[发明专利]一种用于测量呼吸和心跳的心电信号系统

权利要求书

1.一种用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，该系统包括双线圈柔性传感器、鉴相电路、数据采集及存储电路、上位机处理方法四个部分；其中，双线圈柔性传感器包括激励线圈和检测线圈；数据采集及存储电路包括数据采集电路、STM32主控电路、存储电路；激励信号首先输入双线圈柔性传感器和鉴相电路，双线圈柔性传感器输出的检测信号也输入到鉴相电路，鉴相电路输出的相位差信号输入到数据采集及存储电路，数据采集及存储电路的输出信号输入到上位机处理方法，由上位机处理方法得到相应的心率和呼吸率。

2.按照权利要求1所述的用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，所述双线圈柔性传感器采用双线圈和基板构成，双线圈分别位于基板的两侧，线圈为圆形平面螺旋线圈，参数都相同，呈对称分布，基板可以选用柔性的聚酰亚胺PI板材或者硬质的基板。

3.按照权利要求1所述的用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，所述鉴相电路采用模拟鉴相芯片实现。

4.按照权利要求3所述的用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，所述模拟鉴相芯片的型号为AD8302。

5.按照权利要求1所述的用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，所述数据采集及存储电路采用微处理器驱动A/D转换电路进行信号采集，并将采集到的原始信号存储在SD卡中，微处理器实现信号的采集和保存。

6.按照权利要求5所述的用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，所述微处理器采用处理器STM32F103实现。

7.按照权利要求1所述的用于测量呼吸和心跳的心电信号系统，其特征在于，所述上位机处理方法将原始信号数据上传至上位机，采用信号分解方法，分离出心跳和呼吸信号；

具体包括：

步骤1：基于双线圈柔性传感器对心肺信号进行检测，并将原始信号数据上传至上位机；

步骤2：对所述原始信号数据应用经验模态分解EMD分解算法，将原始信号分解为一系列频率从高到低排列的本征模态函数IMF，包含了心跳、呼吸以及环境噪声等不同频段的信号；

步骤3：对所述各IMF分量进行Hilbert变换并求解其边际谱；

步骤4：根据正常心跳次数为60～90次/min即1Hz～1.5Hz，正常呼吸时呼吸频率为12～30次/min即0.2Hz～0.5Hz，对所述IMF分量进行匹配，获取重构的心跳信号和呼吸信号，并求得相应的心率和呼吸率。