一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型適用于生理檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的現(xiàn)有穿戴式生理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用普通織物電極進(jìn)行信號(hào)的采集，存在信號(hào)靈敏度、可靠性、穩(wěn)定性以及運(yùn)動(dòng)干擾大、信噪比低的問(wèn)題。該可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)包括可穿戴信號(hào)采集端和信號(hào)處理后臺(tái)，兩者通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，所述可穿戴信號(hào)采集端包括可穿戴織物電極、設(shè)置于所述可穿戴織物電極上并獲取至少心電和呼吸兩種生理參數(shù)信號(hào)的柔性傳感器、采集控制端，所述可穿戴織物電極、柔性傳感器與采集控制端電性連接。
【專利說(shuō)明】
一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于生理檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]穿戴式技術(shù)是信息技術(shù)的擴(kuò)展和延伸，即把信息的采集、存儲(chǔ)、顯示、傳輸、分析等功能與我們的日常穿戴相結(jié)合，成為我們穿戴的一部分如衣服、帽子、眼鏡、手環(huán)、手表、鞋子等等，可穿戴式生理信號(hào)采集系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上盡可能的不影響人們的正常生活，采用無(wú)擾的方式進(jìn)行信號(hào)采集。另外，由于日常生活中不會(huì)處于絕對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，信號(hào)中會(huì)夾雜著運(yùn)動(dòng)偽跡，因此高精度的提取可穿戴生理檢測(cè)系統(tǒng)采集的信號(hào)也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。大量研究團(tuán)隊(duì)從小型化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化及標(biāo)準(zhǔn)化等方面展開(kāi)深入研究，如美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的Smart Shirt項(xiàng)目，Phi 11 ips和德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的IMPACT襯衫，VivoMetrics的生命衫項(xiàng)目，OMSignal的智能T恤衫等，國(guó)內(nèi)俞夢(mèng)孫院士、香港中文大學(xué)的張?jiān)そ淌?、哈爾濱工業(yè)大學(xué)楊孝宗教授、復(fù)旦大學(xué)劉冉教授等在可穿戴生理監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域理論及工程研究方面都取得了開(kāi)創(chuàng)性的進(jìn)展，此外，中科院蘇州納米所研究員張挺課題組及香港理工大學(xué)的胡金蓮教授課題組在穿戴無(wú)擾性方面均取得了舉世矚目的創(chuàng)新性成果。
[0003]總體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有穿戴式生理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用普通織物電極進(jìn)行信號(hào)的采集，存在信號(hào)靈敏度、可靠性、穩(wěn)定性以及運(yùn)動(dòng)干擾大、信噪比低的缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的現(xiàn)有穿戴式生理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用普通織物電極進(jìn)行信號(hào)的采集，存在信號(hào)靈敏度、可靠性、穩(wěn)定性以及運(yùn)動(dòng)干擾大、信噪比低的問(wèn)題。
[0005]提供一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，包括可穿戴信號(hào)采集端和信號(hào)處理后臺(tái)，兩者通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，所述可穿戴信號(hào)采集端包括可穿戴織物電極、設(shè)置于所述可穿戴織物電極上并獲取至少心電和呼吸兩種生理參數(shù)信號(hào)的柔性傳感器、采集控制端，所述可穿戴織物電極、柔性傳感器與采集控制端電性連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述可穿戴織物電極具體為刺繡于胸帶外部位置的兩塊導(dǎo)電織物。
[0007]進(jìn)一步地，所述采集控制端包括用于為所述可穿戴信號(hào)采集端的各個(gè)模塊提供電源的電源管理模塊。
[0008]進(jìn)一步地，所述采集控制端還包括依次電性連接用于接收并處理所述生理參數(shù)信號(hào)的模擬信號(hào)調(diào)理模塊、用于數(shù)字化處理所述生理參數(shù)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理模塊和用于無(wú)線發(fā)送所述生理參數(shù)信號(hào)至信號(hào)處理后臺(tái)的無(wú)線傳輸模塊。
[0009]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理后臺(tái)包括:用于接收所述可穿戴信號(hào)采集端獲取的生理參數(shù)的信號(hào)接收單元、用于對(duì)所述生理參數(shù)信號(hào)進(jìn)行濾波的信號(hào)處理單元和用于對(duì)濾波之后的生理參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析的信號(hào)分析單元。
[0010]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理后臺(tái)包括:用于根據(jù)所述生理參數(shù)信號(hào)的分析結(jié)果進(jìn)行健康度評(píng)價(jià)的生理參數(shù)評(píng)估單元。