CN210541536U - 一种人体生物电信号传导装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人体生物电信号传导装置，其特征在于，包括：用于采集人体生物电信号的生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器及电源；其中，所述无线信号发射器与所述生物电信号传感器相连以接收所述生物电信号传感器输出的信号并将所述信号转换为无线信号输出；所述无线信号接收器与所述显示器相连以接收所述无线信号发射器输出的无线信号并传输至所述显示器；所述电源为所述生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器提供工作电压，通过将信号传输方式由导线传输转换为无线信号传输，从而缩短了导线长度，保证了信号传输质量，也降低了患者医疗成本。

Description

一种人体生物电信号传导装置

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，更具体地，涉及一种人体生物电信号传导装置。

背景技术

活动细胞或组织(如人体、动物组织)不论在静止状态还是活动状态，都会产生与生命状态密切相关的，有规律的电现象，称为生物电。临床上常见的生物电信号主要有：心电、脑电、肌电、胃电、视网膜电等。这些体表生物电信号通常能通过电极拾取，经适当的生物电放大器放大，记录而成为心电图、脑电图、肌电图、胃电图、视网膜电图等，从而反应人体健康状况。

以神经外科中使用的术中神经电生理监测为例，在术中使用电极进行特定功能区和神经的放电刺激，监测特定肢体或特定肌肉的变化，以实现功能区和对应神经的识别。目前临床使用的肌肉电极是针电极，针电极插入到肌肉组织中进行信号记录，灵敏度高，抗运动干扰，无表层阻抗影响。目前使用的电极配置有长导线，通过1.0-2.5米长的导线连接至放大器和刺激器，放大器和刺激器连接主机进行工作。这种方案，因为导线较长，当电极较多时，导线梳理困难，多位点同时监测不便，容易搞错电极通道，从而导致生物电检测区标记错误；同时，由于电极含有长导线，而长导线作为一次性耗材，成本较高，易增加患者负担；再者，主机接入市电(即 50HZ,220V的交流电)，存在形成市电-刺激器-人体-人体生物电采集环路的可能，即理论上存在触电风险。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种人体生物电信号传导装置，其目的在于通过采用无线信号发射器和无线信号接收器实现无线信号连接，由此解决现有技术人体生物电信号传导装置中由于电极导线过长而导致的梳理困难、易造成混淆、成本高且安全性能低等技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种人体生物电信号传导装置，其特征在于，包括：用于采集人体生物电信号的生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器及电源；其中，所述无线信号发射器与所述生物电信号传感器相连以接收所述生物电信号传感器输出的信号并将所述信号转换为无线信号输出；所述无线信号接收器与所述显示器相连以接收所述无线信号发射器输出的无线信号并传输至所述显示器；所述电源为所述生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器提供工作电压。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其无线信号发射器为蓝牙发射器或Wi-Fi发射器。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其生物电信号传感器包括生物电信号敏感元件和信号处理单元，所述生物电信号敏感元件与所述信号处理单元通过导线连接。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其生物电信号敏感元件为针电极。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其导线长度为3-15厘米。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其还包括固定设置在以待人体生物电信号检测区为中心、直径为3～15cm的区域范围内的底座，所述生物电信号传感器和无线信号发射器安装在所述底座之上。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其底座材质为生物相容性材料。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其电源包括相互独立的第一电源和第二电源；所述第一电源为所述生物电信号传感器和无线信号发射器提供工作电压；所述第二电源为所述无线信号接收器和显示器提供工作电压。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其第一电源为电池组。

优选地，所述的人体生物电信号传导装置，其第二电源为交流电。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过增加了无线信号发射器和无线信号接收器，通过将信号传输方式由导线传输转换为无线信号传输，从而缩短了导线长度，保证了信号传输质量，也降低了患者医疗成本，同时，当需要多位点同时监测时，也不会造成导线缠绕混乱，从而影响检测结果。

