基礎(chǔ)知識(shí)之心電傳感器

ECG傳感器是一種用于檢測和記錄心電圖（Electrocardiogram，簡稱ECG）信號(hào)的傳感器。ECG傳感器通過接觸人體皮膚，測量和記錄心臟的電活動(dòng)，從而提供有關(guān)心臟功能和心臟健康狀況的信息。ECG傳感器通常由多個(gè)電極組成，這些電極被放置在身體的特定位置上，如胸部、手臂或腿部。當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)，電極會(huì)檢測到心臟產(chǎn)生的微弱電流，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。這些信號(hào)隨后被傳感器記錄下來，并可以通過連接到計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備或健康監(jiān)護(hù)設(shè)備上的接口進(jìn)行分析和顯示。ECG傳感器廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域和個(gè)人健康管理。在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生和護(hù)士經(jīng)常使用ECG傳感器來評(píng)估患者的心臟功能狀況，診斷心臟病和心律失常，并監(jiān)測治療的效果。在個(gè)人健康管理方面，一些智能手表和健康追蹤設(shè)備集成了ECG傳感器，使用戶可以隨時(shí)監(jiān)測自己的心臟健康狀況，并提供警報(bào)和建議。ECG傳感器的使用使得人們能夠更全面地了解自己的心臟健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的心臟問題，并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀Ｗo(hù)心臟健康。

ECG傳感器通過測量心臟的電活動(dòng)來工作。它使用電極與人體皮膚接觸，記錄和檢測心臟產(chǎn)生的微弱電信號(hào)，然后將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供分析和顯示的數(shù)據(jù)。

下面是ECG傳感器的工作原理：

• 電極放置：通常，ECG傳感器由多個(gè)電極組成，這些電極放置在身體的特定位置上，如胸部、手臂和腿部。這些電極進(jìn)入接觸狀態(tài)后，它們可以感知到與心臟相關(guān)的電信號(hào)。
• 心臟電信號(hào)檢測：當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生特定的電信號(hào)，稱為心電圖（Electrocardiogram）。這些電信號(hào)由心臟中的起搏器（心臟起搏器細(xì)胞）和心肌細(xì)胞之間的電流流動(dòng)引起。ECG傳感器的電極會(huì)檢測到這些微弱的電信號(hào)。
• 信號(hào)放大和濾波：ECG傳感器將檢測到的微弱電信號(hào)放大，并通過濾波器消除來自外部環(huán)境的噪音和干擾信號(hào)。這樣可以確保測量到的信號(hào)更加清晰和準(zhǔn)確。
• 數(shù)據(jù)記錄和轉(zhuǎn)換：經(jīng)過放大和濾波后，ECG傳感器將心臟電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行記錄。這些數(shù)據(jù)可以通過傳感器本身內(nèi)置的存儲(chǔ)器或連接到外部設(shè)備（如計(jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備）的接口進(jìn)行保存和傳輸。
• 分析和顯示：記錄的ECG數(shù)據(jù)可以通過特定的軟件或設(shè)備進(jìn)行分析和顯示。這可以包括顯示心臟的節(jié)律、測量心率、檢測心律失常等。醫(yī)護(hù)人員或個(gè)人用戶可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)評(píng)估心臟功能和健康狀況，并采取相應(yīng)的措施。

• 非侵入性：ECG傳感器通過皮膚表面捕捉信號(hào)，不需要進(jìn)行手術(shù)或穿刺。
• 快速和準(zhǔn)確：ECG傳感器可以實(shí)時(shí)捕捉到心臟電活動(dòng)并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，提供快速和準(zhǔn)確的心電圖結(jié)果。
• 可穿戴性：隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在有許多小巧便攜的ECG傳感器可供個(gè)人佩戴，實(shí)時(shí)監(jiān)測心臟健康狀況。
• 連接性和智能化：許多ECG傳感器具備無線連接功能，可與智能手機(jī)或可穿戴設(shè)備配對(duì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和健康管理。

