基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片的制作方法
【專利摘要】本實用新型具體公開了一種基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，包括復合層以及集成于所述復合層內的多個生理信號采集部件，所述復合層主要由保護層以及設于所述保護層之間的緩沖層和信號層共同壓合而成；其中所述多個生理信號采集部件包括心電電極、麥克風和體動傳感器，所述心電電極采集人體心電信號或胸肺阻抗信號且與所述信號層電性連接；所述麥克風采集人體鼾聲信號且與所述信號層固定連接；所述體動傳感器監測人體體動參數且設置于所述信號層上。因此，本實用新型實現單一采集部件向復合采集部件轉換，有利于提高人體舒適度以及采集效率和準確性。
【專利說明】
基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片
技術領域
[0001]本實用新型屬于生理信號采集技術領域，尤其是涉及一種運用生物阻抗技術的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片。
【背景技術】
[0002]現如今，快速的生活節奏使得很多人都處于亞健康狀態，長期的亞健康狀態會使得人體產生一種或多種慢性疾病，比如職業病、睡眠呼吸監測等。這樣使得越來越多的人對自己的身體健康投來更多的關注，比如:睡眠呼吸監測。睡眠時人體周期性出現的一種自發的和可逆的靜息狀態。睡眠可以使人們的大腦和身體得到休息、休整和恢復，有助于人們日常的工作和學習，科學地提高睡眠質量，是人們正常工作學習生活的保障。但因各種原因導致一些人群不能獲得正常睡眠(即失眠)，如入睡困難、睡眠深度或頻度過短、早睡及睡眠時間不足或質量差等，而現有的睡眠呼吸監測設備不能滿足人們對舒適度、便捷性以及復合操作的要求。比如:心電電極貼片僅作為能采集心電信號，而體動傳感器和鼾聲傳感器置于睡眠呼吸監測裝置的主機內部;通常將心電電極貼于人體胸口后，由于需要連接導聯線，表面呈凸起態，受試人員俯臥時會受到影響。體動傳感器置于機身內，無法貼合身體，從而造成無法準確的判斷體動。以及睡眠呼吸監測設備懸掛于人體所穿衣物上，當人側身時機器易滑動并牽拉領領口，不僅無法準確反映當前體位而且造成佩戴的不舒適感。
[0003]因此，正如類似上述睡眠呼吸監測設備的人體生理信號采集裝置，由于單一采集構件與人體皮膚表面的粘結面積相對較小，并且在發生體動或者受試者出汗等情況時，容易出現脫落等情況；以及由于大多數采集構件的表面呈凸起態，當受試者處于俯臥體位時會感覺到不舒適。
【實用新型內容】
[0004]針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供一種基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，實現單一采集部件向復合采集部件轉換，有利于提高人體舒適度以及采集效率和準確性。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0006]—種基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，包括復合層以及集成于所述復合層內的多個生理信號采集部件，所述復合層主要由保護層以及設于所述保護層之間的緩沖層和信號層共同壓合而成;其中所述多個生理信號采集部件包括心電電極、麥克風和體動傳感器，所述心電電極采集人體心電信號或胸肺阻抗信號且與所述信號層電性連接;所述麥克風采集人體鼾聲信號且與所述信號層固定連接;所述體動傳感器監測人體體動參數且設置于所述信號層上。
[0007]優選的，所述復合層呈“十”字型且由復合層橫軸部分和復合層縱軸部分構成。
[0008]作為進一步優選的，所述體動傳感器位于所述復合層橫軸部分和所述復合層縱軸部分交叉重疊處。
[0009]作為進一步優選的，所述心電電極設置于所述復合層橫軸部分上且位于所述體動傳感器的兩側。
[0010]作為進一步優選的，所述阻抗電極包括呈倒“T”型導電柱、導電按扣和導電凝膠；其中所述導電柱一端與所述導電按扣卡扣連接，其另一端穿過所述復合層且被所述導電凝膠所覆蓋。
[0011]作為進一步優選的，所述麥克風位于所述復合層縱軸部分一端。
[0012]優選的，所述復合層還包括黏膠層，該復合層主要由保護層、緩沖層、信號層、保護層和黏膠層從上至下依次壓合于一體。
[0013]作為進一步優選的，還包括與所述信號層連接的帶有復合線纜的外接連接器，所述帶有復合信號線纜的帶有復合線纜的外連接器位于所述復合層縱軸部分另一端。
[0014]優選的，所述心電電極、麥克風和體動傳感器分別通過蝕刻于所述信號層上微帶線的信號引出端與所述信號層電性連接。
[0015]作為進一步優選的，所述保護層采用無紡布制作而成、所述緩沖層為海綿襯以及所述信號層為FPC板。
[0016]采用上述結構后，本實用新型和現有技術相比所具有的優點是:
[0017]1、本實用新型所述信號采集貼片呈“十”字型，通過將心電電極設置于左右兩側，有利于增大與人體皮膚表面的黏貼面積，從而有效地避免減少體動或出汗等情況造成電極意外脫落的風險；