(2)本实用新型通过在以待人体生物电信号检测区为中心、直径为 3～15cm的区域范围内固定设置底座，将所述生物电信号传感器固定在所述底座之上，以缩短连接导线长度；同时，所述底座采用生物相容性材料，以增加体验感。

(3)本实用新型通过将电源设置为两个相互独立的电源电路，并将为所述生物电信号传感器和无线信号发射器提供工作电压的电源设置为电池组，将为所述无线信号接收器和显示器提供工作电压的电源设置为市电，从而彻底排除脑电刺激-人体-肌电采集电路环路的可能，提高了安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1结构示意图；

图2是本实用新型实施例1信号传输示意图；

图3为本实用新型实施例1盒体接线端子示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中： 1-针电极；2-盒体；3-底座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供了一种人体生物电信号传导装置，如图1所示，包括用于采集人体生物电信号的生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器及电源；其中：

所述生物电信号传感器用于采集人体生物电信号并按照一定的规律将人体生物电信号转换成可用的输出的电信号；具体而言，所述生物电信号传感器由生物电信号敏感元件和信号处理单元组成；

所述生物电信号敏感元件用于采集人体生物电信号并将所述人体生物电信号转换为电信号，具体而言，所述生物电信号敏感元件种类繁多，根据人体生物电信号检测区域的不同，主要有针电极和电极片，当进行人体肌电信号采集时，所述生物电信号敏感元件优选为针电极；当进行人体心电信号采集时，所述生物电信号敏感元件优选为电极片。

所述信号处理单元主要为模拟信号调制电路，其主要将所述生物电信号敏感元件输出的电信号进行放大调制，以将模拟信号转化为数字信号输出，以供后续电路处理；所述信号处理单元根据实际应用需求进行选择，具体而言，所述信号处理单元优选神念科技BMD101，以将所述生物电信号敏感元件输出的信号进行放大、整形及模数转化，并输出至所述无线信号发射器。

所述无线信号发射器与所述生物电信号传感器相连以接收所述生物电信号传感器输出的信号并将所述信号转换为无线信号输出；优选地，所述无线信号发射器为蓝牙发射器或Wi-Fi发射器，以发射无线蓝牙信号或Wi-Fi信号，其型号优选为维芯HC-05蓝牙发射模块和维芯ESP8266wifi发射模块；具体而言，所述无线信号发射器发射的信号包括经所述生物电信号敏感元件采集的人体生物电信号检测区域地址数据信息和经所述生物电信号信号处理电路输出的数字信号。

所述无线信号接收器与所述显示器相连以接收所述无线信号发射器输出的无线信号并传输至所述显示器；优选地，所述无线信号接收器与所述无线信号发射器配套使用，以接收所述无线信号发射器发出的无线蓝牙信号或Wi-Fi信号，其型号优选为维芯HC-05蓝牙接收模块和维芯 ESP8266wifi接收模块；具体而言，所述无线信号接收器接收的信号为所述无线信号发射器发出的全部信号。

所述显示器优选为飞凌公司A8触摸屏开发板，以实时显示所述待生物电信号检测信号，具体而言，所述显示的信号包括人体生物电信号检测区域地址数据信息和所述地址代表的人体生物电信息。

现有技术中，由于采用导线进行连接和信号传输，即所述生物电信号传感器通过导线直接连接至显示器，而在进行人体生物电信号检测时，人体一般躺离显示器较远的病床上，因此连接导线常规情况下比较长，一般为1.0-2.5米，而长导线不仅影响信号传输质量，还存在安全风险，同时也增加了患者医疗成本，且一旦多位点同时监测时，极易混淆，造成数据不准确；本实用新型通过增加了无线信号发射器和无线信号接收器，通过将信号传输方式由导线传输转换为无线信号传输，从而缩短了导线长度，保证了信号传输质量，也降低了患者医疗成本，同时，当需要多位点同时监测时，也不会造成导线缠绕混乱，从而影响检测结果。

通过本实用新型提供的一种人体生物电信号传导装置，仅所述生物电信号敏感元件需通过导线连接至所述信号处理单元，而其两者距离较近，所述导线优选为3-15厘米，即可满足需求。

