一種基于智慧衣的人體生理信號采集裝置的制作方法

本發明專利涉及一種基于智慧衣的人體生理信號采集裝置，屬于智能可穿戴設備和醫療健康監護領域，采用可水洗紡織干電極、超細不銹鋼纖維、微型智能傳感器、低功耗無線通信等技術來實現。

背景技術：

隨著現代人們生活的快節奏和工作、學習壓力的增加，人們往往不愿意耗費更多的時間在健康檢查上。其實醫生和醫療設施只解決了10％的醫療問題，20％取決于環境，20％取決于遺傳，最大比重的50％取決于個人平時生活習慣，作息和鍛煉。因此，為了進行常見疾病的診斷、慢性病的監測和預防，出現了很多基于可穿戴式的智能檢測設備，如腰帶、手表等，但是在實際使用過程中，往往會出現下列所述的問題：

一是腰帶的使用不能適合于每個場合，比如考慮到女士穿著裙裝則無法利用腰帶進行生理參數的測量，并且在公共場合腰帶也不適用。

二是手表存在移動不穩定的問題。比如人在運動時手表會因為人體幅度過大或者出汁等因素進行移動，造成測量的生理參數不準確。

同時上述設備也存在檢測生理信號單一的問題。

因此，本發明要解決的問題是，開發一種基于智慧衣的舒適、實時、準確且適用于各個場合的可穿戴式的智能健康檢測裝置，滿足用戶的健康監測需求。

技術實現要素：

本發明獎將提供一種基于智慧衣的生理信號采集裝置，在不影響穿著舒適的前提下，以智慧衣為載體，將若干電極和傳感器集成在衣服內，實現人體重要生理指標隨時隨地的采集和監測，滿足舒適性、實時性、精確性和個性化的要求。

為了實現上述目的，本發明采用下述的技術方案：

一種基于智慧衣的生理信號采集裝置，包括衣服本身，兩個紡織干電極，可穿戴式柔性紡織傳感器和小型智能數據處理設備。

其中，所述衣服的面料為彈性紡織面料，舒適且貼身；

所述兩個紡織干電極，包括電極本身，柔性導電纖維和按扣，電極是高舒適度的紡織干電極，將紡織干電極集成到衣服內側，柔性導電纖維分別將兩個電極連接到按扣，按扣裝在衣服外側；

所述電極通過兩導聯方式采集呼吸信號；

所述可穿戴式柔性紡織傳感器，包括血氧采集傳感器和體溫傳感器，血氧采集傳感器集成在衣服手腕處，體溫傳感器集成在衣服腋下；

所述血氧采集傳感器采用基于反射式的光電傳感器構成，用于采集并獲得人體的光電容積脈搏波描記信號；

所述體溫傳感器采用基于熱敏電阻的溫度傳感器構成，用于采集人體的體溫；

所述小型智能數據處理設備為一個長方體結構，內部設有電源模塊、存儲模塊、數據處理模塊、無線通信模塊、顯示模塊。小型智能數據處理設備背部距上下端三分之一處裝有按扣的上半部分，設備扣在衣服外側的按扣上，包括：

電源模塊，用于對小型智能數據處設備進行供電，完成數據的收集，處理、顯示和無線傳輸等功能的供電支持。

存儲模塊，用于存儲收集和處理后的呼吸信號、血氧飽和度和體溫數據。

數據處理模塊，用于對電極采集后的呼吸信號、反射式光電傳感器收集的光電容積脈搏波描記信號進行進一步的處理，轉化成呼吸參數和血氧飽和度參數進行輸出。

無線通信模塊，用于將數據處理模塊處理后的呼吸參數、血氧飽和度參數和體溫參數無線傳輸到個人移動設備，如手機或者云端。

顯示模塊，用于在小型智能數據處理設備上顯示呼吸參數、血氧飽和度參數和體溫參數。較優地，顯示模塊由具有小型設備長寬表面積三分之二的顯示屏構成，裝于小型設備前部。

較優地，所述小型智能數據處理設備中的數據處理模塊，包括：呼吸信號處理模塊和光電容積脈搏波描記信號處理模塊。

所述呼吸信號處理模塊通過給電極施加微弱的高頻恒定電流，再從測量電極以電壓信號檢測出人體胸部阻抗的變化，進而獲得呼吸參數。

所述光電容積脈搏波描記信號處理模塊用于將獲得的光電容積脈搏波描記信號進行處理，進而獲得血氧參數。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例中，描述基于一種基于智慧衣的人體生理信號采集裝置整體結構示意圖。

圖2是本發明實施例中，小型智能數據處理設備的正面示意圖。

圖3是本發明實施例中，小型智能數據處理設備的反面示意圖。

圖4是本發明實施例中，基于智慧衣的人體生理信號采集裝置整體模塊圖。

圖5是本發明實施例中，小型智能數據處理設備的內部功能模塊圖。

圖6是本發明實施例中，呼吸信號獲得原理圖

附圖符號說明：1：衣服本身2、3：紡織干電極4：柔性導電纖維5、6：按扣7：基于反射式光電傳感器8：基于熱敏電阻體溫傳感器9：小型智能數據處理設備10：顯示屏11：開關按鈕12：充電接口13、14：按扣15：個人移動設備16：電源模塊17：存儲模塊18：數據處理模塊19：無線通信模塊20：顯示模塊

