CN112336350A - 一种无线式心电图电极及心电图机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线式心电图电极及心电图机，主要解决现有技术中存在的现有心电机电极存在皮肤过敏刺激皮肤，心电图机使用后不便于清理及心电信号存在较多干扰信号的问题。该一种无线式心电图电极包括依次相互连接的基底、聚酰亚胺层、电极结构层、顶封层；电极结构包括连接块和多个依次阵列设置的多个方块，相邻电极之间通过曲线连接；连接块与方块通过曲线连接。通过上述方案，本发明达到了好的贴合皮肤，减少皮肤和电极之间的阻抗，使测的心电信号更加准确，信号采集的质量高的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种无线式心电图电极及心电图机

技术领域

本发明涉及心电图机技术领域，具体地说，是涉及一种无线式心电图电极及心电图机。

背景技术

心电图是利用心电图机从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术；最常用于心电图监测的心电电极是带有导电凝胶的Ag/AgCl电极，即湿电极；这层导电凝胶可以使得电极与皮肤之间形成稳定的接触，从而减小电极-皮肤阻抗。

现有导电凝胶电极存在的问题有：第一，导电凝胶随着使用时间的增长会逐渐变干，从而影响心电信号的采集质量；第二，导电凝胶长期与皮肤接触会刺激皮肤甚至出现过敏现象。

临床上使用的心电图机包括很多导联线使用起来很不方便，使用后电极上粘有使用者的毛发体液等，不便于清理；心电图监测时存在多种干扰，如人体活动肌肉产生的肌电信号干扰，电力系统的磁场与人体构成的工频干扰，噪声干扰等，现心电图机仅使用单一的滤波器，不足以过滤信号中的干扰，获得的心电信号存在较多干扰信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线式心电图电极及心电图机，以解决现有心电机电极存在皮肤过敏刺激皮肤，心电图机使用后不便于清理及心电信号存在较多干扰信号的问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种无线式心电图电极包括依次相互连接的基底、聚酰亚胺层、电极结构层、顶封层；顶封层为树脂膜制成；电极结构至少一个；聚酰亚胺层为光敏性聚酰亚胺；采用前述方案制成的电极中聚酰亚胺具有良好的柔性，保护了电极结构也能适应人体皮肤的凸面，更好的贴合皮肤，减少皮肤和电极之间的阻抗，使测的心电信号更加准确，信号采集的质量高。

进一步的，电极结构包括连接块和多个依次阵列设置的多个方块，相邻电极之间通过曲线连接；连接块与方块通过曲线连接；方块的规格可选择1.5mm×1.5mm，该电极结构为桥式结构，中间的曲线为S型，能更适应皮肤的凸面，具有一定的延展性，保障了电信号采集的准确性，能适应人体走动等情况下采集电信号。

进一步的，电极结构通过光刻胶熔融法制成；光刻胶熔融法为成熟的现有技术故在此不做详细描述。

进一步的，连接块上设有连接扣，连接扣凸出于顶封层外；采用连接扣和铜箔胶带粘接，此过程中不需要焊锡，不需要其它粘接胶，避免了产生其它干扰信号，能实现信号的稳定传输，也使电极的重量较轻。

进一步的，基底包括依次相互连接的薄膜背衬和离型纸，薄膜背衬和离型纸之间通过粘合剂连接；薄膜背衬的材料为聚氨酯，粘合剂的材料为丙烯酸酯；使用时撕开离型纸即可贴合，下次使用时更换基地即可；选择聚氨酯薄膜背衬材料，丙烯酸酯为粘合剂，不刺激皮肤，不伤皮肤，防水性和透气性均很好，可用于心电信号的长期监测。

一种无线式心电图机包括铜箔胶带、前置放大滤波器和心电图机本体；铜箔胶带一端连接有与连接扣胶粘接触，其另一端与前置放大滤波器连接；前置放大滤波器包括依次连接的前置放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路和无线传输模块；无线传输模块与心电图机本体无线连接；其中高通滤波电路只允许高频信号正常通过，低通滤波电路只允许低频信号正常通过；通过这两种滤波电路结合滤波，能有效的去掉心电信号中的干扰，提高心电信号的精确度。