所述电源为所述生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器提供工作电压；现有技术中，所述电源采用市电(即50HZ,220V 的交流电)进行供电，存在形成市电-刺激器-人体-人体生物电采集环路的可能，即理论上存在触电风险。

为避免这种风险，优选地，本实用新型提供的一种人体生物电信号传导装置，其电源包括相互独立的第一电源和第二电源；所述第一电源为所述生物电信号传感器和无线信号发射器提供工作电压，所述第一电源优选为电池组，所述电池组为2节7号碱性干电池，以提供3V直流电压；所述第二电源为所述无线信号接收器和显示器提供工作电压，所述第二电源优选为市电，即50HZ,220V的交流电，以避免形成交流电环路，造成安全隐患。

为进一步提高安全性和稳定性，所述生物电信号传感器的信号处理单元与所述无线信号发射器封装在绝缘盒体中，所述生物电信号传感器的生物电敏感元件设置在所述盒体外侧，以与人体待生物电信号检测区域接触。所述盒体，其材质为绝缘材质，优选为ABS工程塑料，其外壳通过注胶绝缘密封。

所述盒体，优选地，其壳体设置有至少一个接线端子，以满足人体不同部位的生物电信号同时检测需求；所述生物电信号传感器，优选地，包括至少一个生物电信号敏感单元，所述生物电信号敏感单元通过所述接线端子与所述所述生物电信号传感器的信号处理单元连接，以同时检测人体不同区域的生物电信号。

为进一步缩短连接导线长度，本实用新型还提供了一种底座，所述盒体固定安装在所述底座之上；优选地，所述底座固定安装在以待人体生物电信号检测区为中心、直径为3～15cm的区域范围内，以缩短连接导线长度；优选地，所述底座通过生物相容性压敏胶或双面胶固定在人体皮肤之上，以保证安装稳定的同时提高人体舒适性；优选地，所述底座为生物相容性材料，其材料优选为硅胶、聚氨酯等，以与具有一定曲面的皮肤良好贴合，所述底座可根据待人体生物电信号检测区域的不同，对所述检测区域进行开模加工形成，此处就不赘述了。

优选地，所述底座之上固定有至少一个所述盒体，以在一次检测中检测多个部分，提供效率；优选地，所述盒体通过卡扣、压敏胶或双面胶固定在所述底座上，以避免所述盒体与人体直接接触，引起不适感；同时，所述盒体也可以进行常规消毒和重复使用，从而降低成本。

由于底座和所述生物电信号敏感元件都是直接与人体皮肤接触，优选地，所述底座和所述生物电信号敏感元件为一次性耗材，其优选采用无菌包装，以避免交叉污染，所述无菌包装袋为医疗领域常见型号，例如特卫强纸塑袋。

以下结合实施例做进一步说明：

本实用新型提供了一种人体生物电信号传导装置，如图1所示，包括底座、盒体、针电极、电池组、交流电源、无线信号接收器及显示器；其中：

所述底座采用生物相容性材料，其材料为硅胶，所述底座通过生物相容性压敏胶固定安装在以待人体生物电信号检测区为中心、直径为9cm的区域范围内；所述底座之上固定安装有一个盒体，所述盒体通过卡扣固定安装在所述底座之上；

所述盒体，其材质为ABS塑料，其外壳通过注胶绝缘密封，以进一步保证安全性和稳定性；其外壳体设置有12个接线端子，以用于接插多个针电极，所述针电极型号为灵岩牌一次性同心圆针电极，其通过导线连接至所述接线端子，所述导线长度为9cm，以将待检测区域人体生物电信号采集并输出；所述盒体内部绝缘密封有信号处理单元和无线信号发射器，所述信号处理单元与所述针电极通过所述接线端子连接，以将所述针电极输出的信号进行放大、整形及模数转化，并输出至所述无线信号发射器，所述信号处理单元型号为神念科技BMD101；所述无线信号发射器为Wi-Fi发射器，以发射无线Wi-Fi信号，其型号优选为维芯ESP8266wifi发射模块；

