CN107440723A - 利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法和装置。该方法包括：将具有导电硅胶体的弹性带束缚在被测量人体的胸部和/或腹部；测量随着胸部和/或腹部呼吸运动所述导电硅胶体电阻值的变化量；根据所述导电硅胶体电阻值的变化量，计算胸部和/或腹部呼吸运动参数。所述利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置包括弹性带，所述弹性带具有导电硅胶体。本发明通过具有导电硅胶体的弹性带，能有效的贴合身体的曲线幅度，使其穿在身上更加贴合、柔软，有效提高了使用者的舒适感，不怕汗液对其腐蚀氧化，有效的提高了测量数据的精确度。

Description

利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置
技术领域
本发明涉及人体数据测量技术领域，具体为一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置。
背景技术
胸腹部呼吸变化测量用于描述人体的胸、腹部呼吸扩张运动过程中生理参数特征的变化状况，是针对睡眠呼吸障碍等疾病的重要监测方式。测量时需要使用可靠的测量仪器和方法进行。
目前胸腹部呼吸变化测量大多数是采用含金属导体细丝或金属导电纤维的导电薄膜构成的胸带或腹带，通过测量呼吸运动引起的导电薄膜电阻值变化来标定胸围或腹围的变化量。例如，日本住友制药株式会社申请的发明专利CN1933777A公开了一种生物体信息计测用衣服、装置和系统，其中具有由导电性纤维形成的胸部呼吸信息传感器502与腹部呼吸信息传感器504，该导电性纤维是附着了金属颗粒(例如银颗粒、铜颗粒或硫化铜颗粒)的纤维(例如善导纶)，随着呼吸引起胸围长或腹围长的变化，引起胸部呼吸信息传感器502与腹部呼吸信息传感器504电阻值的上升与下降。但是因含有金属细丝或者具有金属颗粒的纤维，上述胸带或腹带的硬度较大、弹性有限，不够贴身，导致穿在身上不舒服，使测量出来的数据不够精确。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置。导电硅胶体制备的胸带、腹带具备有弹性、柔软贴身和测量出来的数据精确的优点，解决了目前胸腹部呼吸变化测量采用由金属丝或金属纤维导电薄膜带来的弹性低，硬度大、不够贴身、舒适性差、测量数据不够精确的问题。
(二)技术方案
为实现上述导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将具有导电硅胶体的弹性带束缚在被测量人体的胸部和/或腹部；
测量随着胸部和/或腹部呼吸运动所述导电硅胶体电阻值的变化量；
根据所述导电硅胶体电阻值的变化量，计算胸部和/或腹部呼吸运动参数。
优选的是，所述胸部和/或腹部呼吸运动参数包括：胸围和/或腹围的变化量。
一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，包括弹性带，所述弹性带具有导电硅胶体。
优选的是，所述装置还包括测量设备，所述测量设备测量随着胸部和/或腹部呼吸运动所述导电硅胶体电阻值的变化量，并且根据所述导电硅胶体电阻值的变化量，计算胸部和/或腹部呼吸运动参数。
优选的是，所述导电硅胶体的两端分别连接信号线，所述信号线远离导电硅胶体的一端安装有信号插头，通过信号插头连接所述测量设备。
优选的是，所述导电硅胶体包括导电硅胶层与保护层，并且所述导电硅胶层通过在硅胶中加入炭黑制成。
优选的是，所述导电硅胶层成分包括Si、SiO2以及炭黑，其中Si元素含量为80wt％。
优选的是，所述导电硅胶层的厚度为0.2-0.5mm。
优选的是，所述导电硅胶层的电阻值范围为102-105欧姆。
优选的是，所述弹性带的两端分别安装有粘接片，通过粘接片将弹性带束缚在被测量人体的胸部和/或腹部。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置，具备以下有益效果：