进一步的，低通滤波电路和无线传输模块之间设有中值滤波电路；中值滤波电路取一个邻域中各点值的中值作为一点的值，从而消除该点周围的噪声点的滤波方式；与高通滤波电路、低通滤波电路结合，更进一步的滤波，使得到的心电信号特征更加清晰。

进一步的，前置放大滤波器还包括为各用电组件供电的充电电池。

进一步的，一种无线式心电图电机还包括为充电电池充电的USB充电口；便于充电，对于需要长期监测心电信号的人群来说，可以便于携带使用。

进一步的，充电电池连接有电源指示灯。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用前述方案制成的电极中聚酰亚胺具有良好的柔性，保护了电极结构也能适应人体皮肤的凸面，更好的贴合皮肤，减少皮肤和电极之间的阻抗，使测的心电信号更加准确，信号采集的质量高。

(2)本发明中电极结构为桥式结构，中间的曲线为S型，能更适应皮肤的凸面，具有一定的延展性，保障了电信号采集的准确性，能适应人体走动等情况下采集电信号。

(3)本发明中高通滤波电路只允许高频信号正常通过，低通滤波电路只允许低频信号正常通过，中值滤波电路取一个邻域中各点值的中值作为一点的值，从而消除该点周围的噪声点的滤波方式；通过这三种滤波电路结合滤波，能有效的去掉心电信号中的干扰，提高心电信号的精确度使得到的心电信号特征更加清晰。

附图说明

图1为无线式心电图电极的结构示意图。

图2为电极结构层的结构示意图。

图3为前置放大滤波器的结构框图。

图4为电极和前置放大滤波器的连接结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-基底，2-聚酰亚胺层，3-电极结构层，4-顶封层，5-方块，6-曲线，7-连接块，8-连接扣，9-薄膜背衬，10-离型纸，11-前置放大滤波器，12-前置放大电路，13-高通滤波电路，14-低通滤波电路，15-无线传输模块，16-中值滤波电路，17-充电电池，18-USB充电口，19-电源指示灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1至图4所示，一种无线式心电图电极包括依次相互连接的基底1、聚酰亚胺层2、电极结构层3、顶封层4；电极结构至少一个；当电极结构为多个时，通过S型导线连接两个电极结构；聚酰亚胺层2为光敏性聚酰亚胺；采用前述方案制成的电极中聚酰亚胺具有良好的柔性，保护了电极结构也能适应人体皮肤的凸面，更好的贴合皮肤，减少皮肤和电极之间的阻抗，使测的心电信号更加准确，信号采集的质量高。

制作时先对聚酰亚胺层2进行清洗干燥，然后在其表面溅射铬薄膜和金薄膜，然后在金薄膜上采用光刻胶熔融法形成图案；最后粘接上基底1即可；若平时短时间检测可直接用聚酰亚胺作为基底1；也能很好的贴合皮肤。

电极结构包括连接块7和多个依次阵列设置的多个方块5，相邻电极之间通过曲线6连接；连接块7与方块5通过曲线6连接；可根据实际使用需要选择电极结构的形状；方块5的规格可选择1.5mm×1.5mm，该电极结构为桥式结构，中间的曲线6为S型，能更适应皮肤的凸面，具有一定的延展性，保障了电信号采集的准确性，能适应人体走动等情况下采集电信号。

电极结构通过光刻胶熔融法制成；光刻胶熔融法为成熟的现有技术故在此不做详细描述；连接块7上设有连接扣8，连接扣8凸出于顶封层4外。

实施例2

如图1至图4所示，在实施例1的基础上进一步的，基底1包括依次相互连接的薄膜背衬9和离型纸10，薄膜背衬9和离型纸10之间通过粘合剂连接；薄膜背衬9的材料为聚氨酯，粘合剂的材料为丙烯酸酯；薄膜背衬9的材料为聚氨酯，粘合剂的材料为丙烯酸酯；使用时撕开离型纸10即可贴合，下次使用时更换基地即可；选择聚氨酯薄膜背衬9材料，丙烯酸酯为粘合剂，不刺激皮肤，不伤皮肤，防水性和透气性均很好，可用于心电信号的长期监测。

实施例3

如图1至图4所示，一种无线式心电图机包括铜箔胶带、前置放大滤波器和心电图机本体；铜箔胶带一端连接有与连接扣8胶粘接触，其另一端与前置放大滤波器连接；采用连接扣8和铜箔胶带粘接，此过程中不需要焊锡，不需要其它粘接胶，避免了产生其它干扰信号，能实现信号的稳定传输，也使电极的重量较轻。

