CN207870890U - 一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器，所述传感器包括柔性聚酰亚胺衬底，嵌套于所述柔性聚酰亚胺衬底上的精确心电测试模块，设置于所述柔性聚酰亚胺衬底表面的热敏电阻测温装置，所述精确心电测试模块与所述热敏电阻测温装置分别与系统处理器电性连接。本实用新型将电路、体温测量等模块直接印刷在柔性聚酰亚胺衬底，并在此基础上添加心电监测模块，制造一个可同时检测心电和体温的穿戴传感器。

Description

一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器

技术领域

本实用新型涉及可穿戴传感器，尤其涉及一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器。

背景技术

近年来，可穿戴传感器发展迅速，很多传感器被用于监测人体的各种信号，如心电、体温等。为了提高信噪比，需要将刚性的硅基集成电路集成到柔性衬底上，以便传感器和人体皮肤紧密接触。

目前，普遍采用的方法是：将传感器安装在一个柔性衬底上，然后，将整套装置再连接到另一个柔性印刷电路板（FPCB）上，这种方法存着难以对准和连接性较差的问题。

例如，现有技术中，专利CN106137144A涉及一种皮肤粘贴式无线蓝牙体温传感器，属于医用/家用监护领域。本发明的电路板使用柔性FPC设计工艺，在电池，开关、元件芯片和电路模块等刚性部件之间设计有‘类关节’部分，使得主体电路板能弯折以自适应各种体表形状；使用按钮开机启动，具有自动关机功能；传感器通过APP应用进行体温测量和监护，APP应用额外具有最高体温记录显示等功能；传感器具有一次性使用和重复使用两种形式；封装采用多层医用发泡IXPE材料和PE膜，使用医用胶将电路板和多层泡棉材料粘合在一起。批产工艺采用8/14/16等数量拼版方法进行批量印刷、粘合封装和切割。传感器使用的泡棉封装材料具有很好的柔软度和非常轻的重量，提高了人体表面的粘固度和穿戴的舒适度。

可见，相应的元器件均采用单独设置的方式设置在柔性衬底上，而该种设置方式中，尤其是电路的设置、电极的设置均容易在弯曲过程中损坏。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型将电路、体温测量等模块直接印刷在柔性聚酰亚胺（PI）衬底。并在此基础上添加心电监测模块，制造一个可同时检测心电和体温的穿戴传感器。

首先，本实用新型提供了一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器，所述传感器包括柔性聚酰亚胺衬底，嵌套于所述柔性聚酰亚胺衬底上的精确心电测试模块，设置于所述柔性聚酰亚胺衬底表面的热敏电阻测温装置，所述精确心电测试模块与所述热敏电阻测温装置分别与系统处理器电性连接。

其中，精确心电测试模块ECG为通用的心电采集模块，例如常用的AD8664系列AD620系列等。

进一步的，还包括两个喷墨印刷于所述柔性聚酰亚胺衬底上的金电极，所述金电极电性连接所述精确心电测试模块。具体的，用喷墨印刷技术，将金纳米颗粒油墨打印到柔性聚酰亚胺（PI）衬底上。

进一步的，所述热敏电阻测温装置包括氧化镍电极和模数转换器。优选的，所述氧化镍电极模板印刷于所述柔性聚酰亚胺衬底上。具体而言，即通过模版印刷技术将氧化镍（NiO）纳米颗粒墨水印刷到柔性聚酰亚胺（PI）衬底上。

进一步的，通过将模拟信号转换为数字信号从而实现体温的检测，所述氧化镍电极、模数转换器与所述系统处理器依次电性连接。具体而言，热敏电阻数据使用分压网络读取，其由模数转换器（ADC）来感测热敏电阻器两端的电压降，

进一步的，还包括电源，所述电源分别与精确心电测试模块、所述热敏电阻测温装置和系统处理器的供电端连接。优选的，所述电源为柔性薄膜电池或纽扣电池，将纽扣电池替换为薄膜柔性电池，将显着增强了设备的灵活性。