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施例，采用智能聚合物構(gòu)建具有生物相容性、透氣導(dǎo)濕性、適形粘附性及形狀記憶功能的新型智能織物電極，使其具有更高的靈敏度、可靠性以及穩(wěn)定性，電極與皮膚之間的運(yùn)動(dòng)偽跡及其他噪聲干擾也大大降低，在傳感器處于彎曲、拉伸和潮濕的環(huán)境下，生理電信號(hào)監(jiān)測(cè)與皮膚的運(yùn)動(dòng)也能夠具備協(xié)調(diào)性和同步性，因而整個(gè)系統(tǒng)的舒適性、穩(wěn)定性及有效性也能大為改善，同時(shí)，將兩塊導(dǎo)電織物刺繡于胸帶外部位置，使得導(dǎo)電織物與人體形成耦合電容，從而達(dá)到無(wú)接觸式測(cè)量心電及呼吸信號(hào)的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可穿戴織物電極設(shè)計(jì)為胸帶的使用場(chǎng)景示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可穿戴織物電極設(shè)計(jì)為胸帶的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可穿戴織物電極設(shè)計(jì)為胸帶的工作原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0017]請(qǐng)一并參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)包括可穿戴信號(hào)采集端I和信號(hào)處理后臺(tái)2，兩者通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，所述可穿戴信號(hào)采集端I包括可穿戴織物電極、設(shè)置于所述可穿戴織物電極上并獲取至少心電和呼吸兩種生理參數(shù)信號(hào)的柔性傳感器、采集控制端11，所述可穿戴織物電極、柔性傳感器與采集控制端11電性連接。生理參數(shù)信號(hào)包括但不限于心電(ECG)和呼吸信號(hào)(Resp)。可穿戴織物電極可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為多種樣式，包括胸帶、衣服，圖2示出了可穿戴織物電極設(shè)計(jì)為胸帶的使用場(chǎng)景示意圖，圖3示出了具體包括兩個(gè)導(dǎo)電織物和與其分別連接的導(dǎo)線的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，圖4示出了包括定級(jí)板和動(dòng)級(jí)板的工作原理，圖2、圖3和圖4將導(dǎo)電織物與外界信號(hào)采集、處理、傳輸電路及電源相連，使所有電子器件以紐扣的形式集成到胸部某個(gè)位置，使之具備無(wú)擾舒適性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、處理和實(shí)時(shí)傳輸?shù)裙δ芴匦浴?br>[0018]進(jìn)一步地，所述可穿戴織物電極具體為刺繡于胸帶外部位置的兩塊導(dǎo)電織物。
[0019]進(jìn)一步地，所述采集控制端11包括用于為所述可穿戴信號(hào)采集端的各個(gè)模塊提供電源的電源管理模塊。
[0020]進(jìn)一步地，所述采集控制端11還包括依次電性連接用于接收并處理所述生理參數(shù)信號(hào)的模擬信號(hào)調(diào)理模塊、用于數(shù)字化處理所述生理參數(shù)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理模塊和用于無(wú)線發(fā)送所述生理參數(shù)信號(hào)至信號(hào)處理后臺(tái)的無(wú)線傳輸模塊。
[0021]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理后臺(tái)2包括:用于接收所述可穿戴信號(hào)采集端獲取的生理參數(shù)的信號(hào)接收單元、用于對(duì)所述生理參數(shù)信號(hào)進(jìn)行濾波的信號(hào)處理單元和用于對(duì)濾波之后的生理參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析的信號(hào)分析單元。生理參數(shù)信號(hào)主要受到以下幾種噪聲的干擾:肌電干擾、工頻干擾、皮膚表面電極移動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)偽跡以及被測(cè)對(duì)象的呼吸或肢體活動(dòng)等所引起的基線漂移，因此，需要進(jìn)行濾波處理。
[0022]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理后臺(tái)2包括:用于根據(jù)所述生理參數(shù)信號(hào)的分析結(jié)果進(jìn)行健康度評(píng)價(jià)的生理參數(shù)評(píng)估單元。
[0023]本實(shí)施例，采用智能聚合物構(gòu)建具有生物相容性、透氣導(dǎo)濕性、適形粘附性及形狀記憶功能的新型智能織物電極，使其具有更高的靈敏度、可靠性以及穩(wěn)定性，電極與皮膚之間的運(yùn)動(dòng)偽跡及其他噪聲干擾也大大降低，在傳感器處于彎曲、拉伸和潮濕的環(huán)境下，生理電信號(hào)監(jiān)測(cè)與皮膚的運(yùn)動(dòng)也能夠具備協(xié)調(diào)性和同步性，因而整個(gè)系統(tǒng)的舒適性、穩(wěn)定性及有效性也能大為改善，同時(shí)，將兩塊導(dǎo)電織物刺繡于胸帶外部位置，使得導(dǎo)電織物與人體形成耦合電容，從而達(dá)到無(wú)接觸式測(cè)量心電及呼吸信號(hào)的目的。
[0024]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:可穿戴信號(hào)采集端和信號(hào)處理后臺(tái)，兩者通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，所述可穿戴信號(hào)采集端包括可穿戴織物電極、設(shè)置于所述可穿戴織物電極上并獲取至少心電和呼吸兩種生理參數(shù)信號(hào)的柔性傳感器、采集控制端，所述可穿戴織物電極、柔性傳感器與采集控制端電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述可穿戴織物電極具體為刺繡于胸帶外部位置的兩塊導(dǎo)電織物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集控制端包括用于為所述可穿戴信號(hào)采集端的各個(gè)模塊提供電源的電源管理模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集控制端還包括依次電性連接用于接收并處理所述生理參數(shù)信號(hào)的模擬信號(hào)調(diào)理模塊、用于數(shù)字化處理所述生理參數(shù)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理模塊和用于無(wú)線發(fā)送所述生理參數(shù)信號(hào)至信號(hào)處理后臺(tái)的無(wú)線傳輸模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理后臺(tái)包括:用于接收所述可穿戴信號(hào)采集端獲取的生理參數(shù)的信號(hào)接收單元、用于對(duì)所述生理參數(shù)信號(hào)進(jìn)行濾波的信號(hào)處理單元和用于對(duì)濾波之后的生理參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析的信號(hào)分析單元。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可穿戴生理信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理后臺(tái)包括:用于根據(jù)所述生理參數(shù)信號(hào)的分析結(jié)果進(jìn)行健康度評(píng)價(jià)的生理參數(shù)評(píng)估單元。
【文檔編號(hào)】A61B5/04GK205458654SQ201521139706
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】吳萬(wàn)慶, 吳丹, 張賀曄, 李春月
【申請(qǐng)人】深圳先進(jìn)技術(shù)研究院