CN113951889B - 生物信号采集装置及监测设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及生物信号采集装置及监测设备。生物信号采集装置包括：基础层；以及电极，电极包括具有第一直径的第一导电柱和具有第二直径的第二导电柱，第二直径大于第一直径，第一导电柱的第一端固定设置于基础层，第一导电柱的第二端从基础层的表面向外延伸第一长度，第二导电柱设置于第二端，第二导电柱用于接触生物体并采集生物体的电信号。

Description

生物信号采集装置及监测设备

技术领域

本公开涉及生物医疗技术领域，具体涉及一种生物信号采集装置及监测设备。

背景技术

现有的生物医疗贴片多以束带或可拆卸式黏着胶层固定于生物体皮肤上。束带设计会导致使用者产生束缚感，并可能产生勒痕，不适合长时间配戴。而可拆卸式黏着胶层大多又以按扣设计作为医疗监测产品与黏着胶层的连结，此按扣设计会使产品整体厚度提升，并产生贴着在身上的异物感。

图1为一种现有的生物医疗贴片的结构示意图。如图1所示，该生物医疗贴片主要包括电极11、按扣12、封装层13、基础层14、黏着层15和导电层16。导电层16获得的生物信号通过导电的按扣12传递给电极11，然后再传递给信号处理电路(未示出)。显然，按扣12的使用导致整个贴片很厚，且带来异物感。

发明内容

本公开提出了生物信号采集装置及监测设备。

本公开的第一方面提供了一种生物信号采集装置，包括：

基础层；以及

电极，所述电极包括具有第一直径的第一导电柱和具有第二直径的第二导电柱，所述第二直径大于所述第一直径，所述第一导电柱的第一端固定设置于所述基础层，所述第一导电柱的第二端从所述基础层的表面向外延伸第一长度，所述第二导电柱设置于所述第二端，用于接触生物体并采集生物体的电信号。

在一些可选的实施方式中，所述生物信号采集装置还包括贴片，所述贴片的厚度小于或等于所述第一长度，所述贴片具有对应于所述电极的圆形孔，所述圆形孔的直径大于或等于所述第一直径，且小于所述第二直径，所述贴片包括第一区域和第二区域，所述第一区域用于卡在所述基础层与所述第二导电柱之间，所述第二区域用于贴附在生物体上。

在一些可选的实施方式中，所述圆形孔能穿过所述第二导电柱，使得所述贴片相对于所述基础层和所述电极是可分离的。

在一些可选的实施方式中，所述贴片为可拉伸材料。

在一些可选的实施方式中，所述贴片在所述圆形孔周围具有放射状切割线，用于辅助所述圆形孔穿过所述第二导电柱。

在一些可选的实施方式中，所述贴片具有邻近所述基础层的第一表面和相对的第二表面，所述第二表面是黏性的。

在一些可选的实施方式中，所述电极的数量为至少两个。

在一些可选的实施方式中，所述电极由导电材料制成。

在一些可选的实施方式中，所述生物信号采集装置还包括：封装材料层，所述封装材料层位于所述基础层远离所述第二导电柱的表面上，用于封装所述基础层。

本公开的第二方面提供了一种生物信号监测设备，包括：

根据以上任一项所述的生物信号采集装置；

电池；以及

信号处理和输出电路，

其中，所述电池用于给所述信号处理和输出电路供电，所述信号处理和输出电路用于接收所述生物信号采集装置采集的生物信号并进行处理后输出。

为了解决现有的生物医疗贴片的厚度大且带来异物感等各种问题，本公开提供的生物信号采集装置及监测设备，通过设计较宽大的电极端点并利用贴片卡在基础层与较宽大的电极端点之间，使得仅通过贴片就能将电极端点牢靠地贴附于生物体皮肤上，从而舍弃了按扣的使用，降低了整个生物信号采集装置的厚度且减轻了异物感，便于长时间穿戴，并且也能更准确地感测电信号。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种现有的生物医疗贴片的结构示意图；

