CN202589516U - 一种可穿戴式心电传感电极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可穿戴式心电传感电极，能够准确检测处于正常生活、运动状态中人体的心电信号，其包括顶部开有盲孔的底座(3)和覆盖在所述底座(3)上用于检测心电信号的导电布(1)，所述盲孔底部固定有用于检测所述电极与皮肤间接触压力的压力传感器(4)，所述盲孔内活动插设有用于传导所述电极与皮肤间接触压力的柔性棒(6)，所述柔性棒(6)的一端顶在所述压力传感器(4)上，另一端伸出盲孔并为所述导电布(1)所覆盖，所述底座(3)上安装有用于检测人体运动状态的加速度传感器(5)，为了增加使用舒适度、改善皮肤与电极的接触性能，本实用新型还包括设置在所述导电布(1)和底座(3)之间的弹性缓冲层(2)。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种心电信号传感装置，具体地说是一种可穿戴式心电传感电极。
背景技术
心电信号的检测方法自发明以来，获得了广泛的应用，已经成为医疗机构常用的健康状况检查手段，多年的实践也证明了心电检测的实用性和有效性。常规的心电检测采用的电极有两种，一种是一次性使用的粘贴式电极，这种电极使用方便，撕下贴纸，将电极粘贴于人体相应部位，连接心电图机或监护仪即可开始检测，缺点是保存时间有限制，粘贴使用时间也不能太长，电极内的导电液和粘性材料容易产生皮肤过敏，一次性使用成本较高；另一种是用于肢体导联的夹式和用于胸导联的吸式电极，使用时夹在手腕、脚腕处，或吸在胸前规定位置，连接心电图机或监护仪即可开始检测，这种电极能反复使用，较为经济，但体积较大，使用时对被测者的运动很敏感，要求被测者保持躺卧、安静，一般用于短时间的心电图检查。
随着社会对医疗健康需求的不断增加，如社区和家庭的院外环境中人体健康信息的获取得到了重视，人们希望能在家庭和社区中检测人体健康状况，以预防和尽早发现疾病。近年来，一种新型的心电传感方式——可穿戴传感，渐渐进入人们的视野，这种方式以导电织物、导电橡胶、金属等导电物作为心电检测电极，固定于人们贴身穿着的衣物或系带的特定位置上，这些电极与皮肤接触，充当心电电极，将心电信号引出至后级放大电路。这样一种新的心电传感方式，可以对日常生活中的人们实时监测心电，使得心电检查随时可以进行；同时，采用随身穿着的传感方式，也没有干扰到正常的生活，不会感到不方便；而且传感装置可以多次洗涤、反复使用，经济实用。
当前，国内外已有较多的关于可穿戴式心电传感器的研究，一般以导电织物为电极，置于随身衣服、系带特定位置，而制成的可穿戴式心电传感装置。但是，这样制作的可穿戴式心电检测电极更容易受运动的干扰。人体运动会引起的体内各器官之间的相互位移，将带来心电信号体内传导的路径的变化；也会引起可穿戴心电电极与皮肤间接触紧密程度的变化，也就带来了电极与皮肤间接触电阻的变化，这两种变化都会引起心电信号的改变。所以，运动中的心电检测要如何去除运动产生的人体脏器移动和传感装置与皮肤间接触阻抗变化对心电检测的影响，消除伪差，是可穿戴传感检测心电方法急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可穿戴式心电传感电极，能够准确检测处于正常生活、运动状态中人体的心电信号。
本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的：
一种可穿戴式心电传感电极，包括可安装在衣物上的底座和覆盖在所述底座上用于检测心电信号的导电布，所述底座的顶部开有盲孔，所述盲孔底部固定有用于检测所述电极与皮肤间接触压力的压力传感器，所述盲孔内活动插设有用于传导所述电极与皮肤间接触压力的柔性棒，所述柔性棒的一端顶在所述压力传感器上，另一端伸出盲孔并为所述导电布所覆盖，所述底座上安装有用于检测人体运动状态的加速度传感器。
为了增加本实用新型可穿戴式心电传感电极的使用舒适度、改善皮肤与电极的接触性能，所述的可穿戴式心电传感电极还包括设置在所述导电布和底座之间的弹性缓冲层。
作为实用新型的一种实施方式，所述的可穿戴式心电传感电极还包括用于引出所述导电布、压力传感器和加速度传感器检测到的信号的连接导线，所述连接导线内置在所述底座中。
作为实用新型的一种实施方式，所述加速度传感器安装在所述底座内部或所述盲孔底部。
作为实用新型的一种实施方式，所述缓冲层为海绵。