[0018]2、本實用新型將麥克風置于采集貼片頂端，便于信號的準確采集;麥克風黏貼于喉結處，更準確地采集鼾聲信號，避免了與被褥摩擦或心臟跳動聲音引入的干擾；
[0019]3、本實用新型所述體動采集部件置于整個信號采集貼片中央，黏貼在人體時位于人體的中軸線上;更貼合人體且準確位于人體的中軸線，能保證體動信號的準確采集；
[0020]4、本實用新型所述信號采集貼片通過設置緩沖層能有效保證貼片表面平整，并同時有效地減少了俯臥時受試者的不適感。
【附圖說明】
[0021 ]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0022]圖1是本實用新型實施例所述基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片的人體穿戴不意圖；
[0023]圖2是本實用新型實施例所述基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片的主視圖；
[0024]圖3是圖2中A-A剖面圖；
[0025]圖4是圖3中P處局部放大圖；
[0026]圖5是圖2中B-B剖面圖；
[0027]圖6是圖5中Q處局部放大圖。
[0028]附圖標記:
[0029]10-復合層，1a-復合層橫軸部分，1b-復合層縱軸部分，11_保護層，12-緩沖層，13-信號層，131-信號引出端，14-黏膠層141-開槽，20-阻抗電極，21-導電柱，22-導電按扣，23-導電凝膠，30-麥克風，40-體動采集部件，50-帶有復合信號線纜的外接連接器。
【具體實施方式】
[0030]以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0031]如圖1至圖6所示，本實用新型實施例提供了一種基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，該貼片包括復合層10以及集成于所述復合層10內的多個生理信號采集部件，所述復合層主要由保護層11以及設于所述保護層11之間的緩沖層12和信號層13共同壓合而成。本實用新型實施例中所述復合層10對集成于內部的多個生理信號采集部件與傳統單一生理信號米集部件(比如:傳統的心電電極貼處于分開的獨立模式，與人體皮膚表面的粘結面積相對較小)因體動或汗液滑落相比具有定位固定作用的優點。
[0032]在本實用新型實施例中，所述多個生理信號采集部件包括心電電極20、麥克風30和體動傳感器40，但還包括所述阻抗電極20用于采集人體心電信號或胸肺阻抗信號，且與所述信號層13連接;所述麥克風30貼片于所述信號層13上;所述體動傳感器40，用于監測人體體動參數，貼裝固定于所述信號層13上。
[0033]為了方便多個生理信號采集部件的信號采集，所述復合層10呈“十”字型且由復合層橫軸部分1a和復合層縱軸部分1b構成，有利于本實用新型所述信號采集貼片表面設計平整，能有效減少受試者俯臥時的不適感。
[0034]所述體動傳感器40位于所述復合層橫軸部分1a和所述復合層縱軸部分(1b)交叉重疊處。更具體地，本實用新型所述貼片能使所述體動傳感器在黏貼人體時位于人體的中軸線上，從而貼合人體且準確位于人體的中軸線，從而保證了體動信號的準確采集。在本實用新型實施例中，所述體動傳感器40為加速度傳感器，除此之外還可以為陀螺儀。
[0035]所述心電電極20設置于所述復合層橫軸部分1a上且位于所述體動傳感器40的兩偵U，用于采集人體呼吸信號或心率信號。所述心電電極20包括呈倒“T”型導電柱21、導電按扣22和導電凝膠23;其中所述導電柱21—端與所述導電按扣22扣合連接，其另一端穿過所述復合層10且被所述導電凝膠23所覆蓋。在本實用新型實施例中，所述心電電極20設置有兩個，且分別位于所述復合層10的左右兩端；當在進行信號采集時，兩個心電電極20同時激勵同時采集。所述心電電極采集原理為生物阻抗技術，該技術是一種利用生物組織及器官的電特性提取人體生理與病理信息的無創檢測技術。不同的人體組織與器官具有獨特的生物阻抗特性，組織與器官的狀態或功能變化也將伴隨相應的生物阻抗特性改變。因此，生物阻抗技術在臨床醫學方面有無創無損、便于長時間實時監護及低成本等優勢，使得生物阻抗技術應用于臨床醫學或醫療保健領域具有很大的潛力與價值。
[0036]由于如果麥克風置于機器內，對佩戴方式有很大的限制，夏季還好，冬季睡眠時被被褥覆蓋時會對鼾聲采集產生誤差;尤其在夜晚足夠安靜的情況下，實驗曾經采到過心跳和鼻氣流的聲音。因此，在本實用新型實施例中所述麥克風30位于所述復合層縱軸部分1b一端，更具體地，所述麥克風30置于采集貼片頂端，便于信號的準確采集。比如:將麥克風黏貼于喉結處，更準確地采集鼾聲信號，能有效地避免因被褥摩擦或心臟跳動聲音引入的干擾。本實用新型具體實施例中，所述麥克風30為鼾聲傳感器，除此之外還可采用麥克風。
[0037]所述復合層10還包括黏膠層14，該復合層10主要由保護層11、緩沖層12、信號層13、保護層11和黏膠層14從上至下依次壓合于一體;位于所述黏膠層14中心處設有一開槽141，且用于安裝心電電極和固定導電凝膠。所述保護層11采用無紡布制作而成，起到保護作用的同時也保證了佩戴接觸的舒適性;所述緩沖層12為海綿襯以及所述信號層13為FPC板。由于黏膠層14和導電凝膠23齊平，從而有效保證人體舒適感。