进一步的，为提高器件的耐用性，降低生产成本，避免连接电路在弯折过程中的老化和断裂，所述电性连接为形成于所述柔性聚酰亚胺衬底上的硅基电路。

关于数据的采出，本实用新型不做具体的限定，可以采用无线传输模块的设置，实现诸如NFC、蓝牙等通用方式的采集，或者设置相应的接口，实现有线数据传输。

本实用新型还可以升级为一个更复杂的传感器，比如，将更多的生物电子、生物光子和电化学传感器印刷到衬底上，以实现医学诊断和健康监控，甚至扩展到物联网应用。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型的具体实施方式进行具体说明。

参照附图1，为同步检测心电和体温的可穿戴传感器的结构示意图。该传感器包括柔性聚酰亚胺衬底1，嵌套于柔性聚酰亚胺衬底1上的精确心电测试模块3，该ECG模块采用AD8664芯片，两个喷墨印刷于柔性聚酰亚胺衬底上的金电极2，金电极2电性连接精确心电测试模块3的相应的引脚上，用于检测电位信号，以通过ECG检测的方式转换为心电信号进行输出处理。设置于柔性聚酰亚胺衬底1表面的热敏电阻测温装置5，热敏电阻测温装置5包括氧化镍电极和模数转换器，氧化镍电极模板印刷于柔性聚酰亚胺衬底1上。精确心电测试模块3与热敏电阻测温装置5分别与系统处理器4电性连接。

作为电源供给，采用柔性薄膜电池6作为电池，分别与精确心电测试模块3、所述热敏电阻测温装置5和系统处理器4的供电端连接。

检测方式中，热敏电阻数据使用分压网络读取，其由模数转换器（ADC）来感测热敏电阻器两端的电压降，然后通过将模拟信号转换为数字信号从而实现体温的检测。

数据采出过程中，电极和热敏电阻与硅基IC接口，用于数据采集，处理，和传输。使用模拟前端（AFE）获得ECG信号。然后将数据用蓝牙传输到主机计算机。

具体的制备过程中，用喷墨印刷技术，将金纳米颗粒油墨打印到柔性聚酰亚胺（PI）衬底上。通过模版印刷技术将氧化镍（NiO）纳米颗粒墨水印刷到柔性聚酰亚胺（PI）衬底上。电性连接为形成于柔性聚酰亚胺衬底上的硅基电路。上述相关电路、器件印刷技术，均为本领域中通用的技术。

虽然本实用新型内容包括具体的实施例，但是对本领域的技术人员明显的是在不偏离本权利要求和其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些实施例做出各种形式上和细节上的改变。本文中描述的实施例应被认为只在说明意义上，并非为了限制的目的。在每一个实施例中的特征和方面的描述被认为适用于其他实施例中的相似特征和方面。因此，本实用新型的范围不应受到具体的描述的限定，而是受权利要求技术方案的限定，并且在本权利要求和其等同物的范围内的所有变化被解释为包含在本实用新型的技术方案之内。

Claims (8)

1.一种同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，所述传感器包括柔性聚酰亚胺衬底，嵌套于所述柔性聚酰亚胺衬底上的精确心电测试模块，设置于所述柔性聚酰亚胺衬底表面的热敏电阻测温装置，所述精确心电测试模块与所述热敏电阻测温装置分别与系统处理器电性连接。

2.根据权利要求1所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，还包括两个喷墨印刷于所述柔性聚酰亚胺衬底上的金电极，所述金电极电性连接所述精确心电测试模块。

3.根据权利要求1所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，所述热敏电阻测温装置包括氧化镍电极和模数转换器。

4.根据权利要求3所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，所述氧化镍电极模板印刷于所述柔性聚酰亚胺衬底上。

5.根据权利要求3所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，所述氧化镍电极、模数转换器与所述系统处理器依次电性连接。

6.根据权利要求1所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，还包括电源，所述电源分别与精确心电测试模块、所述热敏电阻测温装置和系统处理器的供电端连接。

7.根据权利要求6所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，所述电源为柔性薄膜电池或纽扣电池。

8.根据权利要求1至7任一项所述的同步检测心电和体温的可穿戴传感器，其特征在于，所述电性连接为形成于所述柔性聚酰亚胺衬底上的硅基电路。