CN220860090U - 一种生理信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种生理信号采集装置，包括传感器模块、放大器模块、信号转换模块以及上位机模块，其中：所述传感器模块包括声学传感器、肌电电极传感器以及压力传感器，所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器的输出端与所述放大器模块连接，所述放大器模块的输出端与所述信号转换模块的输入端连接，所述信号转换模块通过蓝牙与所述上位机模块通信连接。本公开提供的生理信号采集装置能够通过声学传感器、肌电电极传感器以及压力传感器同时采集患者的呼吸音信号、吞咽过程所产生的肌电信号以及颈动脉脉搏波信号，能够全面、精准地采集人体呼吸系统相关的生理信号，便于医护人员诊断患者呼吸系统的健康情况。

Description

一种生理信号采集装置

技术领域

本公开涉及医用设备技术领域，尤其涉及一种生理信号采集装置。

背景技术

呼吸音等人体生理信号是反应呼吸系统是否正常的重要指标，现有的医疗问诊中，听诊作为最传统的医疗手段之一，是呼吸系统检查的必要环节。传统声学听诊器简单实用，但是对医生的听力灵敏度有较高要求，不能保证数据精准度，也不能对其他生理指标同时进行检查。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种生理信号采集装置。

本公开提供了一种生理信号采集装置，包括传感器模块、放大器模块、信号转换模块以及上位机模块，其中：所述传感器模块包括声学传感器、肌电电极传感器以及压力传感器，所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器的输出端与所述放大器模块连接，所述放大器模块的输出端与所述信号转换模块的输入端连接，所述信号转换模块通过蓝牙与所述上位机模块通信连接。

可选地，还包括滤波模块，所述滤波模块连接在所述放大器模块与所述信号转换模块之间。

可选地，所述上位机模块包括用于显示所述生理信号的显示单元以及用于存储所述生理信号的存储单元。

可选地，还包括打印模块，所述打印模块与所述上位机模块通信连接。

可选地，所述传感器模块包括柔性基底；所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器均设置于所述柔性基底的一侧，所述传感器模块用于环绕人体颈部佩戴并在佩戴时贴合人体颈部。

可选地，所述肌电电极传感器以及所述压力传感器在所述传感器模块佩戴时的水平方向上与所述声学传感器相隔第一预设距离。

可选地，所述肌电电极传感器与所述压力传感器位于所述声学传感器在所述传感器模块佩戴时的水平方向的同侧，所述肌电电极传感器在所述传感器模块佩戴时的垂直方向上与所述压力传感器相隔第二预设距离。

可选地，所述柔性基底包括主体部与绑带部，所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器均设置于所述主体部上，所述绑带部用于将所述传感器模块环绕人体颈部固定。

可选地，所述主体部的一侧与所述绑带部的一侧固定连接，所述绑带部相对的另一侧用于与所述主体部相对的另一侧通过魔术贴或卡扣连接。

可选地，所述绑带部包括第一绑带部以及第二绑带部，所述主体部相对的两侧分别于所述第一绑带部的一侧以及所述第二绑带部的一侧固定连接，所述第一绑带部相对的另一侧用于与所述第二绑带部相对的另一侧通过魔术贴或卡扣连接。

本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开提供的生理信号采集装置能够通过声学传感器、肌电电极传感器以及压力传感器同时采集患者的呼吸音信号、吞咽过程所产生的肌电信号以及颈动脉脉搏波信号，能够全面、精准地采集人体呼吸系统相关的生理信号，便于医护人员诊断患者呼吸系统的健康情况。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种生理信号采集装置的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的另一种生理信号采集装置的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的另一种生理信号采集装置的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的另一种生理信号采集装置的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的另一种生理信号采集装置的结构示意图；

图6为本公开实施例提供的另一种生理信号采集装置的结构示意图；

图7为本公开实施例提供的另一种生理信号采集装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开实施例的上述目的、特征和优点，下面将对本公开实施例的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开实施例，但本公开实施例还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为一种生理信号采集装置，如图1所示，包括传感器模块10、放大器模块20、信号转换模块30以及上位机模块40，其中：

传感器模块10包括声学传感器11、肌电电极传感器12以及压力传感器13，声学传感器11、肌电电极传感器12以及压力传感器13的输出端与放大器模块20连接，放大器模块20的输出端与信号转换模块30的输入端连接，信号转换模块30通过蓝牙与上位机模块40通信连接。

