一種多體征參數采集的穿戴裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種穿戴裝置，尤其是一種用于多體征參數采集的穿戴裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，人體健康監護越來越受到人們的關注。心血管疾病是威脅人類生命健康的主要的因素之一。據統計全球每年約有1750萬人死于心臟病，而在我國每年大約有300萬人死于心血管疾病，占總死亡原因的41%。因此，心臟系統疾病的防治與診斷是人類健康面臨的首要問題和人們關心的重點。心電作為心臟電活動在體表的綜合表現，蘊含著豐富的能夠反映心臟各部位功能的病生理信息，是評價心臟功能以及診斷心臟病的重要依據之一。此外，體溫信號和運動姿態信號也是人們關注的重要健康參數。特別是運動姿態信號可以估計出人體運動狀態，并能對如突發摔倒等異常活動事件進行檢測。
[0003]傳統的健康監護儀器具有體積大，成本高，操作復雜，缺乏舒適性等缺點。近年來，隨著材料、紡織技術進步，在智能織物材料和傳感器集成技術研究上出現了各種穿戴式生理參數監測設備，主要有腕帶、胸帶、智能衣等。特別是對智能衣物而言，由于衣物是人們日常生活必備用品，不像腕帶和胸帶長時間佩戴會帶來不便和不舒適的感覺，而且衣物貼身穿著，將其設計成傳感器在信號采集上具有天然的優勢。利用智能織物的物理、化學響應特性，智能衣物可以通過“隱形”的方式方便地收集如體表電勢、體溫以及壓力等生理信號。其中就心電檢測而言，就是利用濕性電極采集體表電勢，經過處理而得到的。現有的濕性電極由于不能重復利用，屬于一次性使用產品，而且長時間佩戴會刺激皮膚，容易引起過敏性皮炎，導致皮膚瘙癢甚至潰爛，其靈敏度和信噪比會隨使用時間的增長或是汗液的分泌而下降。
[0004]專利CN201010581424.3公開了一種“穿戴式多生理參數記錄裝置”，穿戴衣通過普通導線與控制盒連接，控制盒通過藍牙與智能手機連接構成。該智能衣的4個心電電極均采用導電織物電極，由支撐墊向內粘有硬海綿和由導電織物包裹的軟海綿構成，支撐墊縫在穿戴衣內里的相應處，導電織物通過導線與布線區連接，導線從布線區引出后與控制盒相連。
[0005]上述專利存在以下缺陷:導線單獨引出，采用的是普通硬質導線，導線在智能衣上分布廣且復雜，人在行動時容易受到拉扯，導線觸感較硬使得在穿戴衣物時存在一定的異物感，舒適性較差。該導線沒有屏蔽功能，易造成噪聲干擾或各種信號之間相互干擾，從而降低信噪比。另外，控制盒較大且與衣服分離，通過導線連接放在衣服的口袋里，十分笨重，不便攜帶。
[0006]現有技術中尚沒有使用導電織物作為干性電極和導線代替傳統濕性電極和普通導線的心電檢測裝置，而且也沒有將心電、體溫和運動姿態這三項重要體征參數一起集成到衣物上的穿戴式測量設備。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于:提供一種能夠采集包括心電、體溫、動作姿態等重要體征參數在內的穿戴衣。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種多體征參數采集的穿戴裝置，包括穿戴衣、三個心電電極、生理參數傳感節點、運動參數傳感節點以及織物導線；三個心電電極均設置在穿戴衣內，且分別位于左胸鎖骨下、右胸鎖骨下以及右腹部；生理參數傳感節點安裝在穿戴衣的左胸口處，且包括生理參數微控制器以及與生理參數微控制器相連的生理參數藍牙通信模塊、心電信號模擬前端芯片和溫度傳感器；心電信號模擬前端芯片的三個信號輸入端通過三根織物導線分別與三個心電電極相連；運動參數傳感節點安裝在穿戴衣的左腹部，且包括運動參數微處理器以及與運動參數微處理器相連的運動參數藍牙通信模塊、加速度傳感器、陀螺儀、弱磁傳感器以及氣壓傳感器。
[0009]采用在左胸鎖骨下、右胸鎖骨下和右腹部設置三個心電電極分別采集代替左手、右手以及右腿的心電信號，并由心電信號模擬前端芯片進行放大處理以及生理參數微控制器的帶通濾波處理，最終由生理參數藍牙通信模塊上傳至監控中心，從而對人體的心電參數進行實時地監控；采用溫度傳感器能夠對人體的體溫進行實時采集，并同樣由生理參數藍牙通信模塊上傳至監控中心，從而對人體的體溫參數進行實時地監控；將運動參數傳感節點安裝在穿戴衣的左腹部，在人體正常活動時輸出的信號比較穩定，而在異常動作(如摔倒)時，該位置布置的傳感器會發生劇烈變化，容易通過變化程度實現異常動作的監測；采用加速度傳感器、陀螺儀、弱磁傳感器以及氣壓傳感器能夠實時地對人體的運動參數進行采集，并在運動參數微處理器實時處理后由運動參數藍牙通信模塊上傳至監控中心，從而對人體的動作姿態進行實時地監控。
