马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统

技术领域

本发明涉及生物遥测技术领域，尤其涉及马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统。

背景技术

传统的遥测技术仅能通过少量心电通道计算QT间期,来评估药物心脏安全性。一方面由于心脏是一个复杂的器官，少量心电通道无法准确的描述整个心脏的生理状态，另一方面仅通过QT间期难以准确评估药物引发恶性心率失常的风险，因此研发了多通道心电标测技术，通过多个通道在不同区域记录心电信号弥补了传统心电记录信息量有限的缺点，QT离散度通过计算大量通道的QT间期并且计算离散度，是一个更加准确的评估药物心脏毒性的指标。

现有的多通道心电标测技术通常采用可植入设备植入生物体内进行数据采集，可植入设备虽然信号准确，但是需要进行植入手术，操作复杂，且用于记录心电的通道少，不利于疾病诊断以及病理、药理等科学研究，目前国内对马甲式无线遥测系统还处于研究阶段,在体积、功耗和功能上仍没有完善的解决方案，国外已有的相关技术较为落后，功能有限无法满足实际应用需求，而药理、病理和生理科研领域对马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统有迫切需求，同时半导体技术和无线通讯技术的高速发展使得开发马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统提供了技术保证。因此，需要提出一种马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统，包括：

马甲式遥测终端，用于监测穿戴马甲动物体内心电标测电位、呼吸强度、血压和体温信息；

无线遥测数据接收器，与所述马甲式遥测终端通过无线通讯模块无线互联，用于接收及发送所述心电标测电位、呼吸强度、血压和体温信息；

多通道标测信号记录分析系统，用于记录分析所述心电标测电位、呼吸强度、活动度、血压和体温信息，分析QT离散度等项目并输出打印记录分析结果。

优选地，所述马甲式遥测终端包括终端外壳、多通道心电标测及生理信号传感器以及包裹设置在终端外壳内的信号调理模块、无线通讯模块、活动度传感器和电源管理模块，所述马甲式遥测终端放置于动物马甲口袋内。

优选地，所述多通道心电标测及生理信号传感器由不少于16个通道心电标测电极、呼吸测量模块、血压测量模块、温度传感器组成。

优选地，所述无线遥测数据接收器包括无线通讯模块和数据接口，一个所述无线遥测数据接收器可以同时接受有效范围内一个或多个马甲式遥测终端信号。

优选地，所述多通道标测信号记录分析系统包括计算机、记录分析软件和输出设备。

优选地，所述无线遥测数据接收器通过数据接口插接在多通道标测信号记录分析系统的计算机上，且计算机可连接多个无线遥测数据接收器。

本发明具有以下有益效果：

首先可以在不影响动物自由活动的状态下固定马甲式遥测终端和多通道心电标测及生理信号传感器的位置，无需进行植入手术操作，且增加了多个记录心电的通道，有利于疾病诊断以及病理、药理等科学研究，心电标测数据通过多通道心电标测电极获取，呼吸信号通过呼吸带RIP法检测电容变化或通过呼吸带检测阻抗变化，压力信号通过Tail-Cuff法测量得到，活动度由终端内的通过根据三轴加速度信息计算得到，温度信号通过温感传感器获取；

通过1或2条呼吸带，检测胸腹部随呼吸的运动来监测呼吸参数，不直接经过口鼻测量，可以在动物自由活动下连续检测呼吸运动变化，可以获得更为真实的呼吸参数；

血压测量通过Tail-Cuff法，将传感器套在动物尾巴根部，通过充气、放气，加压和释压的同时监测血流信号，得出血压值，无创，不需手术，没有炎症风险，可以在动物活动的状态测量血压变化。

附图说明

图1为本发明提出的马甲式遥测终端的系统结构示意图；

图2为本发明提出的无线遥测数据接收器的系统结构示意图；

图3为本发明提出的多通道标测信号记录分析系统；

图4为本发明提出的马甲式遥测终端正面安装结构示意图；

图5为本发明提出的马甲式遥测终端正面安装结构示意图；

图6为本发明提出的马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统的信号传送路径示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-6，马甲式多通道心电标测生理数据遥测系统，包括：

马甲式遥测终端，用于监测穿戴马甲动物体内心电标测电位、呼吸强度、活动度、血压和体温信息；

无线遥测数据接收器，与马甲式遥测终端通过无线通讯模块无线互联，用于接收及发送心电标测电位、呼吸强度、血压和体温信息；

多通道标测信号记录分析系统，用于记录分析心电标测电位、活动度、血压和体温信息，分析QT离散度等项目并输出打印记录分析结果。

马甲式遥测终端包括终端外壳、多通道心电标测及生理信号传感器以及包裹设置在终端外壳内的信号调理模块、无线通讯模块、活动度传感器和电源管理模块，马甲式遥测终端放置于动物马甲口袋内。

物信号调理模块通过对信号的调理，转换，实现了不同带宽数据记录，采样率可设置包括但不限于50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz等，通过高采样率采集消除了采样率低不足导致的QT间期计算时时间精度低的问题。

多通道心电标测及生理信号传感器由不少于16个通道心电标测电极、呼吸测量模块、血压测量模块、温度传感器组成。传统的马甲式遥测仅记录少于7个通道的心电信号，无法计算QT离散度，难以准确评估药物引发恶性心率失常的风险，通过使用多通道心电标测电极满足QT离散度计算的数据量需求。

