[实用新型]基于卡尔曼自适应滤波的数字心率计

说明书

本实用新型公开了基于卡尔曼自适应滤波的数字心率计，包括心率传感器、信号质量检测装置、卡尔曼滤波器和监控器；所述心率传感器上设有恒温装置，所述信号质量检测装置包括数字信号发生模块、衰减电路、电容、加法器和示波器，数字信号发生模块经衰减电路、电容、加法器与示波器电路连接，所述卡尔曼滤波器包括主滤波器和局部滤波器，所述主滤波器和局部滤波器通过导线互逆连接，所述监控器上设有图像处理芯片、显示屏、控制器、操作模块和声光报警模块，所述操作模块包括开关按钮和回看按钮。本实用新型的信号质量指数可以实时地表征心电信号的质量，从而作为卡尔曼滤波器参数调节的依据，提高估计准确性，精准的进行心率估计。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是基于卡尔曼自适应滤波的数字心率计。

背景技术

在传统的心电检测中，重症监护室中监测危重病人的生命体征信号的心率计，经常受到诸如噪声和数据缺失等干扰，造成监护中的心率的估值错误，导致监护仪的错误报警率居高不下。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了基于卡尔曼自适应滤波的数字心率计。本实用新型能有效地识别信号趋势的变化和噪声干扰，精准的进行心率估计。

本实用新型采用的技术方案是：基于卡尔曼自适应滤波的数字心率计，包括心率传感器、信号质量检测装置、卡尔曼滤波器和监控器；所述心率传感器上设有恒温装置，所述信号质量检测装置包括数字信号发生模块、衰减电路、电容、加法器和示波器，数字信号发生模块经衰减电路、电容、加法器与示波器电路连接，所述卡尔曼滤波器包括主滤波器和局部滤波器，所述主滤波器和局部滤波器通过导线互逆连接，所述监控器上设有图像处理芯片、显示屏、控制器、操作模块和声光报警模块，所述操作模块包括开关按钮和回看按钮；所述心率传感器的输出端连接所述信号质量检测装置的输入端，所述信号质量检测装置的输出端连接所述卡尔曼滤波器的输入端，所述卡尔曼滤波器的输出端连接所述监控器的输入端。

本实用新型采用的工作原理是：心率传感器将测试的心率信号传递给信号质量检测装置，信号检测装置可以测量信号质量指数(SQI)，信号质量指数可以实时地表征心电信号的质量，从而作为卡尔曼滤波器参数调节的依据，提高估计准确性，卡尔曼滤波器能有效地识别信号趋势的变化和噪声干扰，精准的进行心率估计，心率数据经过图像处理芯片的处理，将心率数据通过显示屏展示出来，用户可以通过开关按钮开启和关闭显示屏，也可以通过回看按钮调出前一段时间的心率数据查看，当心率值超过预设的极值时，声光报警模块会进行声音和震动报警。

优选的，所述图像处理芯片的第一输出端连接控制器的第一输入端，所述操作模块连接所述控制器的第二输入端，所述控制器的第一输出端连接显示屏的输入端，所述控制器的第二输出端连接声光报警模块的输入端，此连接方式可以较好的实现显示屏显示和报警的功能。

优选的，所述的数字信号发生模块为FPGA(F ie l d－Programmab leGateArray，现场可编程门阵列)芯片，FPGA芯片连接有复位电路、下载电路、同步动态随机存储器FLASH、同步动态随机存储器SDRAM、静态随机存储器SRAM。数字信号发生模块中的同步动态随机存储器FLASH、同步动态随机存储器SDRAM和静态随机存储器SRAM临时或永久存储FPGA芯片处理得到的数据，并以备FPGA芯片随时调用数据。

优选的，所述监控器内部还设有无线发射装置，所述声光报警模块的输出端通过无线发射装置连接护士站。护士站可以及时的接收到报警信息从而及时通知医生和进行急救处理。

优选的，所述监控器还设有语音播报装置和语音播报按钮。点击语音播报按钮，可以打开语音播报装置，进行语音播报；再次点击语音播报按钮可以关闭语音播报装置。

优选的，所述心率传感器为石墨烯心率传感器。石墨烯心率传感器能够侦测到微弱形变信号的特征以及其柔性和超薄性能，探测采集细微的心率信号。

本实用新型的有益效果是：