图2A和2B分别是根据本公开的生物信号采集装置2a和2b的一个实施例的纵向截面结构示意图；

图3A和3B分别是根据本公开的生物信号采集装置2a中第一区域231对应的贴片结合到电极22后的和与电极22分离后的底部视图；

图4示意性示出了根据本公开的生物信号采集装置中的贴片上的切割线。

附图标记：

11：电极；12：按扣；13：封装层；14：基础层；15：黏着层；16：导电层；21：基础层；22：电极；221：第一导电柱；222：第二导电柱；23：贴片；231：第一区域；232：第二区域；233：切割线；24：封装材料层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本发明所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。

还需要说明的是，本公开的实施例对应的纵向截面可以为对应前视图方向截面，横向截面可以为对应右视图方向截面，而水平截面可以为对应上视图方向截面。

另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

参考图2A，图2A示出了根据本公开的生物信号采集装置的一个实施例2a的纵向截面结构示意图。

如图2A所示，生物信号采集装置2a包括：基础层21和电极22。

在一些可选的实施方式中，生物信号采集装置2a还包括贴片23。

基础层21用于支撑整个生物信号采集装置2a，电极22相对于基础层21固定设置。

电极22用于采集并传递生物体的电信号，其包括两个部分：第一导电柱221和第二导电柱222，在图2A中分别以虚线框框出。第一导电柱221具有第一直径，第二导电柱222具有第二直径，其中第二直径大于第一直径。即，第一导电柱221的直径小于第二导电柱222的直径。第一导电柱221可以为圆柱形状，其第一端固定设置于基础层21，第二端从基础层21的下表面向外延伸第一长度h。第二导电柱222设置于第一导电柱221第二端，用于接触生物体并采集生物体的电信号。由此，基础层21、第二导电柱222和第一导电柱221共同限定出一个凹陷结构，用于容置贴片23的一部分。第二导电柱222可以为高度小于第一长度h的圆柱，但是其他形状也是可预期的。第二导电柱222的直径相对较大，从而可以使采集信号的电极面积更大，采集信号更为准确。为了传递电信号，电极22需要由导电材料制成，例如可以为铜、金或铝等。

应当注意的是，尽管在图2A中示意性地仅示出了一个电极22，但是这仅仅是为了更清楚地进行说明，通常电极22的数量为至少两个，用于测量两个皮肤位置的相对电信号，例如电压差值、电流差值等。在可选的实现方式中，电极22的数量可能为一个。

贴片23用于使生物信号采集装置2a贴附于生物体皮肤上。贴片23可以包括两个区域：即第一区域231和第二区域232。贴片23上具有对应于电极22的孔，该孔的周边即为第一区域231，其余区域为第二区域232。在使用生物信号采集装置2a采集生物信号时，第二区域232贴附在生物体皮肤上，贴片23上的孔可穿过第二导电柱222，使得第一区域231卡在基础层21与第二导电柱222之间，即第一区域231容置在上述凹陷结构中，并且第一区域231会朝远离生物体皮肤的方向拉伸，由此对第二导电柱222施加一个朝向生物体皮肤(图2A中为向下)的压力，使其紧贴生物体皮肤。为此，要求贴片23的厚度小于或等于第一长度h。优选地，该孔是圆形的，圆形孔的直径大于或等于第一直径，且小于第二直径。其他形状的孔也是可预期的，只要能实现其目的即可，例如可以为椭圆形、六边形等，或者可以是类似于衣服上的扣眼那样的细缝。

以圆形孔为例，图3A和3B分别是根据本公开的生物信号采集装置2a中第一区域231对应的贴片结合到电极22后的和与电极22分离后的底部视图。

此外，贴片23可以是由可拉伸材料制成的，便于使例如圆形孔穿过比其稍大的第二导电柱222。可选地，贴片23还可以在圆形孔周围具有放射状切割线233，用于辅助圆形孔穿过第二导电柱222。图4示意性示出了根据本公开的生物信号采集装置中的贴片上的切割线233。

在使用生物信号采集装置2a采集生物信号后，贴片23可与基础层21和电极22分离，便于将贴片23进行替换，因此，可选地，贴片23可为一次性贴片。当然，贴片23也可能是可重复使用多次的。