具体地，声学传感器可以为麦克风，用于记录人体呼吸时产生的声音信号，肌电电极传感器用于采集人体在吞咽过程中相关肌肉运动而产生的肌电信号，压力传感器则用于采集人体颈动脉的脉搏信号。上述声音信号、肌电信号以及脉搏信号会先经过放大器模块进行放大，然后通过信号转换模块从模拟信号转换为数字信号，再将数字信号发送至上位机模块，医护人员就能够通过上位机模块查看生理信号的采集情况。

本公开提供的生理信号采集装置能够通过声学传感器、肌电电极传感器以及压力传感器同时采集患者的呼吸音信号、吞咽过程所产生的肌电信号以及颈动脉脉搏波信号，能够全面、精准地采集人体呼吸系统相关的生理信号，便于医护人员诊断患者呼吸系统的健康情况。并且，本公开提供的生理信号采集装置在将生理信号相关数据发送至上位机模块后，可供多位医护人员查看，便于医护人员会诊。

需要说明的是，本公开并非提供了疾病的诊断方法，本公开仅仅提供了一种可以采集生理信号的装置，具体根据采集到的生理信号进行医疗诊断的过程不在本公开所涉及的范围之内。

在一种具体地实施例中，如图2所示，上述放大器模块20包括第一放大器单元21、第二放大器单元22以及第三放大器单元23，第一放大器单元21用于接收并放大声学传感器11采集到的声音信号，第二放大器单元22用于接收并放大肌电电极传感器12采集到的肌电信号，第三放大器单元23用于接收并放大压力传感器13采集到的脉搏信号。

在一些实施例中，如图3所示，上述生理信号采集装置还包括滤波模块50，滤波模块50连接在放大器模块20与信号转换模块30之间，用于滤除放大器模块20输出的信号中的噪声，以保证最终采集到的信号不受外界其他噪声干扰。

在一种具体地实施例中，如图4所示，上述滤波模块50包括第一滤波单元51、第二滤波单元52以及第三滤波单元53，第一滤波单元51用于对第一放大器单元21输出的信号进行滤波，第二滤波单元52用于对第二放大器单元22输出的信号进行滤波，第三滤波单元53用于对第三放大器单元23输出的信号进行滤波。具体地，第一滤波单元51、第二滤波单元52以及第三滤波单元53的带宽不同，需要针对声学传感器11采集到的声音信号、肌电电极传感器12采集到的肌电信号或压力传感器13采集到的脉搏信号分别进行设计，以保证有用的生理信号不被滤除。

在一些实施例中，上位机模块包括用于显示生理信号的显示单元以及用于存储生理信号的存储单元。

具体地，显示单元可以直接显示生理信号的波形，也可以显示由生理信号转换而来的数据，以供医护人员查看。还可以利用存储单元存储采集到的生理信号，以供医护人员进行回看。

在一些实施例中，还包括打印模块，打印模块与上位机模块通信连接。

具体地，采集到的生理信号可以直接通过打印模块打印出来，便于医护人员或患者留存。

为了使本领域技术人员更好地实施本公开实施例中的装置，下面给出本公开实施例中的装置的操作流程。

首先，开启装置开关，将装置通过佩戴至患者颈部甲状软骨上方1cm处，或下巴或下颌骨下方1cm处，装置通过蓝牙与上位机模块通信，上位机模块的显示单元显示此时采集的生理信号；若此时显示单元提示通信中断，则重启装置各模块电源确保通信正常；固定装置后，检查生理信号质量，若质量合格则开始记录信号，若不合格则检查装置位置并调整装置位置固定；采集1min生理信号后停止采集，保存生理信号数据，并可选择是否回放。

在一些实施例中，如图5所示(图5示出了传感器模块10平铺时的示意图，本领域技术人员能够基于图5确定本实施例中传感器模块10弯折为近似圆筒时的示意图)，传感器模块10包括柔性基底14；声学传感器11、肌电电极传感器12以及压力传感器13均设置于柔性基底14的一侧，传感器模块10用于环绕人体颈部佩戴并在佩戴时贴合人体颈部。

将传感器都设置于一个柔性基底上，能够同时将所有传感器同时佩戴在人体对应位置上，简化了生理信号采集的过程。

具体地，声学传感器11、肌电电极传感器12以及压力传感器13均设置于柔性基底14在佩戴是靠近人体颈部的一侧。

具体实施时，上述柔性基底可以包括各种布料、塑料膜等，只要能够柔性弯曲均可作为上述柔性基底。

在一些实施例中，如图5所示，肌电电极传感器12以及压力传感器13在传感器模块佩戴时的水平方向上与声学传感器11相隔第一预设距离x。

由于声学传感器需要采集呼吸音，所以在采集时需要靠近喉咙也就是颈部中间，而由于肌肉多分布在人体的侧颈，动脉也位于人体的侧颈，所以肌电电极传感器以及压力传感器在采集信号时则需要靠近人体的侧颈，肌电电极传感器以及压力传感器在传感器模块佩戴时的水平方向上与声学传感器相隔第一预设距离能够保证佩戴情况下，当声学传感器位于颈部中央时，肌电电极传感器以及压力传感器位于侧颈，进一步保证采集的生理信号的准确性。

