[发明专利]应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络

说明书

本发明涉及一种滤波器，尤其涉及一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块。本发明的有益效果是：无需通过无线传送到手机做软件滤波，在智能硬件本身就可以心电的心率不齐、窦性心率等判断，达到实时反馈，实时监测的效果，更适用于老年人的日常健康监测，显著减小了无线传输数据带来的功耗问题。

技术领域

本发明涉及一种滤波器，尤其涉及一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络。

背景技术

由于心电信号(ECG)信号具有微弱性：0.05-0.5mV；不稳定性；低频特性，最高有效频率在100Hz左右；随机性和规律性，因此在用常规的双导联、三导联或多导联对人做心电信号(ECG)测量过程中，极易受工频、射频等干扰，另外还有电极和皮肤接触引起的极化电动势和电极本身电阻的变化和电极电位的改变，使波形出现工频信号、基线漂移和其他高频干扰，这些夹杂而来的噪声往使波形识别和参数测量成为不可能，甚至无法记录。特别是大的高频干扰和基线漂移，带来硬件初级放大器的饱和，采到错的数据，ECG的测量无法实现。

常用的消除或减小，此类干扰的方法通常是软件滤波，比如消除50Hz或60Hz工频干扰，使用陷波滤波器；消除基线漂移使用中值滤波器、高通滤波器和整系数滤波器；消除高频干扰使用150Hz的低通滤波器，诸此方法需要很高的运算能力，对于硬件的要求较高，在可穿戴设备中，功耗、体积以及成本都是不可接受的。

目前在可穿戴智能硬件中的做法把数据上传到手机，让手机采用前面提到的软件滤波方法，来处理此类数据，但是存在以下三个问题：

1.仍存在我们前面提到的大的高频干扰和基线漂移带来的硬件放大器饱和的问题，

2.可穿戴设备要不断和手机数据通信，势必会极大减小可穿戴设备的待机时间，降低用户体验度，

3.限制了目标客户。对于不会使用手机的老年人，是个很大的挑战。但他们是最需要健康类智能硬件的日常诊断。

发明内容

针对上述方案的缺点，本发明提出了一种硬件滤波网络，能有效抑制上面提到的噪声源。

本发明技术方案是：一种应用于心电智能检测的噪声抑制滤波器网络，包括：噪声检测模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器以及心电模块，所述噪声检测模块连接心电模块，所述第一滤波模块的输入端分别连接左手和右手，其输出端通过第二滤波模块连接心电模块，所述第三滤波模块的输入端连接靠近第一滤波模块输入一端的左手腕，其输出端连接心电模块；第一滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于滤除测量环境中的高频干扰；第二滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合，用于抑制基线漂移等低频信号；第三滤波模块、模拟地和数字地隔离器、模拟电源和数字电源隔离器的组合用于抑制来自身体的右腿的共模干扰。

优选的，所述第一滤波模块采用低通滤波器，包括：电阻R1、R2、电容C1、C2，所述电阻R1的一端连接左手臂，另一端分别连接电容C1和第二滤波模块，所述电容C1的另一端连接模拟地，所述电阻R2的一端连接右手臂，另一端分别连接电容C2和第二滤波模块，所述电容C2的另一端连接模拟地。

优选的，所述第二滤波模块采用高通滤波器，包括：电阻R3、R4、R6、R7、电容C3、C4，所述电容C3的一端连接电阻R1，另一端分别连接电阻R3、R6以及心电模块，所述电阻R3的另一端连接模拟地，所述电容C4的一端连接电阻R2，另一端分别连接电阻R4、R7以及心电模块，所述电阻R4的另一端连接模拟地，所述电阻R6、R7依次串接，其中间节点连接心电模块的输出端。