一種可穿戴生理信號采集系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于生理檢測技術領域，提供了一種可穿戴生理信號采集系統，旨在解決現有的現有穿戴式生理監測系統采用普通織物電極進行信號的采集，存在信號靈敏度、可靠性、穩定性以及運動干擾大、信噪比低的問題。該可穿戴生理信號采集系統包括可穿戴信號采集端和信號處理后臺，兩者通過無線或有線網絡進行通信，所述可穿戴信號采集端包括可穿戴織物電極、設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信號的柔性傳感器、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。
【專利說明】
一種可穿戴生理信號采集系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于生理檢測技術領域，尤其涉及一種可穿戴生理信號采集系統。
【背景技術】
[0002]穿戴式技術是信息技術的擴展和延伸，即把信息的采集、存儲、顯示、傳輸、分析等功能與我們的日常穿戴相結合，成為我們穿戴的一部分如衣服、帽子、眼鏡、手環、手表、鞋子等等，可穿戴式生理信號采集系統在設計上盡可能的不影響人們的正常生活，采用無擾的方式進行信號采集。另外，由于日常生活中不會處于絕對靜止狀態，信號中會夾雜著運動偽跡，因此高精度的提取可穿戴生理檢測系統采集的信號也是一個技術難點。大量研究團隊從小型化、數字化、網絡化、集成化及標準化等方面展開深入研究，如美國佐治亞理工學院的Smart Shirt項目，Phi 11 ips和德國亞琛工業大學聯合開發的IMPACT襯衫，VivoMetrics的生命衫項目，OMSignal的智能T恤衫等，國內俞夢孫院士、香港中文大學的張元亭教授、哈爾濱工業大學楊孝宗教授、復旦大學劉冉教授等在可穿戴生理監測設備領域理論及工程研究方面都取得了開創性的進展，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的胡金蓮教授課題組在穿戴無擾性方面均取得了舉世矚目的創新性成果。
[0003]總體來說，現有穿戴式生理監測系統采用普通織物電極進行信號的采集，存在信號靈敏度、可靠性、穩定性以及運動干擾大、信噪比低的缺點。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種可穿戴生理信號采集系統，旨在解決現有的現有穿戴式生理監測系統采用普通織物電極進行信號的采集，存在信號靈敏度、可靠性、穩定性以及運動干擾大、信噪比低的問題。
[0005]提供一種可穿戴生理信號采集系統，包括可穿戴信號采集端和信號處理后臺，兩者通過無線或有線網絡進行通信，所述可穿戴信號采集端包括可穿戴織物電極、設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信號的柔性傳感器、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電織物。
[0007]進一步地，所述采集控制端包括用于為所述可穿戴信號采集端的各個模塊提供電源的電源管理模塊。
[0008]進一步地，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信號的模擬信號調理模塊、用于數字化處理所述生理參數信號的數字信號處理模塊和用于無線發送所述生理參數信號至信號處理后臺的無線傳輸模塊。
[0009]進一步地，所述信號處理后臺包括:用于接收所述可穿戴信號采集端獲取的生理參數的信號接收單元、用于對所述生理參數信號進行濾波的信號處理單元和用于對濾波之后的生理參數信號進行分析的信號分析單元。
[0010]進一步地，所述信號處理后臺包括:用于根據所述生理參數信號的分析結果進行健康度評價的生理參數評估單元。
[0011]本實用新型實施例，采用智能聚合物構建具有生物相容性、透氣導濕性、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、可靠性以及穩定性，電極與皮膚之間的運動偽跡及其他噪聲干擾也大大降低，在傳感器處于彎曲、拉伸和潮濕的環境下，生理電信號監測與皮膚的運動也能夠具備協調性和同步性，因而整個系統的舒適性、穩定性及有效性也能大為改善，同時，將兩塊導電織物刺繡于胸帶外部位置，使得導電織物與人體形成耦合電容，從而達到無接觸式測量心電及呼吸信號的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例提供的可穿戴生理信號采集系統的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型實施例提供的可穿戴織物電極設計為胸帶的使用場景示意圖；
[0014]圖3是本實用新型實施例提供的可穿戴織物電極設計為胸帶的具體結構示意圖；