[0010]作為本發明的進一步限定方案，心電電極包括由穿戴衣的內側面向皮膚方向依次設置的基底層、彈性支撐層和導電織物傳感層。采用基底層、彈性支撐層和導電織物傳感層三層結構，相比于現有的由支撐墊向內粘有硬海綿以及由導電織物包裹的軟海綿構成的電極，明顯降低了心電電極的厚度，有效提高了穿戴的舒適性，同時也降低了電極的生產成本；采用基底層能夠方便將心電電極縫制在穿戴衣的內側面上；采用彈性支撐層能夠對導電織物傳感層進行彈性支撐，使導電織物傳感層能夠始終緊貼人體皮膚表面，提高信號采集的可靠性和有效性。
[0011]作為本發明的進一步限定方案，彈性支撐層為0.8cm?1.2cm厚的記憶海綿。采用0.8cm?1.2cm厚的記憶海綿作為彈性支撐層，既能夠滿足穿戴的厚度要求，又能夠對人體的皮膚曲線進行記憶，進一步提高了穿戴的舒適性。
[0012]作為本發明的進一步限定方案，導電織物傳感層為3cmX3cm的銀滲固導電織物。采用銀滲固導電織物這樣的干性織物作為導電織物，比傳統的Ag/AgCl濕性電極得到的信號中各心電特征波的波形清晰，通過與體表皮膚的耦合能夠有效地捕獲可用的心電信號。
[0013]作為本發明的進一步限定方案，織物導線包括由內向外同心設置的導電織物傳輸線、絕緣防水尼龍層以及棉布外層。采用絕緣防水尼龍層能夠對內部的導電織物傳輸線進行絕緣防水保護，延長導電織物傳輸線的使用壽命；采用棉布外層能夠提高織物導線與人體接觸時的的舒適性。
[0014]作為本發明的進一步限定方案，在絕緣防水尼龍層和棉布外層之間還設有導電織物屏蔽層。采用導電織物屏蔽層能夠有效屏蔽三個電極信號之間的干擾以及外界的電磁干擾。
[0015]作為本發明的進一步限定方案，在穿戴衣的左胸口處設有一個節點接口，在節點接口上設有三個通過織物導線分別與三個心電電極相連的連接母頭；在生理參數傳感節點上設有三個分別與三個連接母頭相對應的連接公頭，且三個連接公頭分別與心電信號模擬前端芯片的三個信號輸入端相連。采用連接公頭與連接母頭的對接配合，能夠在清洗穿戴衣時方便拔插生理參數傳感節點，避免生理參數傳感節點清洗時造成損壞。
[0016]作為本發明的進一步限定方案，三個連接母頭呈120°間距均勻分布于同一圓周上。將三個連接母頭呈120°間距均勻設置在同一圓周上，能夠提高生理參數傳感節點對接安裝的穩定性，防止插入后晃動。
[0017]作為本發明的進一步限定方案，節點接口與生理參數傳感節點之間設有三個呈120°間距均勻分布于同一圓周上的暗扣。采用暗扣設計，能夠進一步提高生理參數傳感節點對接安裝的穩定性，防止插入后晃動。
[0018]作為本發明的進一步限定方案，穿戴衣為彈性緊身衣。采用彈性緊身衣作為穿戴衣能夠使心電電極的導電織物傳感層始終貼合于人體皮膚表面，確保心電信號采集的可靠性和有效性。
[0019]本發明的有益效果在于:(I)采用在左胸鎖骨下、右胸鎖骨下和右腹部設置三個心電電極分別采集代替左手、右手以及右腿的心電信號，并由心電信號模擬前端芯片進行放大處理以及生理參數微控制器的帶通濾波處理，最終由生理參數藍牙通信模塊上傳至監控中心，從而對人體的心電參數進行實時地監控；(2)采用溫度傳感器能夠對人體的體溫進行實時采集，并同樣由生理參數藍牙通信模塊上傳至監控中心，從而對人體的體溫參數進行實時地監控；(3)將運動參數傳感節點安裝在穿戴衣的左腹部，在人體正常活動時輸出的信號比較穩定，而在異常動作(如摔倒)時，該位置布置的傳感器會發生劇烈變化，容易通過變化程度實現異常動作的監測；(4)采用加速度傳感器、陀螺儀、弱磁傳感器以及氣壓傳感器能夠實時地對人體的運動參數進行采集，并在運動參數微處理器實時處理后由運動參數藍牙通信模塊上傳至監控中心，從而對人體的運動參數進行實時地監控。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的穿戴裝置結構示意圖；
[0021]圖2為本發明的生理參數傳感節點背面結構示意圖；
[0022]圖3為本發明的節點接口結構示意圖；
[0023]圖4為本發明的心電電極剖視結構示意圖；
[0024]圖5為本發明的織物導線端面結構示意圖；
[0025]圖6為本發明的生理參數傳感節點電路結構示意圖；
[0026]圖7為本發明的運動參數傳感節點電路結構示意圖。
[0027]圖中:1、穿戴衣，2、心電電極，3、生理參數傳感節點，4、運動參數傳感節點，5、節點接口，6、連接母頭，7、連接公頭，8、基底層，9、彈性支撐層，10、導電織物傳感層，11、