一种多功能心电采集系统

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种多功能心电采集系统。


背景技术：

2.心电图机是一种能将心脏活动时心肌激动产生的生物电信号(心电信号)自动记录下来，从而为临床诊断和科研提供心电数据的医疗电子仪器。现有的心电图采集过程中，主要采用人为操作方式，在面对大量采集需求时，操作者容易出现疲劳状态，导致采集数据结果图形不整、采集质量得不到保证，甚至出现较大误差，不利于后续进行准确可靠的临床应用或科研分析。并且在面对不同用户时，比如体型瘦弱的老年人时，往往还需要多名操作者协助按压固定吸球，不仅耗时较长、效率较低，而且长时间暴露患者身体，无疑会增加患病的风险。
3.现有技术针对心电图机进行改进研究，比如中国专利cn201911343924.0公开一种智能心电图机，包括：液晶触摸屏、心电信号采集板、人工智能心电分析模块、热敏打印模块、电源管理模块、锂电池、电源适配器、无线通讯模块组、移动通信模块组、主控板、以太网通讯模块、热敏打印机。其中，无线通讯模块组具体包括：wifi模块和蓝牙模块；移动通信模块组包括：4g模块和5g模块。该智能心电图机是集心电图采集、心电图智能分析、心电图像与报告打印、远程通讯为一体的多功能设备，并且提供友好的触摸式可视化人机交互界面进行操作。该智能心电图机提升了操作友好度，增加了人工智能数据分析功能，集成了多种无线及远程通讯手段。但这种智能心电图机依旧需要借助人为操作来手工安装吸球和电极夹，以实现心电导联的连接，并未能简化人工操作过程、提高采集效率和准确性。此外，当前的心电图机功能单一化，仅仅具备心电采集的功能。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多功能心电采集系统，能够简化人工操作过程、提高心电采集效率和准确性。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多功能心电采集系统，包括机床和主机械臂，所述主机械臂上安装有分支机械臂，所述主机械臂和/或分支机械臂上安装有摄像头，所述分支机械臂的末端可拆卸地连接有电极，所述摄像头连接至处理器，用于采集机床上用户身体图像、并传输至处理器进行识别定位；
6.所述处理器分别与主机械臂、分支机械臂相连接，用于根据识别定位结果，输出相应控制指令给主机械臂和分支机械臂，进而控制主机械臂和分支机械臂的工作状态，完成电极与机床上用户之间心电导联的连接。
7.进一步地，所述主机械臂通过底座固定于地面，所述主机械臂上安装两组分支机械臂，其中一组分支机械臂用于实现电极与机床上用户胸部之间心电导联的连接，另一组分支机械臂用于实现电极与机床上用户肢体之间心电导联的连接。
8.进一步地，所述主机械臂可移动地连接安装于机床一侧，所述主机械臂上安装有
一组分支机械臂，用于实现电极与机床上用户胸部、肢体之间心电导联的连接。
9.进一步地，所述主机械臂可移动地连接安装于机床两侧，两个主机械臂上分别安装有一组分支机械臂，位于机床一侧的一组分支机械臂用于实现电极与机床上用户胸部之间心电导联的连接，位于机床另一侧的一组分支机械臂用于实现电极与机床上用户肢体之间心电导联的连接。
10.进一步地，所述机床上设置有身高测量装置，所述身高测量装置包括位于机床一端的固定板以及位于机床另一端的滑动板，所述固定板上安装有用于测量固定板与滑动板之间间距的距离传感器，所述距离传感器与处理器相连接。
11.进一步地，所述机床的顶部开设有用于连接安装滑动板的滑槽，使得滑动板能够沿滑槽方向发生移动。
12.进一步地，所述机床内置有体重测量仪，所述体重测量仪与处理器相连接。
13.进一步地，所述机床的一侧安装有用于采集用户血压血氧数据的辅助测量装置。
