CN114129168A - 柔性电信号采集垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性电信号采集垫，该柔性电信号采集垫包括基底和柔性电极，基底采用柔性材质用于支撑柔性电极。柔性电极设置于基底的至少一侧用于贴合人体皮肤采集电信号。本发明的电极和基底均为柔性材质，可以弯曲成任意形状并紧密贴合人体皮肤，保证电信号采集的准确性，而且本发明的基底较为柔软可以长时间贴合人体肌肤，不会对人体造成不适，增加电信号采集的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及电信号采集技术领域，具体涉及一种柔性电信号采集垫。
背景技术
表面肌电信号是一种浅层肌肉电信号与神经干上电活动在皮肤表面的综合效应产生的信号，其中包含有丰富神经肌肉的活动信息。由于其测量具有非侵入性、无创性以及容易操作等特点，使得表面肌电信号成为重要的神经接口信号之一，广泛应用于智能假肢控制、神经肌肉疾病分析、康复训练评价、智能家居、虚拟现实反馈以及游戏娱乐等领域。
目前电信号采集方法主要是将电极片贴附在需要采集部位的表面，目前所采用的电极主要是金属片或者夹子等，而电信号采集时需要与采集部位表面紧密贴合，用金属片长时间采集会在采集部位留下压痕，使用时通常需要使用双面胶或绑带等固定，采集过程具有一定的不适性。另外在表面屈曲部位如额头部位采集信号，金属片不易紧密贴合，会造成信号失真。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性电信号采集垫，以解决上述现有技术中存在的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种柔性电信号采集垫，该柔性电信号采集垫包括基底和柔性电极，基底采用柔性材质用于支撑柔性电极。柔性电极设置于基底的至少一侧用于贴合人体皮肤采集电信号。本发明的电极和基底均为柔性材质，可以弯曲成任意形状并紧密贴合人体皮肤，保证电信号采集的准确性，而且本发明的基底较为柔软可以长时间贴合人体肌肤，不会对人体造成不适，增加电信号采集的舒适性。
在一个实施例中，所述基底为面料，所述柔性电极通过缝合固定于所述面料的一侧。
在一个实施例中，所述面料材质为棉或毛。
在一个实施例中，所述柔性电极设置于所述基底的两侧。
在一个实施例中，所述柔性电极为导电丝。
在一个实施例中，所述导电丝均匀分布于所述基底上。
在一个实施例中，所述导电丝呈网状分布于所述基底上。
在一个实施例中，所述导电丝沿一定方向间隔开并排分布于所述基底上。
在一个实施例中，所述基底为圆形或矩形。
在一个实施例中，所述柔性电信号采集垫还包括保护层，所述保护层覆盖于所述柔性电信号采集垫远离所述柔性电极的一侧。
本发明还涉及一种电信号采集腕带，所述腕带包括腕带本体和上述的柔性电信号采集垫，所述腕带本体具有弹性；所述柔性电信号采集垫可拆卸连接于所述腕带内侧。
本发明的柔性电信号采集垫使用柔性电极采集电信号，没有坚硬凸出结构，和人体的接触面积小，基底柔软舒适，透气性好，可以长时间采集电信号，增强人体舒适体验感，而且本发明的柔性电信号采集垫可以弯折呈不同的形状，于人体紧密接触，保证电信号采集的准确度，还可以双面使用，适应性较强。
本发明的柔性电信号采集垫可以适用于多种可穿戴式检测设备上，比如胸带、背心或袜子上。由于本发明采用柔性的基底和导电丝，整个柔性电信号采集垫比较柔软，将其适用于胸带、背心或袜子后，可以抵抗长时间的汗液腐蚀且具有很好的透气亲肤性，可以长时间佩戴且可在不影响被测试者日常生活的前提下长时间准确地采集心电信号，具有较高的可靠性、准确性和穿戴舒适性，可应用于长时间实时监护以或远程监护等。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的柔性电信号采集垫正面图。
图2是本发明的一个实施例的柔性电信号采集垫背面图。
图3-图5是本发明的一个实施例的柔性电信号采集垫示意图。
图6是本发明的一个实施例的柔性电信号采集垫立体图。
附图标记：100、柔性电信号采集垫；1、基底；2、导电丝；3、引线。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
本发明是一种柔性电信号采集垫100，该柔性电信号采集垫100包括基底1和柔性电极，基底1采用柔性材质用于支撑柔性电极。柔性电极设置于基底1的至少一侧用于贴合人体皮肤采集电信号。本发明的电极和基底1均为柔性材质，可以弯曲成任意形状并紧密贴合人体皮肤，保证电信号采集的准确性，而且本发明的基底1较为柔软可以长时间贴合人体肌肤，不会对人体造成不适，增加电信号采集的舒适性。
