内容介绍

1、什么是ECG心电图传感器

心电图传感器是一种用于检测和记录心脏电活动的传感器。它通过测量人体表面上的心电信号，将其转化为电信号，进而记录或显示心电图，英文缩写ECG或EKG。

心电图传感器是实时监测心脏健康的重要工具，在医学领域中被广泛用于心脏疾病的诊断、治疗和监测，同时也在可穿戴设备和智能健康应用中为个人提供了便捷的心脏健康监测手段。

2、ECG心电图传感器是如何工作的

心脏是一个自主跳动的肌肉器官，它的活动是由心脏起搏细胞产生的电信号控制的。这些电信号会随着心脏的不同部位的兴奋而产生，形成一系列的心电波。通过在人体皮肤上放置一定数量的电极，可以测量人体皮肤表面上的心脏波的波形，将这些电信号转换为可记录并显示的心电图。

心电信号通常很微弱，因此需要经过放大以增加信号强度，并通过滤波来去除噪音和干扰，以保证获得清晰的心电图。处理过的心电信号被传感器记录下来，并可以通过连接到显示设备，如心电图机或智能手机应用进行实时显示或进一步的分析。

3、常见的ECG心电图传感器的种类

传统心电图传感器通常是专业医疗设备，体积较大且需要专业人员进行操作。通常具有多个电极和连接线，用于放置在被测试人员的胸部、手臂和腿部等位置。

目前的智能手表等设备通常配备心率传感器，可以用于一般情况下检测心脏的跳动，但在医学测量方面还不够准确。当今新的传感器技术已经为许多设备带来了心电图 ECG 功能，如苹果，三星等厂家的智能手表等穿戴设备，而且已经开始得到健康及医学机构的认证。这些设备配备更加精确的 ECG 传感器，通过先进的心电图应用软件算法，已经可以做到监控用户的不正常的心率现象，比如心率不齐，房颤等。例如苹果在当年推出的 Apple Watch Series 4 是美国 FDA 认证的第一款直接面向消费者的通过手腕检测心电图的非处方产品。

在接触方式上，相比于传统的多引线电极接触方式，可穿戴心电图传感器更加方便便捷，在使用场景上也更适用于个人用户，可以完成日常生活中的心脏健康监测。用户可以随时随地佩戴，并通过智能手机或其他设备查看心电图数据。

这使得动态心电监测更加便捷。传统的动态心电监护仪属于专业仪器，需要将数个电极放置在用户心脏附近的皮肤进行监测，运行一段时间后由医学专业人员进行结果分析，以发现潜在的问题。而像 Apple Watch 等智能穿戴设备可以持续监测一个单导联心电图，并通过先进的算法处理数据来检测异常情况，并在发现异常时时向用户提供通知。可穿戴ECG技术结合物联网，将极大的促进互联医疗解决方案的发展和应用。

4、ECG心电图传感器实验演示

我们来演示使用 MCU 读取显示心电图传感器的数据。实验使用的是Gravity出品的一款单导联的心电图模块，模块有三个检测电极连接在测试工程师的身体上，屏幕上显示的两个波形就是测出的实时心电图图形。

主控板卡：基于RP2040的带屏调试助手

以下是主程序中对于心电图传感器数据的获取代码示例：

import uos
import st7789 as st7789
from fonts import vga2_8x8 as font1
from fonts import vga1_16x32 as font2
import random
import framebuf
from machine import Pin, SPI, ADC,PWM,freq
import time, math,array
from utime import sleep_ms
import struct
freq(200_000_000 )

st7789_res = 0
st7789_dc  = 1
disp_width = 240
disp_height = 240
CENTER_Y = int(disp_width/2)
CENTER_X = int(disp_height/2)
spi_sck=Pin(2)
spi_tx=Pin(3)
spi0=SPI(0,baudrate=62_000_000, phase=1, polarity=1, sck=spi_sck, mosi=spi_tx)


display = st7789.ST7789(spi0, disp_width, disp_width,
                          reset=machine.Pin(st7789_res, machine.Pin.OUT),
                          dc=machine.Pin(st7789_dc, machine.Pin.OUT),
                          xstart=0, ystart=0, rotation=0)
display.fill(st7789.BLACK)
display.text(font2, "ECG wave form", 10, 200)

temp = array.array('H', (0 for _ in range(480)))
dis_a=bytearray(480)
dis_b=bytearray(480)
ECG_ADC = ADC(Pin(28))

for i in range (480) :
    temp[i] = ECG_ADC.read_u16()
    dis_a[i]=int(temp[i]/65535*100)
    dis_b[i]=dis_a[i]
    display.pixel(i%240, dis_a[i]+int(i/240)*80, 0xFFFF)

while True:

    for i in range (480) :
        temp[i] = ECG_ADC.read_u16()
        display.pixel(i%240, dis_b[i]+int(i/240)*80, 0x0000)
        dis_a[i]=int(temp[i]/65535*100)
        display.pixel(i%240, dis_a[i]+int(i/240)*80, 0xFFFF)
        dis_b[i]=dis_a[i]