接的两个脉冲电极片 7开始对心脏进行除颤预 备状态；

当所述数字信号处理器 23接收到的心电信号不低于心脏骤停值时， 所 述釆集器 20与每个所述耳塞 1上的红外线探测器 6和电极片 4继续釆集模 拟体征信号。

在本实例中，所述心电芯片 11中的数字信号处理处理器 23获取到 ADC 模拟数字转换器 22发送的数字体征信号， 根据接收到的数字体征信号中的 心电信号（如： 心率失常、 心脏骤停）、 或者温度异常（大于 37.5 °C )。 或者 血氧饱和度（正常人体动脉的血氧饱和度为 98%, 静脉血为 75% )数据值， 根据心电信号出现异常情况， 结合温度异常和血氧饱和度作为参考， 防止存 在的耳塞 1釆集过程中出现人为的恶作剧， 影响判断。 所述数字信号处理器 23就会经过通信单元 25发送相应的警报信号给所述智能终端 15的系统管理 单元 25 , 所述系统管理单元 25通过发送指令让所述电池 27与所述变压器 12导通， 直到所述智能终端 15的显示屏上的开始除颤按钮被按下， 让所述 电容 11通过连接的两个脉冲电极片 7对外进行除颤。 如果所述耳塞 1与所 述釆集器 21釆集的模拟体征信号一切正常， 那么则继续相应的釆集和记录， 并可以在智能终端 15上查询使用者身体情况。

所述心电监护器还包含第一 USB接口 16、 第二 USB接口 9、 第三 USB 接口 13、 耳塞插孔 18, 所述第一 USB接口 16的输出端与所述变压器 12的 另一输入端相连， 用于在所述电池 27 电量不足的情况下， 对外对接移动电 源，提供外加电源； 所述第二 USB接口 9的输出端分别与两个脉冲电极片 7 相连，是用于把所述智能终端 15的电量译放到两个脉冲电极片 7进行除颤； 所述第三 USB接口 13的输入端与所述通信单元 24的另一个输出端相连， 用于连接智能终端 15数据线的 USB端口； 所述耳塞插孔 18的输出端与所 述釆集器 21的输入端相连， 是用于连接所述耳塞 1的接口并配合所述釆集 器 21釆集模拟体征信号。

在本实例中， 所述第一 USB接口 16是专门设置外接移动电源或者充电 宝的接口， 防止在外出的情况下， 智能终端 15 电量不足， 出现需要心脏除 颤的情况。 所述第二 USB接口 9是专门设置在所述心电芯片 11外端的连接 耳塞的接口， 当使用者将所述耳塞 1的末端插入到智能终端 15上内设的耳 塞插孔， 所述耳塞 1上设置扬声器 2不仅能正常实现收听功能， 还在一侧的 耳塞线上设置有用于釆集声音的麦克风 8; 通过内置在耳塞 1内部的红外线 探测器 6与电极片 4, 可实现使用者身体相关的模拟体征信号釆集。 所述第 三 USB接口 13是备用的 USB接口， 当出现智能终端 15制式不同， 例如： 安卓与苹果的数据线端口形式不同， 可以通过该接口实现兼容。 所述耳塞插 孔 18的输出端与所述釆集器 21的输入端相连，是用于连接所述耳塞 1的接 口并配合所述釆集器 21釆集模拟体征信号。

所述心电监护器还包括电源插头 17 , 所述电源插头 17的输出端与所述 第二 USB接口 9的输入端相连， 用于向智能终端 15充电； 每个所述脉冲电 极片 7是左右对折的， 每个所述脉冲电极片 7在未使用时， 能够卡在所述电 源插头 17的两侧， 方便携带。 在使用时展开， 可以增大到点接触面积， 防 止单点对使用者机体的损伤。

在使用脉冲电极片 7时，将其中一个脉冲电极片 7分别放置在人的左腋 前线内的第五肋间， 另一个脉冲电极片 7放置在胸骨右缘二至三肋间， 通过 智能终端 15上软件监控和人为的操作对患者进行必要的� ��颤，在未使用时， 将两个脉冲电极片 1对折收拢， 卡在所述电源插头 17两侧的卡槽上， 利于 携带。 所述外界装置配套智能终端 15使用， 价格便宜， 易于推广。 在一般 情况下， 在所述耳塞 1的插头直接连接所述智能终端 15上自带的耳塞插孔 不经过数据线上的心电芯片 6, 在所述耳塞 1内部安装一个相同的心电芯片 6, 可以单纯的通过智能终端 15内部的软件流程发送检测指令对人体的心脏 进行心电监护。

当使用者关闭智能终端 15内的软件驱动， 所述耳塞 1可作为正常耳机 使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明 的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发 明的保护范围之内。