前置放大滤波器包括依次连接的前置放大电路12、高通滤波电路13、低通滤波电路14和无线传输模块15；无线传输模块15与心电图机本体无线连接；高通滤波电路13只允许高频信号正常通过，低通滤波电路14只允许低频信号正常通过；通过这两种滤波电路结合滤波，能有效的去掉心电信号中的干扰，提高心电信号的精确度；上述前路均为现有电路，故在此不描述其详细结构。

实施例4

如图1至图4所示，在实施例1的基础上进一步的，低通滤波电路14和无线传输模块15之间设有中值滤波电路16；中值滤波电路16取一个邻域中各点值的中值作为一点的值，从而消除该点周围的噪声点的滤波方式；与高通滤波电路13、低通滤波电路14结合，更进一步的滤波，使得到的心电信号特征更加清晰。

实施例5

如图1至图4所示，在实施例1的基础上进一步的，一种无线式心电图电机还包括为充电电池17充电的USB充电口18；便于充电，对于需要长期监测心电信号的人群来说，可以便于携带使用。

实施例6

如图1至图4所示，在实施例1的基础上进一步的，充电电池17连接有电源指示灯19；用于提示电源是否接通。

使用者可无线传输模块15的通讯范围内活动，本发明的电极也不会掉落，适用于需要长期监测心电信号的人群，如心律失常等疾病通过监测可及时发现。

本发明的电极因为具有柔性及能延展的电极结构使用时能自然随着皮肤而移动，在运动心电图方面能减小移动伪差，减少皮肤和电极之间的阻抗，使测试结果更精准可信。

通过拉伸性能试验，本发明的电极能承受11％的拉伸形变，故该电极具有良好的延展性。

测验本发明的心电图机和电凝胶式心电图机的心电信号静态实验结果表明，本发明的电极与电凝胶式电极心电信号的相似度高达98％；动态心电图测试实验表明，测试者以6km/h的速度跑步时，可延展干电极的P、Q、R、S、T波清晰可见，本发明可以长期动态监测人体心电信号，可以用于疾病的监测。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线式心电图电极，其特征在于：包括依次相互连接的基底(1)、聚酰亚胺层(2)、电极结构层(3)、顶封层(4)；电极结构至少一个。

2.根据权利要求1所述的一种无线式心电图电极，其特征在于：电极结构包括连接块(7)和多个依次阵列设置的多个方块(5)，相邻电极之间通过曲线(6)连接；连接块(7)与方块(5)通过曲线(6)连接。

3.根据权利要求1所述的一种无线式心电图电极，其特征在于：电极结构通过光刻胶熔融法制成。

4.根据权利要求2所述的一种无线式心电图电极，其特征在于：连接块(7)上设有连接扣(8)，连接扣(8)凸出于顶封层(4)外。

5.根据权利要求1所述的一种无线式心电图电极，其特征在于：基底(1)包括依次相互连接的薄膜背衬(9)和离型纸(10)，薄膜背衬(9)和离型纸(10)之间通过粘合剂连接；薄膜背衬(9)的材料为聚氨酯，粘合剂的材料为丙烯酸酯。

6.一种无线式心电图机，其特征在于：包括铜箔胶带、前置放大滤波器(11)和心电图机本体；铜箔胶带一端连接有与连接扣(8)胶粘接触，其另一端与前置放大滤波器连接；前置放大滤波器包括依次连接的前置放大电路(12)、高通滤波电路(13)、低通滤波电路(14)和无线传输模块(15)；无线传输模块(15)与心电图机本体无线连接。

7.根据权利要求6所述的一种无线式心电图电机，其特征在于：低通滤波电路(14)和无线传输模块(15)之间设有中值滤波电路(16)。

8.根据权利要求7所述的一种无线式心电图电机，其特征在于：前置放大滤波器还包括为各用电组件供电的充电电池(17)。

9.根据权利要求8所述的一种无线式心电图电机，其特征在于：还包括为充电电池(17)充电的USB充电口(18)。

10.根据权利要求9所述的一种无线式心电图电机，其特征在于：充电电池(17)连接有电源指示灯(19)。

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