[0015]圖4是本實用新型實施例提供的可穿戴織物電極設計為胸帶的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]請一并參照圖1，本實用新型實施例提供的可穿戴生理信號采集系統包括可穿戴信號采集端I和信號處理后臺2，兩者通過無線或有線網絡進行通信，所述可穿戴信號采集端I包括可穿戴織物電極、設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信號的柔性傳感器、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。生理參數信號包括但不限于心電(ECG)和呼吸信號(Resp)。可穿戴織物電極可根據需要設計為多種樣式，包括胸帶、衣服，圖2示出了可穿戴織物電極設計為胸帶的使用場景示意圖，圖3示出了具體包括兩個導電織物和與其分別連接的導線的設計結構，圖4示出了包括定級板和動級板的工作原理，圖2、圖3和圖4將導電織物與外界信號采集、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位置，使之具備無擾舒適性的同時，實現信號采集、處理和實時傳輸等功能特性。
[0018]進一步地，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電織物。
[0019]進一步地，所述采集控制端11包括用于為所述可穿戴信號采集端的各個模塊提供電源的電源管理模塊。
[0020]進一步地，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信號的模擬信號調理模塊、用于數字化處理所述生理參數信號的數字信號處理模塊和用于無線發送所述生理參數信號至信號處理后臺的無線傳輸模塊。
[0021]進一步地，所述信號處理后臺2包括:用于接收所述可穿戴信號采集端獲取的生理參數的信號接收單元、用于對所述生理參數信號進行濾波的信號處理單元和用于對濾波之后的生理參數信號進行分析的信號分析單元。生理參數信號主要受到以下幾種噪聲的干擾:肌電干擾、工頻干擾、皮膚表面電極移動引起的運動偽跡以及被測對象的呼吸或肢體活動等所引起的基線漂移，因此，需要進行濾波處理。
[0022]進一步地，所述信號處理后臺2包括:用于根據所述生理參數信號的分析結果進行健康度評價的生理參數評估單元。
[0023]本實施例，采用智能聚合物構建具有生物相容性、透氣導濕性、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、可靠性以及穩定性，電極與皮膚之間的運動偽跡及其他噪聲干擾也大大降低，在傳感器處于彎曲、拉伸和潮濕的環境下，生理電信號監測與皮膚的運動也能夠具備協調性和同步性，因而整個系統的舒適性、穩定性及有效性也能大為改善，同時，將兩塊導電織物刺繡于胸帶外部位置，使得導電織物與人體形成耦合電容，從而達到無接觸式測量心電及呼吸信號的目的。
[0024]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可穿戴生理信號采集系統，其特征在于，所述系統包括:可穿戴信號采集端和信號處理后臺，兩者通過無線或有線網絡進行通信，所述可穿戴信號采集端包括可穿戴織物電極、設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信號的柔性傳感器、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.根據權利要求1所述的可穿戴生理信號采集系統，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電織物。3.根據權利要求1所述的可穿戴生理信號采集系統，其特征在于，所述采集控制端包括用于為所述可穿戴信號采集端的各個模塊提供電源的電源管理模塊。4.根據權利要求3所述的可穿戴生理信號采集系統，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信號的模擬信號調理模塊、用于數字化處理所述生理參數信號的數字信號處理模塊和用于無線發送所述生理參數信號至信號處理后臺的無線傳輸模塊。5.根據權利要求1所述的可穿戴生理信號采集系統，其特征在于，所述信號處理后臺包括:用于接收所述可穿戴信號采集端獲取的生理參數的信號接收單元、用于對所述生理參數信號進行濾波的信號處理單元和用于對濾波之后的生理參數信號進行分析的信號分析單元。6.根據權利要求5所述的可穿戴生理信號采集系統，其特征在于，所述信號處理后臺包括:用于根據所述生理參數信號的分析結果進行健康度評價的生理參數評估單元。
【文檔編號】A61B5/04GK205458654SQ201521139706
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】吳萬慶, 吳丹, 張賀曄, 李春月
【申請人】深圳先進技術研究院