基底1可以采用任意柔性且舒适的材料，比如面料材质、海绵垫、硅胶材质等，优选舒适亲肤的棉毛面料，棉毛面料适合长时间贴合人体肌肤，且透气性好，不会造成肌肤的闷热感。可以理解地，柔性电极通过缝合方式固定于面料的一侧或两侧，可以通过缝纫方式将柔性电极缝至基底1的一侧，还可以直接将柔性电极作为缝纫线并缝制基底1的两侧，任意一侧均可以作为电信号采集面。
为了增强硅胶材质的透气性和舒适度，可以将硅胶材质设计成比较薄的多孔的硅胶垫，柔性电极也可以通过缝纫方式连接于硅胶材质上。当然还可以采用其他方式将柔性电极连接于硅胶垫，比如可以将柔性电极通过胶体粘结于硅胶垫的一侧，还可以将柔性电极加热嵌入硅胶垫的一侧，柔性电极嵌入硅胶垫后会有一部分柔性电极暴露于硅胶垫外部以保证柔性电极能够接触皮肤。
基底1具有一定的厚度以支撑柔性电极，但是基底1的厚度要控制在一定范围内，以保证基底1的柔软性。
基底1形状可以为圆形、方形或其他任意形状，不受限制。基底1可以根据电信号采集区域的需要设计成不同的形状以保证电信号采集的准确性。基底1的尺寸根据不同部位采集电信号的不同需求制定。实践中，电信号采集的范围比较多且每个区域比较小，所以基底1的尺寸不易过大。如图1至图3的实施例中，基底1为矩形，其长和宽的尺寸小于10cm。
电极为导电丝2，导电丝2柔软易弯折，缝至基底1后可以随着基底1弯折成任意形状，而且电信号采集时，基底1贴敷至人体皮肤上，导电丝2和人体皮肤呈线状接触，减少与人体皮肤的接触面积，增大柔性电信号采集垫100的舒适度。现有技术采用的金属片呈面状接触，本发明的导电丝2的线状接触比现有技术的面状接触减少了大量的接触面积，具有更好的舒适感。
为了保证柔性电信号采集垫100的采集电信号的准确性，需要根据电信号采集的区域设定导电丝2暴露于在基底1一侧和基底1总面积比值或者导电丝2在基底1的布局。可以理解地，导电丝2可以集中分布中基底1的某个区域，或者将基底1设计出某种不规则形状以满足人体某些部位电信号采集。为了使柔性电信号采集垫100适应人体不同的部位，可以将柔性电信号采集垫100的面积做得稍微大些，将导电丝2均匀分布于基底1上。这样柔性电信号采集垫100可以适应大小不同部位的电信号采集需求，但是需要控制柔性电信号采集垫100的尺寸，过大的尺寸覆盖皮肤面积增大，可能会同时采集不同区域的电信号，造成电信号采集的失真。
进一步地，为了增大柔性电信号采集垫100的适应性，可以将导电丝2作为缝纫线缝至基底1的两侧，使基底1一侧的导电性均匀分布，另一侧的导电丝2集中分布于基底1的中间或其他部位。柔性电信号采集垫100可以两面使用，且适应不同的部分，增大柔性电信号采集垫100的实用性。
柔性电信号采集垫100还包括保护层，保护层覆盖于柔性电信号采集垫100远离柔性电极的一侧。保护层可以防止基底1的另一侧暴露于外部以干扰柔性电信号采集垫100的使用。需要使用较大部位电信号采集时，可以使用保护层将另一侧覆盖以防止干扰电信号的采集。需要采集较小部位的电信号时，再将保护层覆盖另一侧，保护层可拆卸连接于基底1的一周。具体地，基底1的一周包裹有磁条，保护层的形状和基底1一致且周围也包裹和基底1的磁条相吸的磁条，保护层通过磁条可拆卸地连接于基底1，使得柔性电信号采集垫100两侧均可使用，增大柔性电信号采集垫100的适应性，还可以增加柔性电信号采集垫100的使用寿命。当然保护层还可以通过其他方式可拆卸连接于基底1，比如可以通过魔术贴可拆卸地连接于基底1的外周。保护层具有一定的柔软性和舒适度，优选和基底1材料一致的棉或毛。
可选地，基底1两侧的导电丝2可以采用一致的分布方式，例如基底1的尺寸比较小的情况下，基底1只能适应于某些部位的电信号采集，可以将导电丝2分布于基底1的两侧。两侧的导电丝2均匀分布以保证电信号采集的准确性。可以理解地，两侧的导电丝2可以呈不同形状均匀分布，导电丝2分布形状不影响柔性电信号采集垫100的使用。采集电信号时，感觉其中一侧采集的电信号不准确时，可以直接更换一侧采集，简单方便，节省时间，还能保证电信号采集的准确性。
可选地，导电丝2呈网状分布于基底1上，如图3所示，导电丝2呈网状均匀有序地分布于基底1的一侧或两侧。具体地如图3所示，多个多边形间隔一定距离环套一起形成网路分布，多边形可以为五边形、六边形或其他形状。在其他实施例中，也可以采用其他形状的网状分布，比如呈多个圆形环套在一起的网格。还可以采用无序的网状分布，比如蜘蛛网形状。导电丝2的形状和排布不影响本发明的使用。
可选地，导电丝2还可以采用多个弯曲的线段排列分布，如图4所示，多个弧形的导电丝2沿一定方向均匀排列分布，并且多个弧形的导电丝2之间间隔一定的距离。应理解，弧形的大小和弧度不影响本发明的实施，还可以采用其他形状的曲线设计导电丝2的分布，也可以将多个弯曲的导电丝2无序分布，需要保证导电丝2的分布密度，不能影响整个柔性电信号采集垫的柔软度。
可选地，还可以将导电丝2设计成某个图案的形状，可以增加美观性，如图5所示，将导电丝2设计成五星和多边形爆炸图案，还可以设计成其他形状的图案，比如心形、十字型、树叶形状或其他任意形状。
