CN110495876A - 一种心电织物电极 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种心电织物电极，至少包括：电极组件，其用于感测人体心电信号；固定组件，其用于将所述电极组件固定在人体皮肤上；其中，所述电极组件包括作为电极的导电纤维布，所述导电纤维布内混有具有吸水性物质，所述导电纤维布设置在所述电极组件使用时靠近人体皮肤的一侧。本申请实施例的心电织物电极可有效改善心电织物电极与人体皮肤间接触稳定，且不会因人体皮肤干燥而使得接触导电受到影响。

Description

一种心电织物电极

技术领域

本申请实施例涉及心电信号采集设备领域，特别涉及一种心电织物电极。

背景技术

1)传统凝胶电极容易致敏

目前传统凝胶电极采用“Ag/AgCl+KCl导电凝胶”方案，尽管用户静态时信号较好，但长时间佩戴会因电解质溶液对皮肤的刺激而导致用户产生皮肤发痒、红肿、水泡等过敏现象，尤其是老人、幼儿、皮肤敏感者更加明显；

2)常规织物电极信号采集质量差

常规织物电极尽管穿戴舒适，不会过敏，但存在如下问题：

①运动会导致压力不同，而压力不同导致导电布与皮肤接触面积不同，从而引起接触导电面积不恒定，与皮肤接触时，容易引起电极信号噪声；

②织物电极无法跟皮肤相对固定：目前的织物电极集成在带子上或衣服上，随着人体的运动，电极与皮肤会发生相对移动，从而导致电极信号噪声；

③用户皮肤干燥时信号采集受到较大影响：不同的皮肤状态，织物电极心电信号采集质量不同。湿润的皮肤，电极信号采集相对稳定；而干燥的皮肤，由于表面阻抗很大，有时甚至采集不到信号；

3)传统按扣铆接方式容易引入信号噪声

常规电极的按扣与导电凝胶或导电织物是直接固定在一起的，当与按扣相连的导线被衣物或其它物体干涉、扰动、拉扯时，按扣会影响到导电凝胶与导电织物与皮肤的相对状态，进而影响心电信号采集的准确性；(例如导电凝胶在受力时形态会发生改变，而其表面电荷分布也会跟着改变，最终产生信号噪声进入到心电信号里；而织物电极在受力状态改变时，会引起织物与皮肤接触状态的改变，从而也会产生信号噪声)。

现有的解决方案1：

1)常规凝胶电极：减少佩戴时间、更换贴覆位置，从而尽量减少皮肤过敏现象；

2)织物电极：

①接触导电面积不恒定→将心电衣束紧，使其织物电极紧紧压住皮肤表面；

②电极与皮肤相对移动→将心电衣束紧，使其织物电极紧紧压住皮肤表面；

③干燥皮肤表现不好→使用前用水将织物电极润湿

3)按扣与导电凝胶偏心设置。

现有方案的缺点是：

1)常规电极：不解决根本问题，用户过敏现象会随着佩戴电极的次数和时间的增加而越来越明显；

2)织物电极

①心电衣束紧，会引起人体的不舒适，严重的会引起局部血栓风险

②使用前将织物电极润湿，对于用户来讲有些不方便，而且随着水分的挥发，电极与皮肤的接触状态会逐渐变差；

3)偏心结构的按扣在受力时，仍然会直接牵扯中心的导电凝胶(因为作用力仍然在中心区域)，只不过比非偏心的影响程度小一些而已，。

发明内容

本申请实施例提供一种可有效改善心电织物电极与人体皮肤间接触稳定，且不会因人体皮肤干燥而使得接触导电受到影响的心电织物电极。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种心电织物电极，至少包括：

电极组件，其用于感测人体心电信号；

固定组件，其用于将所述电极组件固定在人体皮肤上；

其中，所述电极组件包括作为电极的导电纤维布，所述导电纤维布内混有具有吸水性物质，所述导电纤维布设置在所述电极组件使用时靠近人体皮肤的一侧。

作为优选，所述吸水性物质至少包括含吸湿基团的化学纤维。

作为优选，所述吸水性物质预先吸入无致敏性液体而使其具有预设湿度，其中所述无致敏性液体至少包括饮用水或高保湿性溶液。

作为优选，所述导电纤维布中至少用于和人体皮肤接触的的纤维表层为银镀层。

作为优选，所述电极组件还包括中部向远离人体皮肤方向拱起的薄膜保护壳，所述导电纤维布置于所述薄膜保护壳内，以通过所述薄膜保护壳辅助限位，使所述导电纤维布相对于人体皮肤的位置固定，且与人体皮肤的接触面积恒定。

