一种可穿戴生理指标采集系统的制作方法

本发明涉及心电监测技术领域，具体涉及一种可穿戴生理指标采集系统。

背景技术：

动态心电图监护仪也就是Holter是目前比较常用的设备。为了便于长时间佩戴，目前的设计偏向小型化和舒适性。其中，基于织物电极的可穿戴智能服装产品应运而生。

基于织物电极的可穿戴智能服装产品的生理指标(心电、心率、呼吸、体温等指标)监测技术，一般都要求服装能够紧贴在用户的皮肤上，以确保织物电极能够稳定的采集到用户的生理电信号，如心率带或者创新的运动背心，因此此类产品穿着的舒适性都不会很好，用户都会有勒紧在身上的感觉。这种设计方式不适合将可穿戴衣物技术适用到普通用户群里，尤其是不适合老人或者小孩的生理指标监测。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了可穿戴生理指标采集系统，该方案可以将生理指标采集装置安装在宽松的衣物上，穿着舒适，不勒紧身体。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种可穿戴生理指标采集系统，包括采集服装和传感器；其特征在于，所述采集服装包括上装本体、电极、导电带和传感器连接件；导电带与电极和传感器连接件相连；其特征在于，所述电极采用导电织物制成，电极的两极分别固定在上装本体的两个肩部；该采集服装与传感器通过电极扣相连。

优选地，所述导电带采用导电织物制成，与电极一体裁剪成型。

优选地，所述电极为矩形；分别与电极的两极相连的两条导电带形成中间断开的弧形；传感器连接件设置在导电带靠近断开处；所述断开处位于心脏部位。

优选地，所述弧形距离上装本体的领口5cm-7cm。

优选地，所述导电织物缝制在上装本体上，电极裸露接触人体；导电带上设有覆盖面。

优选地，所述电极的两极均覆盖肩部、部分前胸和部分后背。

优选地，所述电极与上装本体之间填充弹性材质。

优选地，所述传感器包括长条形片状硅胶主体，硅胶主体中部嵌入塑胶壳，塑胶壳内部安装电路板；钮扣电池安装在电池舱内，钮扣电池与电路板电连接；电极扣固定在硅胶中，并与电路板电连接；所述电路板中设有用于向外部发射信号的无线通信模块。

优选地，所述硅胶主体两端为弧形；弧形部位安装电极扣，且该安装电极扣的区域向安装面反方向突起，形成圆形凸区；塑胶壳背面具有可开启的电池舱盖，所述电池舱盖与塑胶壳的连接方式为卡扣旋紧。

优选地，所述钮扣电池为锂电池。

有益效果：

(1)本发明通过将左右两部分导电织物电极设计在衣物的肩部，实现生理指标采集；肩部通常会紧贴人体，因此肩部电极的设计，不需要限制衣服采用紧身款式，在确保用户日常穿着舒适性的基础上，实现了生理电信号到传感器的传输，从而实现心电、心率、呼吸的实时监测。

(2)本发明导电织物电极覆盖前胸、肩部和背部皮肤，保证穿着者日常动作期间均能稳定获得采集信号，提高生理电信号的采集稳定性。

(3)本发明在导电织物电极与衣物之间增加了填充物，确保导电织物电极与身体的紧密接触。

(4)两条导电带形成中间断开的弧形，即美观，又便于将传感器设计在心脏部位，以保证心率测试准确性。导电带的弧形距离领口5-7cm，即保证上衣款式设计中领子形态的多变，又避免太靠近领围导致的穿脱不便，和结构形态扭曲造成的信号采集问题。