在一些实施例中，如图5所示，肌电电极传感器12与压力传感器13位于声学传感器11在传感器模块佩戴时的水平方向的同侧，肌电电极传感器12在传感器模块佩戴时的垂直方向上与压力传感器13相隔第二预设距离y。

由于肌电电极传感器与压力传感器在采集信号时都需要靠近人体的侧颈，若两个传感器位于同侧，则需要拉开一些距离，保证采集的信号不会产生串扰。

需要说明的是，上述柔性基底并非两侧闭合的圆筒形，声学传感器在传感器模块佩戴时的水平方向的两侧均包括柔性基底的边界，故不存在肌电电极传感器或压力传感器同时位于声学传感器两侧的情况。

在一些实施例中，如图6所示(图6示出了传感器模块10平铺时的示意图，本领域技术人员能够基于图6确定本实施例中传感器模块10弯折为近似圆筒时的示意图)，柔性基底14包括主体部141与绑带部142，声学传感器11、肌电电极传感器12以及压力传感器13均设置于主体部141上，绑带部142用于将传感器模块10环绕人体颈部固定。

绑带部能够便于传感器模块的穿戴，也能更好地在穿戴时将传感器模块固定在人体颈部，避免生理信号采集过程中传感器模块掉落导致采集的数据失效。

需要说明的是，图6示出的绑带部的数量仅为示例性，并非限定，具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需求设置绑带部的数量，下述实施例同理，不再赘述。

需要说明的是，图6仅示出了一种主体部141与绑带部142相对位置的实施例，在该实施例中，主体部141的一侧与绑带部142的一侧固定连接，绑带部142相对的另一侧用于与主体部141相对的另一侧通过魔术贴143或卡扣143连接。

在另一些实施例中，如图7所示(图7示出了传感器模块10平铺时的示意图，本领域技术人员能够基于图7确定本实施例中传感器模块10弯折为近似圆筒时的示意图)，绑带部142包括第一绑带部144以及第二绑带部145，主体部141相对的两侧分别于第一绑带部144的一侧以及第二绑带部145的一侧固定连接，第一绑带部144相对的另一侧用于与第二绑带部145相对的另一侧通过魔术贴或卡扣连接。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文上述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生理信号采集装置，其特征在于，包括传感器模块、放大器模块、信号转换模块以及上位机模块，其中：

所述传感器模块包括声学传感器、肌电电极传感器以及压力传感器，所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器的输出端与所述放大器模块连接，所述放大器模块的输出端与所述信号转换模块的输入端连接，所述信号转换模块通过蓝牙与所述上位机模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块连接在所述放大器模块与所述信号转换模块之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上位机模块包括用于显示所述生理信号的显示单元以及用于存储所述生理信号的存储单元。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括打印模块，所述打印模块与所述上位机模块通信连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器模块包括柔性基底；

所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器均设置于所述柔性基底的一侧，所述传感器模块用于环绕人体颈部佩戴并在佩戴时贴合人体颈部。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述肌电电极传感器以及所述压力传感器在所述传感器模块佩戴时的水平方向上与所述声学传感器相隔第一预设距离。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述肌电电极传感器与所述压力传感器位于所述声学传感器在所述传感器模块佩戴时的水平方向的同侧，所述肌电电极传感器在所述传感器模块佩戴时的垂直方向上与所述压力传感器相隔第二预设距离。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述柔性基底包括主体部与绑带部，所述声学传感器、所述肌电电极传感器以及所述压力传感器均设置于所述主体部上，所述绑带部用于将所述传感器模块环绕人体颈部固定。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述主体部的一侧与所述绑带部的一侧固定连接，所述绑带部相对的另一侧用于与所述主体部相对的另一侧通过魔术贴或卡扣连接。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述绑带部包括第一绑带部以及第二绑带部，所述主体部相对的两侧分别于所述第一绑带部的一侧以及所述第二绑带部的一侧固定连接，所述第一绑带部相对的另一侧用于与所述第二绑带部相对的另一侧通过魔术贴或卡扣连接。