14.进一步地，所述辅助测量装置包括用于放置用户手臂的支撑板，所述支撑板上安装有血压测量仪和指脉氧仪，所述血压测量仪和指脉氧仪分别连接至处理器。
15.进一步地，所述电极具体为插入式电极、磁吸式电极或夹子式电极。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.一、本发明通过设置机床和主机械臂，并在主机械臂上安装分支机械臂、在主机械臂和/或分支机械臂上安装有摄像头，在分支机械臂的末端可拆卸地连接有电极，利用摄像头采集机床上用户身体图像、并传输至处理器进行识别定位；利用处理器根据识别定位结果，输出相应控制指令给主机械臂和分支机械臂，进而控制主机械臂和分支机械臂的工作状态，完成电极与机床上用户之间心电导联的连接。由此能够自动识别定位、自动完成心电导联连接，从而有效替代人工操作，提高心电采集效率和准确性。
18.二、本发明采用在主机械臂上安装分支机械臂的方式，利用主机械臂首先带着分支机械臂移动至待操作区域，再由分支机械臂精准完成心电导联的连接操作，一方面确保了足够的移动范围，另一方面也保证了心电导联连接操作的准确性。
19.三、本发明设计主机械臂固定于地面或可移动连接安装于机床侧部，并设计主机械臂上可安装一组分支机械臂来完成胸部、肢体之间心电导联的连接、或安装两组分支机械臂来对应完成胸部、肢体之间心电导联的连接，由此提升了本系统的实用性，能够根据实际应用情况进行适应的调整安装。
20.四、本发明在机床上设置身高测量装置、内置体重测量仪、以及安装用于采集用户血压血氧数据的辅助测量装置，由此不仅能自动完成心电采集过程，还能同时自动完成多项检查指标测量过程，增强了本发明的多功能性及使用范围。
附图说明
21.图1为实施例一的多功能心电采集系统结构示意图；
22.图2为实施例二的多功能心电采集系统结构示意图；
23.图3为实施例三的多功能心电采集系统结构示意图；
24.图中标记说明：1、机床，2、主机械臂，3、摄像头，4、分支机械臂，5、底座，11、固定板，12、滑动板，13、滑槽，14、支撑板，15、血压测量仪，16、指脉氧仪。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
26.实施例一
27.如图1所示，一种多功能心电采集系统，包括机床1和主机械臂2，主机械臂2上安装有分支机械臂4，主机械臂2和/或分支机械臂4上安装有摄像头3，分支机械臂4的末端可拆卸地连接有电极(可采用插入式电极、磁吸式电极或夹子式电极)，其中，摄像头3连接至处理器，用于采集机床上用户身体图像、并传输至处理器进行识别定位；
28.处理器分别与主机械臂2、分支机械臂4相连接，用于根据识别定位结果，输出相应控制指令给主机械臂2和分支机械臂4，进而控制主机械臂2和分支机械臂4的工作状态，完成电极与机床上用户之间心电导联的连接。
29.本实施例中，主机械臂2通过底座5固定于地面，主机械臂2上安装两组分支机械臂4，其中一组分支机械臂4用于实现电极与机床上用户胸部之间心电导联的连接，另一组分支机械臂4用于实现电极与机床上用户肢体之间心电导联的连接。
30.本实施例采用单个主机械臂及多个分支机械臂的方式，以分别对应完成胸部导联及肢体导联电极连接，连接胸部导联时可以一次性按照预定位置由单个分支机械臂放置，也可由单个分支机械臂单个拾取电极放置。
31.此外，为实现多功能的设计，机床1上设置有身高测量装置，身高测量装置包括位于机床1一端的固定板11以及位于机床1另一端的滑动板12，固定板11上安装有用于测量固定板11与滑动板12之间间距的距离传感器，距离传感器与处理器相连接。机床1的顶部开设有用于连接安装滑动板12的滑槽13，使得滑动板12能够沿滑槽13方向发生移动。
32.机床1内置有体重测量仪(用于采集机床上用户的体重数据)，体重测量仪与处理器相连接。
