CN209629646U - 一种生理信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生理信号采集装置，其包括：外壳，用于收集生理信号；多种传感器，用于将微弱信号转化为电信号；信号处理模块，用于将微弱的电信号进行处理和算法，最终得出为各项生理信号指标；无线发射模块，于将生理指标通过无线传输至终端。本实用新型多路采集不同频段的生理信号，可以有效防止由于信号频段接近而带来信号干扰的问题，提高信号监测的精准度。另一方面，每个传感模块又采用多种传感器进行综合判断，可以有效避开单一传感器的弊端。

Description

一种生理信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及睡眠监测领域，尤其涉及一种生理信号的采集装置。

背景技术

睡眠过程的生理信号指标可以很大程度上反映一个人的健康状况，如果由突发情况还可以作出警报。其中常见的生理指标如心率和呼吸率的长期的监测，在心脑血管疾病和呼吸暂停预警都具有很重要的意义。

压电材料是一种将微弱振动信号转化为电信号的一种传感器，其灵敏度非常高，但是同时也非常容易收到环境的干扰，如红外、超声波、环境噪音、电磁辐射等干扰。因此如果在一些睡眠环境较为复杂的环境下，可能会出现有无人的误判。

另外在生理信号都是处于低频区，某些生理信号频段接近甚至由交叠成分，如心跳信号和呼吸信号，在1Hz附近就有交叠成分。如果用单一传感器采集信号，然后通过后续的滤波进行处理，难免会出现信号的失真的情况，以及造成精准度的降低。

另一方面，采集装置的监测范围往往与装置的信号接收外壳的大小成正比，如果需要获得理想的监测效果，保证人在平躺、侧躺的睡姿以及翻身到睡理传感器很偏的位置，往往需要一个面积较大的信号采集外壳，但是这会带来生产成本的大大提高以及成品率的降低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种高精准度、成本较低的生理信号采集装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种生理信号采集装置，其包括：

外壳，用于收集生理信号；

多种传感器，用于将微弱信号转化为电信号；

信号处理模块，用于将微弱的电信号进行处理和算法，最终得出为各项生理信号指标；

无线发射模块，用于将生理指标通过无线传输至终端。

较佳地，所述多种传感器包括对微震动高灵敏度的第一传感器，以及抗干扰能力强且用于辅助判断有无人的第二传感器。

较佳地，所述第一传感器为压电薄膜或者压电陶瓷。

较佳地，所述第二传感器为压阻传感器、压力应变片、陀螺仪、或加速度传感器中的一种。

较佳地，所述外壳包括小面积的接收外壳、与所述小面积的接收外壳接触且用于增大信号的接受面的拓展外壳。

较佳地，所述拓展外壳包括亚克力板、木板、金属板、硬度较大的棕榈板、或者硬度较大的代棕棉。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型多路采集不同频段的生理信号，可以有效防止由于信号频段接近而带来信号干扰的问题，提高信号监测的精准度。另一方面，每个传感模块又采用多种传感器进行综合判断，可以有效避开单一传感器的弊端。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型一种睡眠监测床垫进行更详细的描述，其中：

图1为本实用新型第一实例的生理信号采集装置的结构示意图；

图2为图1中传感器的结构示意图；

图3为本实用新型第二实例的生理信号采集装置的结构示意图；

图4为本实用新型第三实例的生理信号采集装置的结构示意图；

图5为图4传感器的结构示意图；

图6为图4传感器的另一种结构示意图；

图7为包括拓展外壳的生理信号采集装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的实用新型目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不作为本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提供了一种生理信号采集装置，其包括：外壳，用于收集生理信号；多种传感器，用于将微弱信号转化为电信号；信号处理模块，用于将微弱的电信号进行处理和算法，最终得出为各项生理信号指标；无线发射模块，用于将生理指标通过无线传输至终端。