典型心電圖

1.P波

正常心臟的電激動(dòng)從竇房結(jié)開始。由于竇房結(jié)位于右心房與上腔靜脈的交界處，所以竇房結(jié)的激動(dòng)首先傳導(dǎo)到右心房，通過房間束傳到左心房，形成心電圖上的P波。P波代表了心房的激動(dòng)，前半部代表右心房激動(dòng)，后半部代表左心房的激動(dòng)。P波時(shí)限為0.12秒，高度為0.25mv。當(dāng)心房擴(kuò)大，兩房間傳導(dǎo)出現(xiàn)異常時(shí)，P波可表現(xiàn)為高尖或雙峰的P波。

2.PR間期

PR間期代表由竇房結(jié)產(chǎn)生的興奮經(jīng)由心房、房室交界和房室束到達(dá)心室并引起心室肌開始興奮所需要的時(shí)間，故也稱為房室傳導(dǎo)時(shí)間。正常PR間期在0.12～0.20秒。當(dāng)心房到心室的傳導(dǎo)出現(xiàn)阻滯，則表現(xiàn)為PR間期的延長或P波之后心室波消失。

3.QRS波群

激動(dòng)向下經(jīng)希氏束、左右束枝同步激動(dòng)左右心室形成QRS波群。QRS波群代表了心室的除極，激動(dòng)時(shí)限小于0.11秒。當(dāng)出現(xiàn)心臟左右束枝的傳導(dǎo)阻滯、心室擴(kuò)大或肥厚等情況時(shí)，QRS波群出現(xiàn)增寬、變形和時(shí)限延長。

4.J點(diǎn)

QRS波結(jié)束，ST段開始的交點(diǎn)。代表心室肌細(xì)胞全部除極完畢。

5.ST段

心室肌全部除極完成，復(fù)極尚未開始的一段時(shí)間。此時(shí)各部位的心室肌都處于除極狀態(tài)，細(xì)胞之間并沒有電位差。因此正常情況下ST段應(yīng)處于等電位線上。當(dāng)某部位的心肌出現(xiàn)缺血或壞死的表現(xiàn)，心室在除極完畢后仍存在電位差，此時(shí)表現(xiàn)為心電圖上ST段發(fā)生偏移。

6.T波

之后的T波代表了心室的復(fù)極。在QRS波主波向上的導(dǎo)聯(lián)，T波應(yīng)與QRS主波方向相同。心電圖上T波的改變受多種因素的影響。例如心肌缺血時(shí)可表現(xiàn)為T波低平倒置。T波的高聳可見于高血鉀、急性心肌梗死的超急期等。

7.U波

某些導(dǎo)聯(lián)上T波之后可見U波，目前認(rèn)為與心室的復(fù)極有關(guān)。

8.QT間期

代表了心室從除極到復(fù)極的時(shí)間。正常QT間期為0.44秒。由于QT間期受心率的影響，因此引入了矯正的QT間期（QTC）的概念。其中一種計(jì)算方法為QTc=QT/√RR。QT間期的延長往往與惡性心律失常的發(fā)生相關(guān)。

心電圖是臨床最常用的檢查之一，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用范圍包括：

1. 記錄人體正常心臟的電活動(dòng)。
2. 幫助診斷心律失常。
3. 幫助診斷心肌缺血、心肌梗死及部位。
4. 診斷心臟擴(kuò)大、肥厚。
5. 判斷藥物或電解質(zhì)情況對(duì)心臟的影響。
6. 判斷人工心臟起搏狀況

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GOODIX（谷米）是一家領(lǐng)先的生物識(shí)別和觸控解決方案供應(yīng)商，為全球電子設(shè)備制造商提供多種先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品。盡管GOODIX主要以觸控技術(shù)聞名，但他們也在ECG（心電圖）領(lǐng)域中發(fā)展出了一些重要的創(chuàng)新。