作为实用新型的一种实施方式，所述柔性棒为弹性橡胶棒。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的可穿戴式心电传感电极采用压力传感器检测运动中人体皮肤与电极间的接触压力，采用加速度传感器检测人体的运动状态，并巧妙的将压力传感器和加速度传感器安装于可穿戴式心电传感电极的底座中，能使心电检测的外部电路能在检测心电信号的同时，也能获得检测时人体，即传感器的运动状态，以及皮肤与电极接触程度的改变，从而可以在对运动状态和电极接触程度进行分析后，在心电信号中消除运动造成的伪差，以及皮肤与电极接触程度变化造成的伪差。消除这两种伪差后，即将能够准确地检测人体处于正常生活、运动状态中的心电信号，从而使得实时监测心电成为可能，大大提高对与心脏有关疾病的早期预防、及时发现、及时治疗的能力。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的使用状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的可穿戴式心电传感电极，包括可安装在衣物上的底座3和覆盖在底座3上用于检测心电信号的导电布1，底座3的顶部开有盲孔，本实用新型优选该底座3采用与人体皮肤亲和性好的塑胶材料开模制作而成，盲孔为一孔径较小的圆柱状深孔；盲孔的底部固定有用于检测电极与皮肤间接触压力的压力传感器4，盲孔内活动插设有用于传导电极与皮肤间接触压力的柔性棒6，该柔性棒6的长于盲孔的深度，柔性棒6的一端顶在压力传感器4上，另一端伸出盲孔并为导电布1所覆盖，柔性棒6采用弹性橡胶制成，但由于导电布1的限制，柔性棒6并不会脱落出底座3，当柔性棒6上端被压迫，柔性棒6将产生形变，同时压力大小被传导到底部的压力传感器4，而压力传感器4则检测出该压力的大小；底座3上安装有用于检测人体运动状态的加速度传感器5，该加速度传感器5可以安装在底座3上的任何位置，本实用新型优先将加速度传感器5安装在底座3的内部或盲孔底部，当本实用新型的可穿戴式心电传感电极处于运动状态时，加速度传感器5将检测出运动在各个空间轴上的加速度，从而感知运动状态；上述导电布1、压力传感器4和加速度传感器5检测到的信号可以通过无线、有线等方式引出。
本实用新型的可穿戴式心电传感电极在工作时，应被固定在贴身紧身衣物或系带8内部使用，上述底座3的底面为固定面，导电布1可以是覆盖并固定在底座3上的，也可以是与底座3分别通过纺织线缝纫固定在可穿戴式心电传感电极所安装的贴身紧身衣物或系带8上。
为了增加本实用新型可穿戴式心电传感电极的使用舒适度、改善皮肤与电极的接触性能，本实用新型的导电布1和底座3之间设置有弹性缓冲层2。该缓冲层2可以采用海绵或棉花等弹性材料。
本实用新型的可穿戴式心电传感电极，在使用时是被安装在贴身紧身衣物或系带内部特定位置。当被测者穿上安装有可穿戴的传感电极的贴身紧身衣物后，导电布1将与皮肤紧密接触，缓冲层2发生形变，柔性棒6被压缩，压力传感器4将检测皮肤与传感电极的紧贴程度，加速度传感器5检测人体，即传感器的运动状态，导电布1则检测心电信号，当检测的压力信号和加速度信号，经过一定处理后，叠加在心电信号上，即可达到抵消运动影响的目的。其中，加速度传感器5是一种测量加速度大小的元件，分为角加速度传感器和线加速度传感器两种，通过测量角加速度和线加速度，我们可以了解物体的倾斜角度和运动方式，而压力检测作为一种常用物理量的检测，已经非常成熟，相应的传感器也有大量工业化的产品，所以在此不再赘述加速度传感器5和压力传感器4的工作方式。
如图2所示，为本实用新型的使用状态示意图，其中导电布1、压力传感器4和加速度传感器5检测到的信号是通过连接导线7引出的，该连接导线7内置在底座3中，并在可穿戴式心电传感电极工作时伸出连接到相应的信号处理设备上，而可穿戴式心电传感电极本体则被安装在贴身紧身衣物或系带8内部特定位置；当被测者穿上安装有可穿戴式心电传感电极的贴身紧身衣物或系带8后，导电布1将与皮肤紧密接触，缓冲层2发生形变，柔性棒6被压缩，压力传感器4检测皮肤与传感电极的紧贴程度，加速度传感器5检测人体，即传感器的运动状态，并最终由信号处理设备对检测到的信号进行处理，输出准确的人体心电信号。
本实用新型的实施方式不限于此，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均可实现本实用新型目的。
Claims (6)
1.一种可穿戴式心电传感电极，其特征在于：所述的可穿戴式心电传感电极包括可安装在衣物或绑带上的底座(3)和覆盖在所述底座(3)上用于检测心电信号的导电布(1)，所述底座(3)的顶部开有盲孔，所述盲孔底部固定有用于检测所述电极与皮肤间接触压力的压力传感器(4)，所述盲孔内活动插设有用于传导所述电极与皮肤间接触压力的柔性棒(6)，所述柔性棒(6)的一端顶在所述压力传感器(4)上，另一端伸出盲孔并为所述导电布(1)所覆盖，所述底座(3)上安装有用于检测人体运动状态的加速度传感器(5)。
2.根据权利要求1所述的可穿戴式心电传感电极，其特征在于：所述的可穿戴式心电传感电极还包括设置在所述导电布(1)和底座(3)之间的弹性缓冲层(2)。
3.根据权利要求1或2所述的可穿戴式心电传感电极，其特征在于：所述的可穿戴式心电传感电极还包括用于引出所述导电布(1)、压力传感器(4)和加速度传感器(5)检测到的信号的连接导线(7)，所述连接导线(7)内置在所述底座(3)中。
4.根据权利要求3所述的可穿戴式心电传感电极，其特征在于：所述加速度传感器(5)安装在所述底座(3)内部或所述盲孔底部。
5.根据权利要求3所述的可穿戴式心电传感电极，其特征在于：所述缓冲层(2)为海绵。
6.根据权利要求3所述的可穿戴式心电传感电极，其特征在于：所述柔性棒(6)为弹性橡胶棒。
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