其中，该多种传感器包括两路或多路的传感模块进行生理数据的采集，传感模块之间相互独立的采集不同的生理数据，如心率和呼吸。每个传感模块由第一传感器和另一种辅助传感器组成。本实用新型多路采集不同频段的生理信号，可以有效防止由于信号频段接近而带来信号干扰的问题，提高信号监测的精准度。另一方面，每个传感模块又采用多种传感器进行综合判断，可以有效避开单一传感器的弊端。该生理信号采集装置装置包括多路、多种传感方式的传感器，多路分别用于采集不同维度的生理信号，如心跳信号和呼吸信号。多种是指两种或以上种类的传感方式，进行综合判断，其中一种为对微震动高灵敏度的传感器，可以为压电薄膜、或者压电陶瓷等，另一种可以为抗干扰能力强的传感器，用于辅助判断有无人，可以为压阻传感器、压力应变片、陀螺仪、加速度传感器等。进一步地，多维度的生理信号经过信号处理模块，用于将微弱的电信号进行处理和算法，最终得出为各项生理信号指标。进一步地，信号接收外壳，可以由一个小面积的接收外壳，再加上一个拓展的大的接触面板，用于增大信号的接受面，也可以直接由一个大的外壳作为信号接收外壳。

信号处理模块将微弱信号的生理信号进行滤波放大，然后经过ADC转化为数字信号，并由算法处理得到各项生理信号指标。生理信号指标包括：心率、呼吸率、体动翻身、离床、打鼾等。处理模块可以内置在信号接收外壳内，也可以独立出来，位于接收外壳外。

图1为本实用新型第一实例的生理信号采集装置的结构示意图，其中，该生理信号采集装置的外壳11用于接收和传递生理信号，外壳11上的凸点13与传感器12接触。

图2为图1中传感器12的一种结构示意图，其中121为传感器的衬底，其具有中空结构有利于上面传感器的形变。第一传感器122为压电陶瓷，分别用于感知心跳信号和呼吸信号，第二传感器123用于辅助传感，为压力应变片传感器。当有外力作用在第二传感器123上时，会在此产生微弱形变，便可以辅助判断有无人。

图3为本实用新型第二实例的生理信号采集装置的结构示意图，其中，该生理信号采集装置的外壳21用于接收和传递生理信号，外壳上的凸点23与第一传感器22接触。该第一传感器22为压电陶瓷，分别用于感知心跳信号和呼吸信号。第二传感器24位于该外壳21上，其为压阻传感器。当有外力作用在第二传感器24上时，会在此产生微弱形变，便可以辅助判断有无人。

图4为本实用新型第三实例的生理信号采集装置的结构示意图。其中，该生理信号采集装置的外壳31用于接收和传递生理信号，外壳31上的凸点33与传感器32接触。

图5为图4中的传感器32的一种结构示意图，是一种悬臂梁结构，其中，该传感器32包括悬臂梁结构的桥墩3201，压电薄膜3202为第一传感器；是，压电薄膜3202粘在一种弹性材料3203上，经过多次形变后依然能够有效的回弹；陀螺仪3204为第二传感器，当由外力作用在此装置时，会使得弹性材料3203产生微小的形变，从在陀螺仪3204上产生微弱的角度变化。当传感器受到大力冲击时，传感器的保护柱3205可以抑制传感器32产生过大形变，达到保护的作用。

图6为图4传感器32的另一种结构示意图，是一种悬臂梁结构，其中3211为悬臂梁结构的桥墩，3212为压电薄膜，为第一传感器；3213是具有弹性的材料；3214为压阻传感器，为第二传感器，当由外力作用在此装置时，传递到此传感器，产生阻值的变化，转化为电信号，用于辅助判断有无人。3215为传感器的保护柱。

图7为加入拓展外壳的结构示意图，其中41为面积较小的装置，42为面积较大的拓展外壳，例如亚克力板。43为硬度相对较小材料，例如海绵。

该生理信号采集装置可直接至于枕头下、床垫下、沙发下，或植入枕头、床垫、沙发中。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (3)

1.一种生理信号采集装置，其特征在于，其包括：

外壳，用于收集生理信号；

多种传感器，用于将微弱的生理信号转化为电信号；

信号处理模块，用于将所述电信号进行处理得出各项生理信号指标；

无线发射模块，用于将所述各项生理信号指标通过无线传输至终端；

所述多种传感器包括对微震动高灵敏度的第一传感器，以及抗干扰能力强且用于辅助判断有无人的第二传感器，所述第一传感器为压电薄膜或者压电陶瓷，所述第二传感器为压阻传感器、压力应变片、陀螺仪、或加速度传感器中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种生理信号采集装置，其特征在于，所述外壳包括小面积的接收外壳、与所述小面积的接收外壳接触且用于增大信号的接受面的拓展外壳。

3.根据权利要求2所述的一种生理信号采集装置，其特征在于，所述拓展外壳包括亚克力板、木板、金属板、棕榈板、或者代棕棉。