其中，血压测量通过Tail-Cuff法，将血压测量尾套袖带(传感器)套在动物尾巴根部，通过充气、放气，加压和释压的同时监测血流信号，得出血压值。无创，不需手术，没有炎症风险，可以在动物活动的状态测量血压变化，并且尾套袖带根据不同种类有不同的大小，如图4所示。

呼吸测量模块通过阻抗呼吸描记或呼吸感应体积描记法(RIP)进行测量。通过1或2条呼吸带，检测胸腹部随呼吸的运动来监测呼吸参数，不直接经过口鼻测量，可以在动物自由活动下连续检测呼吸运动变化，如图5所示。

无线遥测数据接收器包括无线通讯模块和数据接口，一个无线遥测数据接收器可以同时接受有效范围内一个或多个马甲式遥测终端信号。

无线通讯模块通过在ISM频段的无线协议，包括但不限于蓝牙、wifi，能够和无线遥测数据接收器进行双向通讯。模块能够接收命令配置终端工作状态，能够将数据实时传输给接收器。无线通信模块内部包含缓存，可以将信号存储在缓存中，定期无线发送给接收器，以降低系统功耗，避免系统功耗过大导致频繁更换电池。

无线遥测数据接收器系统装置同步实时对马甲式电子终端无线发射信号的接收、信号通过数据接口输送给计算机系统。系统包括无线通讯模块、数据接口,可自动识别终端序列号及功能，控制终端电路开关，可以配置终端功能，监测终端电量,接收终端发送信号,有效范围在0.2～10米,对于在接收范围内的多个终端可同时接收,实现多个终端的同时监测。

多通道标测信号记录分析系统包括计算机、记录分析软件和输出设备，多通道标测信号记录分析系统根据多通道心电标测数据特点设计QT离散度等分析功能，弥补了现有软件的分析功能不足的缺点。

多通道的心电标测由于采样率高、通道数多因此导致实时数据量大，通过在接收器设置缓存、使用高速数据接口以及多线程技术，一方面保证了大数据量记录存储准确无误，另一方面满足了实时计算分析的性能需求。弥补了大数量下传统软件处理能力不足的缺点。并且系统能够通过各种输出设备以多种形式显示原始数据和多种分析结果，处理结果可以多种形式保存和打印输出。

无线遥测数据接收器通过数据接口插接在多通道标测信号记录分析系统的计算机上，且计算机可连接多个无线遥测数据接收器

本发明中，在使用本系统时包括以下步骤：

步骤一：温度传感器和心电标测电极安装，首先将动物进行测量的部位进行剃毛，可以使用脱毛剂处理剃过的区域以暴露皮肤。将温度传感器放置在测量位置并固定，将电极贴片放置在心电测量位置，使用胶带将贴片固定，将心电标测电极根据颜色连接到适当位置的电极贴片。如果进行呼吸测量时，避免将电极贴片放置在呼吸带所在的区域。可以通过一层薄纱布包裹动物，然后用薄的自粘弹性绷带覆盖电极和引线，确保引线能够穿过引线孔连接至马甲式遥测终端。

步骤二：呼吸测量模块安装，选择合适尺寸的呼吸带绑在被测动物的腹部和胸部，将引线固定并确保能够穿过引线孔连接至马甲式遥测终端。

步骤三：马甲式遥测终端安装，使被测动物穿戴好动物马甲，将遥测终端放置在马甲上的口袋中，将温度传感器、心电标测电极引线和呼吸带引线连接至遥测终端。

步骤四：血压测量模块安装，将尾套袖带安装至步骤一中已剃毛的被测区域，将血压测量模块放置在马甲口袋中并与遥测终端连接引线。将袖带连接至血压测量模块。

步骤五：开启无线遥测数据接收器，马甲式遥测终端，多通道标测信号记录分析系统。多通道标测信号记录分析系统通过数据接口查找接收器，查找到接收器后，命令接收器搜索遥测终端，读取每个遥测终端的序列号、型号、功能、电量等信息。根据需要进行呼吸测量模块的标定，存储记录标定信息。

步骤六：多通道标测信号记录分析系统中配置每个接收器接收的遥测终端，以及终端采样率等信息。每个接收器可以接受范围内的多个终端的数据。多通道标测信号记录分析系统中配置实验记录设置。配置完成后，通过数据接口将配置信息发送给接收器，接收器根据配置信息发送给终端。

步骤七：遥测终端根据接收到的配置信息开始工作，将采集到的生理信号以及电量等工作信息存入缓存，通过无线间歇或者持续的将数据发送给接收器，接收器将接受数据存入缓存，多通道标测信号记录分析系统通过数据接口定期读取接收器缓存中的数据，完成数据传输。

步骤八：多通道标测信号记录分析系统首先对采集到的多通道心电标测数据进行多种分析，其中QT离散度分析包含以下步骤：

1.将所有的通道根据算法提取心拍；

2.根据心电信号特征计算心拍数据的特征点，如P、Q、R、S、T等，并根据特征点计算QT间期等特征值；

3.根据计算心电标测数据QT间期计算QT离散度。

系统能够通过多种形式显示原始数据和多种分析结果，处理结果可以多种形式保存和打印输出。多通道标测信号记录分析系统通过解析电子终端电量等工作信息并显示，以便于实验员在电子终端低电量时及时采取措施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。