作为优选，所述薄膜保护壳的底缘通过低致敏性的非导电压敏胶固定在固定组件上，所述薄膜保护壳的外侧罩设有固定在所述固定组件上的绝缘固定件，所述绝缘固定件与所述薄膜保护壳间具有供所述绝缘固定件或薄膜保护壳浮动的间隙。

作为优选，所述电极组件还包括导电按扣，所述导电按扣包括扣底和扣帽，所述扣底位于所述薄膜保护壳外部并贯穿所述绝缘固定件，部分所述导电纤维布向外延伸以伸出所述薄膜保护壳并与所述扣底相连，所述扣帽位于所述绝缘固定件外并扣盖在所述扣底上。

作为优选，伸出所述薄膜保护壳的导电纤维布至少朝向所述绝缘固定件的一侧设有柔性防水热熔胶及柔性防水涂层。

作为优选，所述电极组件还包括吸水性纤维布及位于所述吸水性纤维布背离人体皮肤一侧的弹性泡棉，所述吸水性纤维布及弹性泡棉限位在所述薄膜保护壳及导电纤维布之间。

作为优选，所述固定组件在靠近人体皮肤的方向上至少依次包括环形的透气无纺布、非导电医用低致敏压敏胶薄涂层、热熔胶薄涂层、医用塑料薄膜定型环，所述电极组件通过所述固定组件的中空部分与人体皮肤接触。

基于上述实施例的公开可以获知，本申请实施例具备的有益效果包括能够与人体皮肤接触稳定，即便用户运动，也可保证心电织物电极与人体皮肤稳定接触，保证心电信号的检测不受影响。尤其在用户皮肤处于干燥状态，也可同样有效保证信号的稳定采集，为用户的使用带来便利与舒适。

附图说明

图1为本发明实施例中的心电织物电极结构示意图。

图2为本发明实施例中的心电织物电极的另一结构示意图。

图3为本发明实施例中的心电织物电极的结构剖视图。

图4为本发明实施例中的心电织物电极的分解结构示意图。

图5为本发明另一实施例中的心电置物袋结构示意图。

标记：

1-固定组件；2-导电纤维布；3-薄膜保护壳；4-绝缘固定件；5-扣帽；6-扣底；7-柔性防水涂层；8-吸水性纤维布；9-弹性泡棉；10-透气无纺布；11-非导电医用低致敏胶薄涂层；12-热熔胶薄涂层；13-医用塑料薄膜定型环。

具体实施方式

下面，结合附图对本申请的具体实施例进行详细的描述，但不作为本申请的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，下述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

下面，结合附图详细的说明本申请实施例。

如图1和图2所示，一种心电织物电极，至少包括：

电极组件，其用于感测人体心电信号；

固定组件1，其用于将电极组件固定在人体皮肤上；

其中，电极组件包括作为电极的导电纤维布2，导电纤维布2内混有吸水性物质，导电纤维布2设置在电极组件使用时靠近人体皮肤的一侧。

本实施例中的心电织物电极，通过设置固定组件1，使得电极组件可稳定地固定在人体皮肤上，保证与人体皮肤的接触面积恒定，不会随用户的运动而发生位置的偏移。而且，本实施例中由于在导电纤维布2中混有吸水性物质，例如掺混一定比例的含吸湿基团的化学纤维(预先吸水或浸渍高保湿性物质如玻尿酸溶液)，从而可有效确保本实施例中的电极即使在用户皮肤干燥状态下，也能与用户皮肤稳定接触，保证心电信号的采集效果，不会有常规织物电极的干燥皮肤无信号、电极与皮肤易错位、接触面积易变化等引起的心电信号噪音问题，而且也不会有传统凝胶电极采用电解质溶液浸润电极而导致的用户皮肤发痒、过敏现象的发生，使用户可以长时间佩戴该心电织物电极。

