CN205458654U - 一种可穿戴生理信号采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于生理检测技术领域，提供了一种可穿戴生理信号采集系统，旨在解决现有的现有穿戴式生理监测系统采用普通织物电极进行信号的采集，存在信号灵敏度、可靠性、稳定性以及运动干扰大、信噪比低的问题。该可穿戴生理信号采集系统包括可穿戴信号采集端和信号处理后台，两者通过无线或有线网络进行通信，所述可穿戴信号采集端包括可穿戴织物电极、设置于所述可穿戴织物电极上并获取至少心电和呼吸两种生理参数信号的柔性传感器、采集控制端，所述可穿戴织物电极、柔性传感器与采集控制端电性连接。

Description

一种可穿戴生理信号采集系统

技术领域

本实用新型属于生理检测技术领域，尤其涉及一种可穿戴生理信号采集系统。

背景技术

穿戴式技术是信息技术的扩展和延伸，即把信息的采集、存储、显示、传输、分析等功能与我们的日常穿戴相结合，成为我们穿戴的一部分如衣服、帽子、眼镜、手环、手表、鞋子等等,可穿戴式生理信号采集系统在设计上尽可能的不影响人们的正常生活，采用无扰的方式进行信号采集。另外，由于日常生活中不会处于绝对静止状态，信号中会夹杂着运动伪迹，因此高精度的提取可穿戴生理检测系统采集的信号也是一个技术难点。大量研究团队从小型化、数字化、网络化、集成化及标准化等方面展开深入研究，如美国佐治亚理工学院的Smart Shirt项目，Phillips和德国亚琛工业大学联合开发的IMPACT衬衫，VivoMetrics的生命衫项目，OMSignal的智能T恤衫等,国内俞梦孙院士、香港中文大学的张元亭教授、哈尔滨工业大学杨孝宗教授、复旦大学刘冉教授等在可穿戴生理监测设备领域理论及工程研究方面都取得了开创性的进展,此外，中科院苏州纳米所研究员张珽课题组及香港理工大学的胡金莲教授课题组在穿戴无扰性方面均取得了举世瞩目的创新性成果。

总体来说，现有穿戴式生理监测系统采用普通织物电极进行信号的采集，存在信号灵敏度、可靠性、稳定性以及运动干扰大、信噪比低的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可穿戴生理信号采集系统，旨在解决现有 的现有穿戴式生理监测系统采用普通织物电极进行信号的采集，存在信号灵敏度、可靠性、稳定性以及运动干扰大、信噪比低的问题。

提供一种可穿戴生理信号采集系统，包括可穿戴信号采集端和信号处理后台，两者通过无线或有线网络进行通信，所述可穿戴信号采集端包括可穿戴织物电极、设置于所述可穿戴织物电极上并获取至少心电和呼吸两种生理参数信号的柔性传感器、采集控制端，所述可穿戴织物电极、柔性传感器与采集控制端电性连接。

进一步地，所述可穿戴织物电极具体为刺绣于胸带外部位置的两块导电织物。

进一步地，所述采集控制端包括用于为所述可穿戴信号采集端的各个模块提供电源的电源管理模块。

进一步地，所述采集控制端还包括依次电性连接用于接收并处理所述生理参数信号的模拟信号调理模块、用于数字化处理所述生理参数信号的数字信号处理模块和用于无线发送所述生理参数信号至信号处理后台的无线传输模块。

进一步地，所述信号处理后台包括:用于接收所述可穿戴信号采集端获取的生理参数的信号接收单元、用于对所述生理参数信号进行滤波的信号处理单元和用于对滤波之后的生理参数信号进行分析的信号分析单元。

进一步地，所述信号处理后台包括:用于根据所述生理参数信号的分析结果进行健康度评价的生理参数评估单元。

本实用新型实施例，采用智能聚合物构建具有生物相容性、透气导湿性、适形粘附性及形状记忆功能的新型智能织物电极，使其具有更高的灵敏度、可靠性以及稳定性，电极与皮肤之间的运动伪迹及其他噪声干扰也大大降低，在传感器处于弯曲、拉伸和潮湿的环境下，生理电信号监测与皮肤的运动也能够具备协调性和同步性，因而整个系统的舒适性、稳定性及有效性也能大为改善，同时，将两块导电织物刺绣于胸带外部位置，使得导电织物与人体形成耦合电容，从而达到无接触式测量心电及呼吸信号的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的可穿戴生理信号采集系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的可穿戴织物电极设计为胸带的使用场景示意图；