33.机床1的一侧安装有用于采集用户血压血氧数据的辅助测量装置，辅助测量装置包括用于放置用户手臂的支撑板14，支撑板14上安装有血压测量仪15和指脉氧仪16，血压测量仪15和指脉氧仪16分别连接至处理器。
34.在具体应用时，对于受试者(即用户)，由医务人员提前告知(或者等候区观看视频指引)其做好心电图检查前准备，受试者进入心电图室，受试者平躺于机床、并按前期提醒做好测试前全部准备(暴露胸部、双上臂及左下肢踝部，粘贴体表标志物供摄像头图像采集、识别及定位，将右手臂伸入血压测量仪内，同时将一只手指伸入指脉氧套内)；
35.之后由负责操作的医务人员启动系统，处理器给主机械臂发出指令，完成图像采集、视觉识别、视觉定位以及视觉引导操作，当主机械臂带着分支机械臂引导胸部导联、肢体导联定位完成后，开始采集受试者心电数据，并对采集的心电数据进行分析作出诊断报告，之后还会自动完成对受试者身高体重血压心率指脉氧等的测量，并将数据传输给处理器进行数据上传。
36.实施例二
37.本实施例中，如图2所示，主机械臂2可移动地连接安装于机床1一侧，主机械臂2上安装有一组分支机械臂4，用于实现电极与机床上用户胸部、肢体之间心电导联的连接。需要说明的是，在实际应用中，还可直接在机床1一侧安装单个可移动的机械臂，利用该机械臂灵活独立地完成识别定位以及心电导联连接操作。
38.本实施例的其余设计及应用均与实施例一相同。
39.实施例三
40.本实施例中，如图3所示，主机械臂2可移动地连接安装于机床1两侧，两个主机械臂2上分别安装有一组分支机械臂4，位于机床1一侧的一组分支机械臂4用于实现电极与机床上用户胸部之间心电导联的连接，位于机床1另一侧的一组分支机械臂4用于实现电极与机床上用户肢体之间心电导联的连接。
41.本实施例采用两个主机械臂的方式，并在机床两侧配备有两条滑轨，使得两个主机械臂均能够实现滑动、完成识别定位及导联连接，相比于单个主机械臂的方式，本实施例能够进一步自动完成电极的拾取及放置，连接胸部导联时同样可以一次性按照预定位置由单个分支机械臂放置，也可由单个分支机械臂单个拾取电极放置。
42.在实际应用中，还可直接在机床1两侧分别安装单个可移动的机械臂，利用机床1两侧的两个机械臂各自对应完成针对用户胸部、肢体的识别定位及心电导联连接操作。
43.本实施例的其余设计及应用均与实施例一相同。
44.综上可知，本技术方案主要由机床、机械臂、多种测量装置及处理器组成，其中，机床类似于ct或mri机床，用于供用户平躺；主机械臂和分支机械臂完成视觉识别、视觉定位、视觉引导和胸部肢体导联连接；主机械臂和/或分支机械臂附有摄像头或其他能够识别定位功能的仪器，能够识别定位置于人体身体的物件(利用光学定位或其他识别定位手段)，识别定位完成后由处理器发出指令给机械臂，机械臂引导电极(类似吸球)至相应位置完成心电导联的连接。而后用户仍可躺在机床上，进行身高体重和心率血压指脉氧的测量(必要时还可以加装体温及呼吸频率及腰围腹围等测量工具)。由此本方案基于人工智能手段，能够有效减少心电图采集过程中的人为操作，提高采集效率以及精准度；同时由于最大限度地避免了医务人员和用户的直接接触和参与，亦能起到保护用户隐私的作用；采用机械臂操作代替人工操作不会导致各导联之间缠结，避免了因导联纠缠导致操作时间延长；一个机床能够完成多项检查指标的采集测量，具有功能多样性。

技术特征：
1.一种多功能心电采集系统，其特征在于，包括机床(1)和主机械臂(2)，所述主机械臂(2)上安装有分支机械臂(4)，所述主机械臂(2)和/或分支机械臂(4)上安装有摄像头(3)，所述分支机械臂(4)的末端可拆卸地连接有电极，所述摄像头(3)连接至处理器，用于采集机床(1)上用户身体图像、并传输至处理器进行识别定位；所述处理器分别与主机械臂(2)、分支机械臂(4)相连接，用于根据识别定位结果，输出相应控制指令给主机械臂(2)和分支机械臂(4)，进而控制主机械臂(2)和分支机械臂(4)的工作状态，完成电极与机床(1)上用户之间心电导联的连接。