[发明专利]一种实现ECG导联脱落检测的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及ECG信号采集、处理领域，尤其涉及的是ECG导联脱落检测提示领域，更具体的是涉及能够正确地实现ECG导联脱落检测的方法以及实现该方法的装置。

背景技术

现有ECG导联脱落检测技术主要基于直流偏压法，见图1，监护设备通过电极将人体ECG信号引入到板卡，板卡的硬件前端设置有低通滤波器，用以滤除高频干扰。在低通滤波器后设置缓冲器将前端ECG信号缓冲输出。在ECG前端缓冲输入级A点或B点，通过较大阻值的电阻，加入直流偏置电压，该偏置电压可为正电压也可为负电压，当ECG电极未脱落时，由于ECG前级硬件电路构成的闭环负反馈系统，ECG前级缓冲输出电压C点或D点约为0V(使用正、负电源供电的系统)。当ECG前级电极脱落时，ECG前端缓冲输出电压约等于偏置电压。后级硬件电路将该电压送入到AD进行采样，MCU对采样值进行软件滤波，用以判断ECG电极是否脱落。当滤波后的电压值超过阈值范围时，判断为电极脱落，否则，判断电极未脱落。现有技术方案为了实现多电极导联脱落判断，通常会采用多个通道同时缓冲前级信号，并将导联脱落信号送入到多通道AD，由多通道AD完成采样，这样就会导致硬件比较复杂，且要求MCU有多通道AD。

现有导联脱落判断的主要缺点：1、传统ECG导联脱落检测技术的缺点是当系统工作环境较差时，整个系统容易受到工频干扰的影响，由于ECG前级输入阻抗较大，工频干扰很容易导致ECG前端缓冲输出较强的工频干扰信号甚至饱和，过强的工频干扰信号通过软件低通滤波器后，输出异常电压值，导致ECG导联脱落电路误判，从而系统异常。2、使用MCU采样导联脱落的输出，使用软件判断导联是否脱落，由于MCU要处理导联脱落信号中的工频干扰，因此要求的MCU采样率较高，要正确的采样工频干扰信号并处理，要求MCU采样率至少在250Hz以上，MCU需要在短时间内采样大量数据并进行处理，过多地消耗了MCU资源。特别是多路导联脱落信号同时采样处理时，对MCU的资源消耗更大。3、现有技术方案通常要求多个通道同时缓冲，每个缓冲通道都需要运算放大器及外围的电阻、电容构成的滤波电路，硬件电路较为复杂。

发明内容

针对传统ECG导联脱落检测方法存在的问题，本发明提供一种基于峰值检波实现导联脱落检测的方法和装置，以达到可靠性高，成本低，抗干扰能力强，对器件参数要求低的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现ECG导联脱落检测的方法，首先设定导联脱落的阈值范围；逐一采集各ECG导联通道中的任意一点信号，并对采集的信号间隔50mS-200mS进行切换输出；

对输出的信号进行峰值检波，若为直流信号，则峰值检波后直接输出该信号；

若为含有直流成分的工频干扰信号，则检测其峰值；

若峰值超过导联脱落阈值范围，则判断ECG导联脱落，否则，判断ECG导联未脱落。

采集ECG导联连续信号的次数与导联通道数相同，且每个ECG导联通道只采集一次信号。

一种ECG导联脱落检测的装置，主要由MCU、AD转换器、数据选择器、低通滤波电路和峰值检波电路组成。所述峰值检波电路由运算放大器U2和运算放大器U1、电阻R2、二极管D1、电容C2、电阻R3、组成；其中在运算放大器U1的输出端与运算放大器U2的输入端之间顺序连接电阻R2和二极管D1，电阻R3和电容C2串联后并联在二极管D1与运算放大器U2的输入端之间；同时运算放大器U2的输出反馈到运算放大器U1的反相输入端。

当中运算放大器U2的输出反馈到运算放大器U1的反相输入端构成闭环负反馈，数据选择器将ECG导联信号逐一选择送入到低通滤波电路；滤波后的信号经所述峰值检波电路判断其峰值，超过导联脱落阈值范围，则判断ECG导联脱落，否则，判断ECG导联未脱落。

当运算放大器U1的输入端为正电平且电位不断升高时，则运算放大器U1跟随输出正电平，二极管D1导通，运算放大器U2输出为正电平，运算放大器U2跟随输出正电平；若运算放大器U1的输入端为正电平且不断降低，二极管D1截至，此时电容C2的电荷通过电阻R3缓慢泄放。

所述MCU控制数据选择器约100mS切换一次，将ECG导联信号逐一切换输出至低通滤波电路滤波处理。

若工频干扰较小，则ECG前级缓冲输出为直流信号，峰值检波电路的输出基本等于该直流信号；若工频干扰较大，ECG前级缓冲输出为带有直流成分的工频干扰，峰值检波电路检出该干扰信号的峰值并与设定的阈值比较。