面向健康物联网的非接触式连续心电监测系统*

顾东袁,傅晓婕,杨东勇,李志中,卢 瑾

(1.浙江工业大学信息工程学院,杭州 310023;2.浙江长征职业技术学院计算机与信息技术系,杭州 310023)

人口老龄化给医疗保健系统带来挑战,采用电子信息技术的发展成果,研发人体生理参数监测系统,实现无创、易用、实时的远程健康监测服务,成为当前的研究热点[1-2]。医院中先进的医疗设备可以提供生理参数检查的准确结果,但设备价格昂贵,有些设备,如心电监护仪、Holter仪等,测量时需在人体皮肤上粘贴带有导电膏的湿电极,易引起皮肤不适,使用不便。家庭健康监测系统广泛采用非接触式的监测技术,设备使用简便,对被监测者干扰少。

人体正常生理指标是衡量健康与否的重要标准,包括了心率、呼吸率、体温和血压等。心率是心脏单位时间内跳动的次数,心率能反映人体生理健康状况,是临床医学检测指标。心冲击(Ballistocardioram,BCG)信号反映了心脏搏动和大动脉血液循环等对人体产生的作用力。通过BCG信号可以提取心率(HR)、呼吸率(BR)等参数,可用于无接触心电检测[3]。BCG信号一般以非接触式采集,虽然其精度和波形特征不如标准的心电图(Electrocardiogram,ECG)[4],但长期连续的BCG信号对于医学诊断具有重要参考作用。BCG信号的采集已有压力传感器、加速度传感器、雷达波传感器、织物电极等多种手段[5-7]。一种应变力与输出电荷成正比的柔性聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜传感器,因兼具柔软、轻便、高压电系数和高频响带宽等优点,近年在人体生理信号检测中得到应用[8-10]。……