具體實施過程

下面結合附圖介紹本發明的具體實施過程。

如圖1、圖3、圖4所示，本發明提供的基于智慧衣的生理信號采集裝置由衣服本身1，紡織干電極2、3，柔性導線纖維4，按扣5、6，基于反射式光電傳感器7和基于熱敏電阻體溫傳感器8、小型智能數據處理設備9前段有顯示屏10，左側有開關按鈕11，底邊有充電接口12，背部距上下端三分之一處有兩個按扣13、14。

其中，衣服本身1的面料為彈性紡織面料，舒適且貼身；電極2、3是高舒適度的紡織干電極，將紡織干電極集成到衣服內側，電極通過兩導聯方式采集呼吸信號，柔性導電纖維4集成于衣服的接縫接口處等，不會因為占用衣服本身面積而不舒服，其用于將兩個電極分別連接到按扣5、6，按扣裝在衣服外側。基于反射式的光電傳感器7集成于衣服手腕處，用于采集并獲得人體的光電容積脈搏波描記信號。基于熱敏電阻的體溫傳感器8集成于衣服腋下接縫處，用于采集人體的體溫數據。小型智能數據處理設備9通過背部按扣13、14與智慧衣按扣5、6進行粘貼，方便輕巧，可實現隨時隨地的舒適準確監測。

如圖4和圖5所示，小型智能數據處理設備9內部設有電源模塊16、存儲模塊17、數據處理模塊18、無線通信模塊19、顯示模塊20。電源模塊20，用于對小型智能數據處理設備進行供電，完成數據的收集，處理、顯示和無線傳輸等功能的供電支持。通過充電接口12完成對電源模塊的充電過程。存儲模塊17，用于存儲收集和處理后的呼吸信號、血氧飽和度和體溫數據，或者將存儲后的數據傳到無線通信模塊，以發送數據至個人移動設備15。數據處理模塊18，用于對電極采集后的呼吸信號、反射式光電傳感器收集的光電容積脈搏波描記信號進行進一步的處理，轉化成呼吸參數和血氧飽和度參數進行輸出。無線通信模塊19，用于將數據處理模塊處理后的呼吸參數、血氧飽和度參數和體溫參數無線傳輸到個人移動設備，如手機。

在本發明專利的一個實施例中，用戶穿上如圖1所示的智慧衣，將小型智能數據處理設備9通過背部按扣13、14粘在衣服外側按扣5、6

如圖4和圖5所示，小型智能數據處理設備9內部設有電源模塊16、存儲模塊17、數據處理模塊18、無線通信模塊19、顯示模塊20。電源模塊20，用于對小型智能數據處理設備進行供電，完成數據的收集，處理、顯示和無線傳輸等功能的供電支持。通過充電接口12完成對電源模塊的充電過程。存儲模塊17，用于存儲收集和處理后的呼吸信號、血氧飽和度和體溫數據，或者將存儲后的數據傳到無線通信模塊，以發送數據至個人移動設備15。數據處理模塊18，用于對電極采集后的呼吸信號、反射式光電傳感器收集的光電容積脈搏波描記信號進行進一步的處理，轉化成呼吸參數和血氧飽和度參數進行輸出。無線通信模塊19，用于將數據處理模塊處理后的呼吸參數、血氧飽和度參數和體溫參數無線傳輸到個人移動設備，如手機。

在本發明的一個實施例中，用戶穿上如圖1所示的智慧衣，將小型智能數據處理設備9通過背部按扣13、14粘在衣服外側按扣5、6上，至此整個生理信號采集裝置就已輕松部署好。智慧衣上的干電極2、3和基于反射式的光電傳感器7、基于熱敏電阻的體溫傳感器8同時進行數據傳輸。如圖6所示，對于呼吸信號的采集，小型智能數據處理設備9中數據處理模塊18的呼吸信號處理部分，通過給電極2、3施加微弱的高頻恒定電流，再從測量電極以電壓信號檢測出人體胸部阻抗的變化，進而獲得呼吸參數。對于血氧飽和度參數的采集，小型智能數據處理設備9中數據處理模塊18的光電容積脈搏波描記信號處理部分用于將獲得的光電容積脈搏波描記信號進行處理，進而獲得血氧參數。數據處理模塊18將收集和處理后呼吸參數、血氧飽和度參數和體溫參數在顯示模塊20中進行顯示，顯示模塊20由具有智能小型設備9長寬表面積三分之二的顯示屏構成。或者將三個參數通過無線通信模塊19進行數據傳輸到個人移動設備15。無線通信模塊19采用藍牙進行數據傳輸，個人移動設備15可以是手機等，最終通過個人移動設備可以隨時隨地記錄和存儲個人的生理指標信息，滿足用戶安全、舒適、準確和個性化的監測服務的需求。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍之內，可以輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍以權利要求的保護范圍為準。