可选地，导电丝2分布于基底1的两侧使，基底1两侧的导电丝2均可以采用网状分布，也可以一侧采用网状分布，另一侧采用集中分布或者其他方式均匀分布，增加柔性电信号采集垫100的适用性。
可选地，导电丝2沿一定方向间隔开并排分布于基底1上。如图1、图2和图6所示，基底1呈矩形状，导电丝2呈直线段并排于基底1上，且整个基底1上分布两排导电丝2。在其他实施例中，导电丝2还可以分成更短的直线段并多排设置，导电丝2并排分布的形状不受限制。多个直线段的导电丝2的长度也不受限制，需要控制导电丝2在基底1一侧的密度，在不影响整个柔性电信号采集垫100的柔软性和舒适性的情况下保证接触皮肤的面积，保证电信号采集的准确性。
导电丝2连接于基底1后会延伸出一定的长度作为信号引号以连接于外部的信号采集器，可以理解地，信号引线3可以从基底1的一侧引出，也可以从基底1原理导电丝2的一侧引出，不影响本发明的使用。
本发明的柔性电信号采集垫100使用柔性电极采集电信号，没有坚硬凸出结构，和人体的接触面积小，基底1柔软舒适，透气性好，可以长时间采集电信号，增强人体舒适体验感，而且本发明的柔性电信号采集垫100可以弯折呈不同的形状，于人体紧密接触，保证电信号采集的准确度，还可以双面使用，适应性较强。
本发明的柔性电信号采集垫100可以缝纫至袖套、腕带和紧身衣上，不需要双面胶或绑带等辅助物料固定，或者可以直接将导电丝2缝至袖套、腕带或紧身衣上，操作简单，使用方便。
本发明还涉及一种电信号采集腕带，腕带包括腕带本体和上述的柔性电信号采集垫100，腕带本体具有弹性，柔性电信号采集垫100连接于腕带内侧，使用时，可以直接将腕带套于手腕上即可采集电信号，非常方便实用。
本发明的柔性电信号采集垫100可以适用于多种可穿戴式检测设备上，比如胸带、背心、袜子或帽子上，比如可以将柔性电信号采集垫100缝制胸带的内侧用于心电信号采集，或者将柔性电信号采集垫100缝制帽子内部以采集脑电信号。而且本发明的柔性电信号采集垫100比较柔软，可以缝制可穿戴式检测设备上，还可以通过其他方式连接于可穿戴式检测设备上，比如热压方式等，适应性较强。而且由于本发明采用柔性的基底1和导电丝2，整个柔性电信号采集垫100比较柔软，将其适用于胸带、背心或袜子后，可以抵抗长时间的汗液腐蚀且具有很好的透气亲肤性，防止长时间佩戴产生过敏溃烂等现象。本发明的柔性电信号采集垫100可以长时间佩戴且可在不影响被测试者日常生活的前提下长时间准确地采集心电信号，具有较高的可靠性、准确性和穿戴舒适性，可应用于长时间实时监护以或远程监护等。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (11)
1.一种柔性电信号采集垫，其特征在于，包括：
基底，所述基底采用柔性材质；
柔性电极，所述柔性电极设置于所述基底的至少一侧用于贴合人体皮肤采集电信号。
2.根据权利要求1所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述基底为面料，所述柔性电极通过缝合固定于所述面料的一侧。
3.根据权利要求2所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述面料材质为棉或毛。
4.根据权利要求1所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述柔性电极设置于所述基底的两侧。
5.根据权利要求1所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述柔性电极为导电丝。
6.根据权利要求5所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述导电丝均匀分布于所述基底上。
7.根据权利要求6所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述导电丝呈网状分布于所述基底上。
8.根据权利要求6所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述导电丝沿一定方向间隔开并排分布于所述基底上。
9.根据权利要求1所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述基底为圆形或矩形。
10.根据权利要求1所述的柔性电信号采集垫，其特征在于，所述柔性电信号采集垫还包括保护层，所述保护层可拆卸地覆盖于所述柔性电信号采集垫远离所述柔性电极的一侧。
11.一种电信号采集腕带，其特征在于，所述腕带包括：
腕带本体，所述腕带本体具有弹性；
权利要求1所述的柔性电信号采集垫，所述柔性电信号采集垫可拆卸连接于所述腕带内侧。
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