贴片23具有邻近基础层21的第一表面和相对的第二表面。第二表面用于接触皮肤，为了更好地贴附于皮肤上，第二表面可以是黏性的，也可以是非黏性但具有良好附着力的材料。

本公开提供的上述实施例提供的生物信号采集装置2a可以实现的技术效果包括但不限于：通过设计较宽大的电极端点(第二导电柱的直径大于第一导电柱的直径)并利用贴片卡在基础层与较宽大的电极端点之间，使得仅通过贴片就能将电极端点牢靠地贴附于生物体皮肤上，从而舍弃了按扣的使用，降低了整个生物信号采集装置的厚度且减轻了异物感，便于长时间穿戴；此外，较宽大的电极端点也能更准确地感测电信号。

参考图2B，图2B示出了根据本公开的生物信号采集装置的一个实施例2b的纵向截面结构示意图。

生物信号采集装置2b与生物信号采集装置2a大体类似，区别之一在于，如图2B所示，生物信号采集装置2b还包括封装材料层24，其位于基础层21远离电极22的第二导电柱的表面上，用于封装基础层21和各种主/被动元件，以起到保护作用。各种已知的封装材料均可用于实现此目的。

本公开还提供了一种生物信号监测设备，其包括：电池、信号处理和输出电路以及如上任一方面所述的生物信号采集装置。电池用于给信号处理和输出电路供电，信号处理和输出电路用于接收生物信号采集装置采集的生物信号并进行处理后输出。

尽管已参考本公开的特定实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效元件而不脱离如由所附权利要求书限定的本公开的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本公开中的技术再现与实际实施之间可能存在区别。可存在未特定说明的本公开的其它实施例。应将说明书和图示视为说明性的，而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本公开的目标、精神以及范围。所有此些修改都落入在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并不限制本公开。

Claims (5)

1.一种生物信号采集装置，包括：

基础层；以及

电极，相对于所述基础层固定设置，所述电极包括具有第一直径的第一导电柱和具有第二直径的第二导电柱，所述第二直径大于所述第一直径，所述第一导电柱的第一端固定设置于所述基础层，所述第一导电柱的第二端从所述基础层的表面向外延伸第一长度，所述第二导电柱设置于所述第二端，所述第二导电柱用于接触生物体并采集生物体的电信号；

贴片，所述贴片的厚度小于或等于所述第一长度，所述贴片具有对应于所述电极的圆形孔，所述圆形孔的直径大于或等于所述第一直径，且小于所述第二直径，所述贴片包括第一区域和第二区域，所述第一区域用于卡在所述基础层与所述第二导电柱之间，所述第二区域用于贴附在生物体上；

所述基础层、所述第二导电柱和所述第一导电柱共同限定出一个凹陷结构，所述第一区域容置在上述凹陷结构中，并且所述第一区域会朝远离生物体皮肤的方向拉伸而相对于所述第二区域凸出，由此对所述第二导电柱施加一个朝向生物体皮肤的压力；

其中，所述第一区域为环绕所述圆形孔的周边区域，呈帽型；所述第二区域环绕所述第一区域；

其中，所述圆形孔能穿过所述第二导电柱，使得所述贴片相对于所述基础层和所述电极是可分离的；

其中，所述贴片为可拉伸材料，所述贴片在所述圆形孔周围具有放射状切割线，用于辅助所述圆形孔穿过所述第二导电柱；

其中，所述生物信号采集装置还包括：封装材料层，所述封装材料层位于所述基础层远离所述第二导电柱的表面上，用于封装所述基础层和主/被动元件。

2.根据权利要求1所述的生物信号采集装置，其中，所述贴片具有邻近所述基础层的第一表面和相对的第二表面，所述第二表面是黏性的。

3.根据权利要求1所述的生物信号采集装置，其中，所述电极的数量为至少两个。

4.根据权利要求1所述的生物信号采集装置，其中，所述电极由导电材料制成。

5.一种生物信号监测设备，包括：

如权利要求1-4任一项所述的生物信号采集装置；

电池；以及

信号处理和输出电路，

其中，所述电池用于给所述信号处理和输出电路供电，所述信号处理和输出电路用于接收所述生物信号采集装置采集的生物信号并进行处理后输出。