图3是本实用新型实施例提供的可穿戴织物电极设计为胸带的具体结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的可穿戴织物电极设计为胸带的工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参照图1，本实用新型实施例提供的可穿戴生理信号采集系统包括可穿戴信号采集端1和信号处理后台2，两者通过无线或有线网络进行通信，所述可穿戴信号采集端1包括可穿戴织物电极、设置于所述可穿戴织物电极上并获取至少心电和呼吸两种生理参数信号的柔性传感器、采集控制端11，所述可穿戴织物电极、柔性传感器与采集控制端11电性连接。生理参数信号包括但不限于心电(ECG)和呼吸信号(Resp)。可穿戴织物电极可根据需要设计为多种样式，包括胸带、衣服，图2示出了可穿戴织物电极设计为胸带的使用场景示意图，图3示出了具体包括两个导电织物和与其分别连接的导线的设计结构，图4示出了包括定级板和动级板的工作原理，图2、图3和图4将导电织物与外界信号采集、处理、传输电路及电源相连，使所有电子器件以纽扣的形式集成到胸部某个位置，使之具备无扰舒适性的同时，实现信号采集、处理和实时传输等功能特性。

进一步地，所述可穿戴织物电极具体为刺绣于胸带外部位置的两块导电织物。

进一步地，所述采集控制端11包括用于为所述可穿戴信号采集端的各个模块提供电源的电源管理模块。

进一步地，所述采集控制端11还包括依次电性连接用于接收并处理所述生理参数信号的模拟信号调理模块、用于数字化处理所述生理参数信号的数字信号处理模块和用于无线发送所述生理参数信号至信号处理后台的无线传输模块。

进一步地，所述信号处理后台2包括:用于接收所述可穿戴信号采集端获取的生理参数的信号接收单元、用于对所述生理参数信号进行滤波的信号处理单元和用于对滤波之后的生理参数信号进行分析的信号分析单元。生理参数信号主要受到以下几种噪声的干扰:肌电干扰、工频干扰、皮肤表面电极移动引起的运动伪迹以及被测对象的呼吸或肢体活动等所引起的基线漂移，因此，需要进行滤波处理。

进一步地，所述信号处理后台2包括:用于根据所述生理参数信号的分析结果进行健康度评价的生理参数评估单元。

本实施例，采用智能聚合物构建具有生物相容性、透气导湿性、适形粘附性及形状记忆功能的新型智能织物电极，使其具有更高的灵敏度、可靠性以及稳定性，电极与皮肤之间的运动伪迹及其他噪声干扰也大大降低，在传感器处于弯曲、拉伸和潮湿的环境下，生理电信号监测与皮肤的运动也能够具备协调性和同步性，因而整个系统的舒适性、稳定性及有效性也能大为改善，同时，将两块导电织物刺绣于胸带外部位置，使得导电织物与人体形成耦合电容，从而达到无接触式测量心电及呼吸信号的目的。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可穿戴生理信号采集系统，其特征在于，所述系统包括：可穿戴信号采集端和信号处理后台，两者通过无线或有线网络进行通信，所述可穿戴信号采集端包括可穿戴织物电极、设置于所述可穿戴织物电极上并获取至少心电和呼吸两种生理参数信号的柔性传感器、采集控制端，所述可穿戴织物电极、柔性传感器与采集控制端电性连接。

2.根据权利要求1所述的可穿戴生理信号采集系统，其特征在于，所述可穿戴织物电极具体为刺绣于胸带外部位置的两块导电织物。

3.根据权利要求1所述的可穿戴生理信号采集系统，其特征在于，所述采集控制端包括用于为所述可穿戴信号采集端的各个模块提供电源的电源管理模块。

4.根据权利要求3所述的可穿戴生理信号采集系统，其特征在于，所述采集控制端还包括依次电性连接用于接收并处理所述生理参数信号的模拟信号调理模块、用于数字化处理所述生理参数信号的数字信号处理模块和用于无线发送所述生理参数信号至信号处理后台的无线传输模块。

5.根据权利要求1所述的可穿戴生理信号采集系统，其特征在于，所述信号处理后台包括:用于接收所述可穿戴信号采集端获取的生理参数的信号接收单元、用于对所述生理参数信号进行滤波的信号处理单元和用于对滤波之后的生理参数信号进行分析的信号分析单元。

6.根据权利要求5所述的可穿戴生理信号采集系统，其特征在于，所述信号处理后台包括:用于根据所述生理参数信号的分析结果进行健康度评价的生理参数评估单元。