该利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置，通过导电硅胶体的弹性，跟随人体的胸腹部呼吸运动进行扩张和收缩，收缩时导电硅胶体的电阻值变小，扩张时导电硅胶体的电阻值变大，通过标定，把导电硅胶体电阻值的变化量与人体胸围和/或腹围呼吸运动中的变化量对应起来，就可以有效测量出胸腹呼吸变化的生理参数。该利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法与装置，通过具有导电硅胶体的弹性带，能有效的贴合身体的曲线幅度，使其穿在身上更加贴合、柔软，有效提高了使用者的舒适感，同时导电硅胶体与金属丝或金属纤维导电薄膜构成的胸带或腹带相比，不怕汗液对其腐蚀氧化，有效的提高了测量数据的精确度。
附图说明
图1为本发明提出的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置结构示意图；
图2为本发明提出的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置结构剖视图。
图中：1弹性带、2粘接片、3导电硅胶体、4信号线、5信号插头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，包括弹性带1，弹性带1的两端均固定安装有粘接片2，两个粘接片2其中一个固定安装在弹性带1一端的正面上，并且另一个粘接片固定安装在弹性带1另一端的反面上，通过粘接片2可以将弹性带1束缚在被测量人体的胸部和/或腹部。弹性带1的内部安装有导电硅胶体3，导电硅胶体3也具有弹性，可以随着弹性带1的拉伸和回缩而同步拉伸与回缩。导电硅胶体3的两端均固定连接有信号线4，两个信号线4均贯穿并延伸出弹性带1的两端，两个信号线4远离导电硅胶体3的一端均固定安装有信号插头5。弹性带1和导电硅胶体3基于其具有的弹性，跟随人体呼吸过程中的胸部和/或腹部运动而扩张和收缩；导电硅胶体3收缩时电阻值变小，导电硅胶体3扩张时电阻值变大。所述利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置还包括测量设备，信号插头5连接至该测量设备，所述测量设备测量所述导电硅胶体3电阻值的变化量；并且基于标定，把电阻值的变化量与人体胸围或腹围的变化量对应起来，这样，测量设备根据测得的所述导电硅胶体电阻值的变化量计算胸围和/或腹围的变化量，从而获得胸部和/或腹部呼吸运动的参数。
本发明采用的所述导电硅胶体3包括导电硅胶层与保护层。所述导电硅胶层位于导电硅胶体3的表面，厚度为0.2-0.5mm，由于导电硅胶层比较薄，因此采用保护层给予支撑和保护。导电硅胶层是通过在硅胶中加入炭黑制成的，其成分包括Si、SiO2以及炭黑，其中Si元素含量为80wt％。所述导电硅胶层的电阻值范围为102-105欧姆，且随着导电硅胶层的拉伸和回缩，电阻值在一定范围内变化。
表1给出了本发明可采用的三种导电硅胶层的成分、尺寸和性能参数。
类型一：导电硅胶层厚度0.45mm，比重为1.55g/mm3，硬度为69A，断裂伸长率为125％，抗拉强度为10.2mpa，弹性指数为101KN/mm，表面电阻为3*106Ω.cm，导热系数为0.4m/mk，耐热值为350℃，导热温差范围为±3℃，热重分析为2％，压缩永久变形为22max％，压合次数为16次。
类型二：导电硅胶层厚度0.3mm时，比重为1.55g/mm3，硬度为69A，断裂伸长率为120％，抗拉强度为10.2mpa，弹性指数为101KN/mm，表面电阻为3*106Ω.cm，导热系数为0.4m/mk，耐热值为350℃，导热温差范围为±3℃，热重分析为2％，压缩永久变形为21max％，压合次数为15次。
类型三：导电硅胶层厚度0.2mm时，比重为1.55g/mm3，硬度为68A，断裂伸长率为120％，抗拉强度为10mpa，弹性指数为100KN/mm，表面电阻为3*106Ω.cm，导热系数为0.4m/mk，耐热值为350℃，导热温差范围为±3℃，热重分析为2％，压缩永久变形为20max％，压合次数为15次。
厚度(mm) 0.2 0.3 0.45
比重(g/mm3) 1.55 1.55 1.55
硬度(A) 68 69 69
断裂伸长率(％) 120 120 125
抗拉强度(mpa) 10 10.2 10.2
弹性指数(KN/mm) 100 101 101