GOODIX在ECG技術(shù)方面的專長主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

• ECG傳感器芯片：GOODIX開發(fā)出了高性能的ECG傳感器芯片，可用于測量和監(jiān)測人體的心電信號(hào)。這些芯片采用精密的模擬前端和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地捕捉和分析心電信號(hào)，用于心臟健康監(jiān)測和疾病診斷。
• 低功耗設(shè)計(jì)：GOODIX的ECG解決方案通常具有低功耗設(shè)計(jì)，適合應(yīng)用于便攜式醫(yī)療設(shè)備、可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)等電池供電設(shè)備。這可以延長設(shè)備的電池壽命，并提供長時(shí)間的心電監(jiān)測。
• 數(shù)據(jù)處理和算法：GOODIX利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和算法能力，能夠?qū)Σ杉降男碾娦盘?hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和解讀。這些算法可以檢測心臟異常、計(jì)算心率和心電圖波形等重要指標(biāo)，為醫(yī)療專業(yè)人員和用戶提供有價(jià)值的信息。
• 系統(tǒng)集成和應(yīng)用：GOODIX不僅提供ECG芯片，還為客戶提供完整的系統(tǒng)集成和應(yīng)用方案。他們的解決方案可與其他硬件和軟件平臺(tái)集成，實(shí)現(xiàn)全面的心電監(jiān)測和健康管理功能。

心電圖 (ECG) 測量 | 醫(yī)療健康 | 亞德諾半導(dǎo)體 (analog.com)

ADI（Analog Devices Inc.）是一家領(lǐng)先的半導(dǎo)體技術(shù)公司，提供了廣泛的模擬和數(shù)字信號(hào)處理解決方案。在ECG傳感器領(lǐng)域，ADI提供了多種產(chǎn)品和技術(shù)，幫助開發(fā)人員設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的心電圖應(yīng)用。

ADI的ECG傳感器產(chǎn)品主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

• 高集成度：ADI的ECG傳感器通常具有高度集成的設(shè)計(jì)，集成了信號(hào)放大器、濾波器、心電圖檢測電路和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵功能。這種設(shè)計(jì)簡化了系統(tǒng)開發(fā)流程，降低了成本和功耗。
• 高精度和低噪聲：ADI的ECG傳感器采用了先進(jìn)的模擬和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，以提供高精度的心電信號(hào)采集和處理。同時(shí)，它們也能夠有效減少環(huán)境噪聲和運(yùn)動(dòng)干擾對(duì)心電圖結(jié)果的影響。
• 多通道支持：ADI的某些ECG傳感器支持多通道心電信號(hào)采集，可以同時(shí)測量多個(gè)導(dǎo)聯(lián)，提供更全面的心電圖分析。
• 低功耗和便攜性：為了滿足便攜式心電圖設(shè)備和可穿戴設(shè)備的需求，ADI的ECG傳感器通常具有低功耗特性，可以延長電池壽命，并且尺寸小巧，易于集成到小型設(shè)備中。

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Product Selector | ams OSRAM (ams-osram.com)

ams OSRAM 是一家以光電解決方案為核心的公司，主要專注于光學(xué)、傳感器和光電子技術(shù)。盡管它沒有直接從事心電圖（ECG）傳感器的生產(chǎn)，但它在健康和生命科學(xué)領(lǐng)域提供了一些與心電圖相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用。以下是ams OSRAM在ECG方面的一些產(chǎn)品和技術(shù)：

• 光源和光學(xué)模塊：ams OSRAM 可提供高質(zhì)量的光源和光學(xué)模塊，用于醫(yī)療設(shè)備中的光刺激和光檢測應(yīng)用。例如，在某些心電圖監(jiān)測設(shè)備中，光源可以用于照明和信號(hào)觸發(fā)，光學(xué)模塊可以用于光電傳感和信號(hào)采集。
• 生物測量傳感器：ams OSRAM 開發(fā)了多種用于生物測量的傳感器技術(shù)，這些技術(shù)可用于測量人體生理參數(shù)。雖然尚未針對(duì)心電圖測量推出專門的產(chǎn)品，但他們的生物傳感器技術(shù)可應(yīng)用于其他生理參數(shù)的監(jiān)測，例如心率、血氧飽和度等。

使用ECG傳感器AD8232 和Arduino進(jìn)行心電圖（ECG）圖形監(jiān)控)https://www.yiboard.com/thread-1467-1-1.html

https://github.com/jingjie-li/ECGMonitor