进一步地，本申请实施例中的吸水性物质至少包括含吸湿基团的化学纤维。当然，还可包括其他纤维型材料。本实施例中的吸水性物质预先吸入无致敏性液体而使其具有预设湿度，其中无致敏性液体至少包括饮用水或高保湿性溶液，如玻尿酸溶液，透明质酸稀溶液、芦荟液稀溶液等等，其目的是润湿皮肤，从而避免干燥皮肤与电极组件贴付后无信号传输或信号采集、传输质量差的问题的发生，而且当采用芦荟稀溶液、透明质酸浸润吸水性物质时，可起到护理皮肤，皮肤保湿的效果，因为芦荟液有利于避免、治疗皮肤过敏，提高用户佩戴舒适性，从而确保导电纤维布2与皮肤间可稳定可靠的采集及传输信号，确保本心电织物电极即使在用户皮肤干燥的状态下也能高质量采集心电信号。

进一步地，本实施例中的导电纤维布2中至少用于和人体皮肤接触的的纤维表层为银镀层。该银镀层可起到杀菌效果，不会造成局部湿润区域细菌滋生，有效避免局部湿润区域对应的皮肤产生过敏反应，提升用户的佩戴舒适度。该银镀层的形成面积不唯一，具体可根据实际情况而定。

进一步地，本实施例中的电极组件还包括中部向远离人体皮肤方向拱起的薄膜保护壳3，导电纤维布2置于薄膜保护壳3内，以通过薄膜保护壳3辅助限位，使导电纤维布2相对于人体皮肤的位置固定，且与人体皮肤的接触面积恒定。

具体地，本实施例中的薄膜保护壳3近似呈倒扣的碗状，其为具有一定刚性的塑料制成。导电纤维布2位于碗状的薄膜保护内，外界压力均由薄膜保护壳3来承担，不会影响到导电纤维布2，导电纤维布2受倒扣碗状的薄膜保护壳3保护，使其与皮肤的接触压力、接触面积恒定。而且，如图3和图4所示，该薄膜保护壳3的外缘水平向外呈散射状延伸形成一圆环形的板体，用于起到适度的支撑作用，避免导电纤维布2与人体皮肤接触面积轻易产生变化。

进一步地，该薄膜保护壳3呈碗状的部分可设置为透气型结构，也可设置为非透气型结构，例如，在薄膜保护壳3上开设透气孔等。其中，非透气型结构适用于大多数情况，例如环境气温低的情况、用户皮肤干燥的情况、需要在薄膜保护壳3内保存少量水分以辅助导电纤维布2精确采集心电信号的情况等；而透气型结构则适用于环境气温高的情况、人体易出汗的情况、无需额外水分辅助增强导电纤维布2信号采集性能的情况，如夏天炎热的室外，用户徒步旅行、低烈度运动等等情境。

进一步地，本实施例中的薄膜保护壳3的底缘通过低致敏性的非导电压敏胶固定在固定组件1上，用于辅助电极组件在皮肤上的固定。薄膜保护壳3的外侧罩设有固定在固定组件1上的绝缘固定件4，绝缘固定件4与薄膜保护壳3间具有供绝缘固定件4或薄膜保护壳3浮动的间隙。

本实施例中的绝缘固定件4可以是类似传统电极的透气无纺布10制成，其上可设有热熔胶及胶黏剂，以用于将薄膜保护壳3固定在固定组件1上。具体地，该绝缘固定件4可以如图1所示，包括两根固定带，并组合成十字交叉型，各固定带的两端分别通过胶黏剂等而固定在固定组件1上，以将薄膜保护壳3罩设在其内部空间内，同时与薄膜保护壳3间具有浮动间隙。当外力压迫心电织物电极时，可由绝缘固定件4吸收该外力并转化为相对薄膜保护壳3产生的浮动，从而确保薄膜保护壳3不会受到影响。反之，若外力作用于薄膜保护壳3，如用户在佩戴心电织物电极时恐会拉扯、按压薄膜保护壳3时，由于其具有浮动空间，也可保证其不会因外力而导致变形，引入信号噪音。如图5所示，绝缘固定件4的外形不唯一，例如还可呈近似帽子状的结构，其与薄膜保护壳3间同样具有浮动间隙、浮动空间。

进一步地，本实施例中的电极组件还包括导电按扣，用户可通过操作该导电按扣来控制心电采集的启动与关闭。该导电按扣包括扣底6和扣帽5，其扣底6位于薄膜保护壳3外部并贯穿绝缘固定件4，也即扣底6固定在薄膜保护壳3外并穿过绝缘固定件4以使其部分位于绝缘固定件4外。部分导电纤维布2向外延伸以伸出薄膜保护壳3并转至扣底6处与扣底6相连，扣帽5位于绝缘固定件4外并扣盖在扣底6上。当用户按压扣帽5时，扣帽5与扣底6相连导通电极，以进行心电信号的采集。