[0038]所述心電電極20、麥克風30和體動傳感器40分別通過蝕刻于所述信號層13上的微帶線的信號引出端131與所述信號層13電性連接，所述微帶線是由支在介質基片上的單一導體帶構成的微波傳輸線，適合制作微波集成電路的平面結構傳輸線，與金屬波導相比，其體積小、重量輕、使用頻帶寬、可靠性高和制造成本低等。
[0039]而為了方便采集信號輸出，本實用新型實施例還包括與所述復合層10的信號層13連接帶有信號線纜的外接連接器50，所述帶有復合線纜的外連接器50位于所述復合層縱軸部分1b另一端。
[0040]在本實用新型實施例中，所述麥克風30(鼾聲傳感器)和體動傳感器40貼片焊接于信號層(材料采用FPC材料)13表面，而心電電極20可以貼片于信號層13表面，也可以通過內層微帶線與信號層13相連。在本實用新型實施例中所述復合層10的最底層(靠近皮膚)為黏膠層14，所述黏膠層14上方為無紡布層11(保護層)，所述無紡布層11(保護層)上方為信號層13，而信號層13表面表貼(或焊接)有鼾聲傳感器、體動傳感器以及心電電極的連接(或焊接)點，且通過復合信號線纜從信號層13引出。另外，通過在頂層保護層11(無紡布層)與信號層13之間，夾有海綿襯(也即是緩沖層)用于找平，從而提高貼片的平整度。在本實用新型實施例中保護層、緩沖層、信號層、保護層和黏膠層彼此之間分別通過超聲波熱壓結合。
[0041]而本實用新型實施例與傳統內置式傳感器外置相比，內置集成于信號采集貼片的設計思路，實現了單一電極貼向復合信號電極貼轉換的設計;而其中所述鼾聲傳感器貼于喉結處從而準確采集鼾聲信號;所述體位傳感器內置于所述信號采集貼片且放置于人體中軸線上，并緊貼人體皮膚表面，才能準確反映體位。
[0042]上述內容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，包括復合層(10)以及集成于所述復合層(10)內的多個生理信號采集部件，所述復合層主要由保護層(11)以及設于所述保護層(11)之間的緩沖層(12)和信號層(13)共同壓合而成;其中所述多個生理信號采集部件包括心電電極(20)、麥克風(30)和體動傳感器(40)，所述心電電極(20)采集人體心電信號或胸肺阻抗信號且與所述信號層(13)電性連接;所述麥克風(30)采集人體鼾聲信號且與所述信號層(13)固定連接;所述體動傳感器(40)監測人體體動參數且設置于所述信號層(13)上。2.根據權利要求1所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述復合層(10)呈“十”字型且由復合層橫軸部分(1a)和復合層縱軸部分(1b)構成。3.根據權利要求2所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述體動傳感器(40)位于所述復合層橫軸部分(1a)和所述復合層縱軸部分(1b)交叉重疊處。4.根據權利要求2所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述心電電極(20)設置于所述復合層橫軸部分(1a)上且位于所述體動傳感器(40)的兩側。5.根據權利要求4所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述心電電極(20)包括呈倒“T”型導電柱(21)、導電按扣(22)和導電凝膠(23);其中所述導電柱(21)—端與所述導電按扣(22)卡扣連接，其另一端穿過所述復合層(10)且被所述導電凝膠(23)所覆蓋。6.根據權利要求2所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述麥克風(30)位于所述復合層縱軸部分(I Ob) —端。7.根據權利要求1所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述復合層(10)還包括黏膠層(14)，所述黏膠層(14)中心處設有一開槽(141);其中該復合層(10)主要由保護層(11)、緩沖層(12)、信號層(13)、保護層(11)和黏膠層(14)從上至下依次壓合于一體。8.根據權利要求2所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，還包括與所述復合層(10)的信號層(13)連接的帶有復合線纜的外接連接器(50)，所述帶有復合線纜的外連接器(50)位于所述復合層縱軸部分(1b)另一端。9.根據權利要求1所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述心電電極(20)、麥克風(30)和體動傳感器(40)分別通過蝕刻于所述信號層(13)上微帶線的信號引出端(131)與所述信號層(13)電性連接。10.根據權利要求1至9任意一項所述的基于生物阻抗技術的人體生理信號采集貼片，其特征在于，所述保護層(11)采用無紡布制作而成、所述緩沖層(12)為海綿襯以及所述信號層(13)為FPC板。
【文檔編號】A61B5/0402GK205433678SQ201521139783
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】張亮, 高松, 王奕剛, 徐現紅, 戴濤
【申請人】思瀾科技（成都）有限公司