所述电池组为所述盒体供电，具体而言，所述电池组为2节7号碱性干电池，以提供3V直流电压，所述电池组为所述信号处理单元和所述无线信号发射器提供工作电压。

所述无线信号接收器与所述无线信号发射器配套使用，以接收无线 Wi-Fi信号，其型号优选为维芯ESP8266wifi接收模块；

所述显示器为飞凌公司A8触摸屏开发板，以实时显示所述待生物电信号检测信号，具体而言，所述显示的信号包括人体生物电信号检测区域地址数据信息和所述地址代表的人体生物电信息。

所述市电为50HZ,220V的交流电，以为所述无线信号接收器和显示器提供工作电压。

所述底座和所述针电极采用无菌包装，为特卫强纸塑袋。

工作时，例如在术中进行神经电生理监测时，其应用于有潜在损伤神经组织的手术中，提供一种评估神经系统功能的方法，迅速的识别手术中对神经系统不利的情况，及时查找原因，调节药物和生理环境、进行手术操作的调整，从而避免术中神经功能的损伤。目前人们一般借助影像学资料，利用术前或术中MRI或CT扫描参考解剖结构图像进行手术，但由于颅内病变的推挤，导致功能区和神经定位存在一定的个体特异性，依靠影像学图像有时并不理想。而采用本实用新型提供的一种人体生物电信号传导装置，通过传导人体电信号进行功能脑区和神经定位。

工作时，打开无菌包装袋，拿出针电极和底座，将所述底座通过生物相容性压敏胶固定安装在以待人体生物电信号检测区为中心、直径为9cm 的区域范围内，将针电极前端插入到对应需要检测人体组织中，将针电极尾端通过导线接入到盒体接线端子中，在术中当对所述待人体生物电信号检测区域进行刺激时，所述针电极采集人体生物电信号，并通过接线端子将采集到的信号输出至所述信号处理电路，所述信号处理电路对信号进行放大、整形及模数转换，以输出数字信号至所述无线信号发射器，所述无线信号发射器将接收到的信号以无线信号形式发射出去，所述无线信号接收器接收所述无线信号，并传输至所述显示器，以实时显示所述人体生物电信号检测区域地址数据信息和所述地址代表的人体生物电信息，从而监测特定肢体或特定肌肉的变化，具有灵敏度高，抗运动干扰，无表层阻抗影响等优势。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人体生物电信号传导装置，其特征在于，包括：用于采集人体生物电信号的生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器及电源；其中，所述无线信号发射器与所述生物电信号传感器相连以接收所述生物电信号传感器输出的信号并将所述信号转换为无线信号输出；所述无线信号接收器与所述显示器相连以接收所述无线信号发射器输出的无线信号并传输至所述显示器；所述电源为所述生物电信号传感器、无线信号发射器、无线信号接收器、显示器提供工作电压。

2.如权利要求1所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述无线信号发射器为蓝牙发射器或Wi-Fi发射器。

3.如权利要求1所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述生物电信号传感器包括生物电信号敏感元件和信号处理单元，所述生物电信号敏感元件与所述信号处理单元通过导线连接。

4.如权利要求3所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述生物电信号敏感元件为针电极。

5.如权利要求3所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述导线长度为3-15厘米。

6.如权利要求1所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，还包括固定设置在以待人体生物电信号检测区为中心、直径为3～15cm的区域范围内的底座，所述生物电信号传感器和无线信号发射器安装在所述底座之上。

7.如权利要求6所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述底座材质为生物相容性材料。

8.如权利要求1所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述电源包括相互独立的第一电源和第二电源；所述第一电源为所述生物电信号传感器和无线信号发射器提供工作电压；所述第二电源为所述无线信号接收器和显示器提供工作电压。

9.如权利要求8所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述第一电源为电池组。

10.如权利要求8所述的人体生物电信号传导装置，其特征在于，所述第二电源为交流电。

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