表面电阻(Ω.cm) 3*106 3*106 3*106
导热系数(m/mk) 0.4 0.4 0.4
耐热值(℃) 350 350 350
导热温差范围(℃) ±3 ±3 ±3
热重分析(％) 2 2 2
压缩永久变形(max％) 20 21 22
压合次数(次) 15 15 16
表1
本发明进而提出一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法，包括以下步骤：
1)将具有导电硅胶体3的弹性带1束缚在被测量者的胸部和/或腹部，通过弹性带1上的粘接片2将弹性带1的两端粘贴在一起，使弹性带1绷紧，将信号线4上的信号插头5插接在测量设备上。
2)当被测量者呼吸的时候，被测量者胸部和腹部就会扩张和收缩；扩张时，被测量者的胸部和/或腹部将弹性带1和导电硅胶体3进行拉伸，导电硅胶体3的电阻值就会变大；收缩时，被测量者的胸部和/或腹部收缩，弹性带1和导电硅胶体3在自身回复力作用下收缩，导电硅胶体3的电阻值就会变小。利用测量设备测量出随着胸部和/或腹部呼吸运动所述导电硅胶体电阻值的变化量。
3)通过标定，把导电硅胶体3电阻值的变化量与人体胸围或腹围的变化量对应起来。这样，利用测量设备测得的电阻值变化量，计算人体胸围和/或腹围的变化量,从而获得胸部和/或腹部呼吸运动时的参数。
4)测量结束后，将测量设备上的信号插头拔掉，打开粘结片2，取下弹性带1。
本发明通过具有导电硅胶体的弹性带，能有效的贴合身体的曲线幅度，使其穿在身上更加贴合、柔软，有效提高了使用者的舒适感，同时导电硅胶体与金属丝或金属纤维导电薄膜构成的胸带或腹带相比，不怕汗液对其腐蚀氧化，有效的提高了测量数据的精确度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将具有导电硅胶体的弹性带束缚在被测量人体的胸部和/或腹部；
测量随着胸部和/或腹部呼吸运动所述导电硅胶体电阻值的变化量；
根据所述导电硅胶体电阻值的变化量，计算胸部和/或腹部呼吸运动参数。
2.根据权利要求1所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的方法，其特征在于，所述胸部和/或腹部呼吸运动参数包括：胸围和/或腹围的变化量。
3.一种利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，包括弹性带，所述弹性带具有导电硅胶体。
4.根据权利要求3所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述装置还包括测量设备，所述测量设备测量随着胸部和/或腹部呼吸运动所述导电硅胶体电阻值的变化量，并且根据所述导电硅胶体电阻值的变化量，计算胸部和/或腹部呼吸运动参数。
5.根据权利要求4所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述导电硅胶体的两端分别连接信号线，所述信号线远离导电硅胶体的一端安装有信号插头，通过信号插头连接所述测量设备。
6.根据权利要求3所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述导电硅胶体包括导电硅胶层与保护层，并且所述导电硅胶层通过在硅胶中加入炭黑制成。
7.根据权利要求6所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述导电硅胶层成分包括Si、SiO2以及炭黑，其中Si元素含量为80wt％。
8.根据权利要求6所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述导电硅胶层的厚度为0.2-0.5mm。
9.根据权利要求6所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述导电硅胶层的电阻值范围为102-105欧姆。
10.根据权利要求3所述的利用导电硅胶体实现胸腹部呼吸变化测量的装置，其特征在于，所述弹性带的两端分别安装有粘接片，通过粘接片将弹性带束缚在被测量人体的胸部和/或腹部。
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