2.根据权利要求1所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述主机械臂(2)通过底座(5)固定于地面，所述主机械臂(2)上安装两组分支机械臂(4)，其中一组分支机械臂(4)用于实现电极与机床(1)上用户胸部之间心电导联的连接，另一组分支机械臂(4)用于实现电极与机床(1)上用户肢体之间心电导联的连接。3.根据权利要求1所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述主机械臂(2)可移动地连接安装于机床(1)一侧，所述主机械臂(2)上安装有一组分支机械臂(4)，用于实现电极与机床(1)上用户胸部、肢体之间心电导联的连接。4.根据权利要求1所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述主机械臂(2)可移动地连接安装于机床(1)两侧，两个主机械臂(2)上分别安装有一组分支机械臂(4)，位于机床(1)一侧的一组分支机械臂(4)用于实现电极与机床(1)上用户胸部之间心电导联的连接，位于机床(1)另一侧的一组分支机械臂(4)用于实现电极与机床(1)上用户肢体之间心电导联的连接。5.根据权利要求1所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述机床(1)上设置有身高测量装置，所述身高测量装置包括位于机床(1)一端的固定板(11)以及位于机床(1)另一端的滑动板(12)，所述固定板(11)上安装有用于测量固定板(11)与滑动板(12)之间间距的距离传感器，所述距离传感器与处理器相连接。6.根据权利要求5所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述机床(1)的顶部开设有用于连接安装滑动板(12)的滑槽(13)，使得滑动板(12)能够沿滑槽(13)方向发生移动。7.根据权利要求1所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述机床(1)内置有体重测量仪，所述体重测量仪与处理器相连接。8.根据权利要求1所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述机床(1)的一侧安装有用于采集用户血压血氧数据的辅助测量装置。9.根据权利要求8所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述辅助测量装置包括用于放置用户手臂的支撑板(14)，所述支撑板(14)上安装有血压测量仪(15)和指脉氧仪(16)，所述血压测量仪(15)和指脉氧仪(16)分别连接至处理器。10.根据权利要求1～9任一所述的一种多功能心电采集系统，其特征在于，所述电极具体为插入式电极、磁吸式电极或夹子式电极。

技术总结
本发明涉及一种多功能心电采集系统，包括机床和主机械臂，其中，主机械臂上安装有分支机械臂，主机械臂和/或分支机械臂上安装有摄像头，分支机械臂的末端可拆卸地连接有电极，摄像头连接至处理器，用于采集机床上用户身体图像、并传输至处理器进行识别定位；处理器分别与主机械臂、分支机械臂相连接，用于根据识别定位结果，输出相应控制指令给主机械臂和分支机械臂，进而控制主机械臂和分支机械臂的工作状态，完成电极与机床上用户之间心电导联的连接。与现有技术相比，本发明能够简化人工操作过程、提高心电采集效率和准确性，同时还能自动完成多项检查指标测量过程，具有多功能性的优点。的优点。的优点。


技术研发人员：赵亚军
受保护的技术使用者：复旦大学附属中山医院
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/6