本实施例中之所以将导电按扣设置为不与薄膜保护壳3的顶部中央直接如传统固定方式一样铆接在一起，是因为薄膜保护壳3区域要尽量避免受力变形(如部分区域被作用于导电按扣的外力拉拽而鼓起、薄膜保护壳3整体在作用于导电按扣的外力作用下往某个方向偏移等等)，导致引入信号噪音。而将导电按扣设置在与薄膜保护壳3呈分离浮动状态的绝缘固定件4处，即便外力拉扯伸出薄膜保护壳3外部的导电纤维布2，也不会影响位于薄膜保护壳3内的导电纤维布2与皮肤的接触状态(如接触压力、接触面积等)，进而有效确保心电信号采集的准确性。

优选地，本实施例中伸出薄膜保护壳3的导电纤维布2至少朝向绝缘固定件4的一侧设有柔性防水热熔胶及柔性防水涂层7，以进一步保护导电纤维布2，而且采用柔性防水涂层7是为了避免材料过硬会导致用户佩戴时舒适性下降。

进一步地，本实施例中的电极组件还包括吸水性纤维布8及位于吸水性纤维布8背离人体皮肤一侧的弹性泡棉9，吸水性纤维布8及弹性泡棉9限位在薄膜保护壳3及导电纤维布2之间，其可以提供适度的形变压力让导电纤维布2紧贴在皮肤表面，确保导电纤维布2与皮肤之间不会因接触不良而引入信号噪声。

进一步地，如图4所示，本实施例中的固定组件1在靠近人体皮肤的方向上至少依次包括环形的透气无纺布10、非导电医用低致敏胶薄涂层11、热熔胶薄涂层12、医用塑料薄膜定型环13，电极组件通过固定组件1的中空部分与人体皮肤接触。其中，绝缘固定件4与透气无纺布10固定连接。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种心电织物电极，其特征在于，至少包括：

电极组件，其用于感测人体心电信号；

固定组件，其用于将所述电极组件固定在人体皮肤上；

其中，所述电极组件包括作为电极的导电纤维布，所述导电纤维布内混有具有吸水性物质，所述导电纤维布设置在所述电极组件使用时靠近人体皮肤的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述吸水性物质至少包括含吸湿基团的化学纤维。

3.根据权利要求1所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述吸水性物质预先吸入无致敏性液体而使其具有预设湿度，其中所述无致敏性液体至少包括饮用水或高保湿性溶液。

4.根据权利要求1所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述导电纤维布中至少用于和人体皮肤接触的的纤维表层为银镀层。

5.根据权利要求1所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述电极组件还包括中部向远离人体皮肤方向拱起的薄膜保护壳，所述导电纤维布置于所述薄膜保护壳内，以通过所述薄膜保护壳辅助限位，使所述导电纤维布相对于人体皮肤的位置固定，且与人体皮肤的接触面积恒定。

6.根据权利要求5所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述薄膜保护壳的底缘通过低致敏性的非导电压敏胶固定在固定组件上，所述薄膜保护壳的外侧罩设有固定在所述固定组件上的绝缘固定件，所述绝缘固定件与所述薄膜保护壳间具有供所述绝缘固定件或薄膜保护壳浮动的间隙。

7.根据权利要求6所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述电极组件还包括导电按扣，所述导电按扣包括扣底和扣帽，所述扣底位于所述薄膜保护壳外部并贯穿所述绝缘固定件，部分所述导电纤维布向外延伸以伸出所述薄膜保护壳并与所述扣底相连，所述扣帽位于所述绝缘固定件外并扣盖在所述扣底上。

8.根据权利要求7所述的一种心电织物电极，其特征在于，伸出所述薄膜保护壳的导电纤维布至少朝向所述绝缘固定件的一侧设有柔性防水热熔胶及柔性防水涂层。

9.根据权利要求5所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述电极组件还包括吸水性纤维布及位于所述吸水性纤维布背离人体皮肤一侧的弹性泡棉，所述吸水性纤维布及弹性泡棉限位在所述薄膜保护壳及导电纤维布之间。

10.根据权利要求1所述的一种心电织物电极，其特征在于，所述固定组件在靠近人体皮肤的方向上至少依次包括环形的透气无纺布、非导电医用低致敏胶薄涂层、热熔胶薄涂层、医用塑料薄膜定型环，所述电极组件通过所述固定组件的中空部分与人体皮肤接触。