(5)本发明提供的采集系统中，传感器设备体积小，无连线，方便使用佩戴；供电采用纽扣电池，可以长时间工作，且采用可更换电池方案，在电池用尽时，快速更换继续使用。

附图说明

图1(a)为可穿戴生理指标采集智能服装的正面视图。

其中，21-上装本体，22-电极，23-导电带，24-传感器连接件；

图1(b)为可穿戴生理指标采集智能服装的反面视图。

图2(a)为电极和导电带的结构示意图。

图2(b)为电极和导电带的尺寸示意图。

图3为导电带上覆盖面的结构示意图。

其中，25-导电带覆盖面，26-镂空；

图4为传感器的外形示意图。

图5为传感器的底面示意图。

图6为传感器的电池拆解示意图。

其中，1-硅胶主体，2-塑胶壳，3-电池舱，4-钮扣电池，5-电池舱盖，6-电极扣，7-圆形凸区。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种可穿戴生理指标采集系统，其包括可穿戴生理指标采集智能服装和传感器。

如图1(a)和图1(b)分别示出了可穿戴生理指标采集智能服装的正面和背面。该采集智能服装包括上装本体21、电极22、导电带23和传感器连接件24。

上装本体21为电极22、导电带23和传感器连接件24的载体，对其没有特殊要求。

电极22采用导电织物制成。电极的两极是分开的，分别固定在上装本体的两个肩部位置上。该设计位置利用肩部通常会紧贴人体的特征，在不需要紧身款式的前提下，实现了生理电信号到传感器的传输，从而实现心电、心率、呼吸的实时监测，确保用户日常穿着的舒适性。

在一个优选实施例中，导电织物电极为长条形，其覆盖肩部、部分前胸和部分后背，从而保证用于任意姿态时都有皮肤与电极接触，从而提高生理电信号采集的稳定性。

在另一个优选实施例中，导电织物电极与上装本体之间填充弹性材质，确保导电织物电极与身体的紧密接触。其中，弹性材质可以为海绵或棉织物。

导电带23采用导电织物制成，与电极21一体裁剪成型。导电织物可以通过缝制的方式固定在上衣本体上，在实际中也可以采用粘接的方式，但是固定度没有缝制好。采用导电织物作为导电带，一是柔软，二是制造过程简单，便于剪裁成型。在实际中，也可以采用其他材质的导电带，例如导线或者导电贴片等，但是舒适性不如导电织物好。

图2(a)示出了一体剪裁的电极和导电线的优选实施方式的示意图。如图所示，电极22为矩形，覆盖前胸、肩部和后背部分区域；分别与两个电极相连的两条导电带23形成中间断开的弧形。导电带上设置的传感器连接件24(图2(a)中未示出)位于导电带靠近断开处的部位，且该断开处位于心脏部位。由于上装本体一般都很薄，即便导电织物缝制在衣物背面，也能够被看见。因此，中间断开的弧形设计不仅能够将传感器安装在心脏部位，以保证心率测试准确性，而且能够保持服装正面的美观。

图2(b)示出了一体剪裁的电极和导电线的优选尺寸选择。其中电极21宽3.5cm～4.5cm，长10cm～12cm。导电线22的宽为0.7cm～1cm。导电线所形成的弧形不能太小，优选距离为距离领口5cm-7cm，即保证上衣款式设计中领子形态的多变，又避免太靠近领围导致的穿脱不便，和结构形态扭曲造成的信号采集问题。

图3示出了用于导电带的覆盖面25结构。包含电极和导电带的导电织物缝制在上装本体上之后，电极需要裸露接触人体，但导电带不需要。为了保持美观，且延长导电带的寿命，本发明进一步在导电带上增加覆盖面25。本实施例中，该覆盖面不仅覆盖导电带，还覆盖电极的周边，因此形成了图3的结构。图3中的镂空26用于将电极裸露在外。覆盖面25的材质可以与上装本体的材质相同。

本智能服装导电带上设置的传感器连接件24可以采用电极扣实现。相互配合的按扣触点组中，具有凸出圆点的公扣设置在导电带上，具有中间沉孔的母扣设置在传感器上。

图4～6为采集系统中传感器的结构示意图。该传感器不但采用了小体积、单导联、无引线的设计，而且使用了可更换电池的方式，用户可以连续使用7天，且可以在电池用尽时，快速更换电池继续使用。

如图4所示，本实施例的传感器包括长条形片状硅胶主体1，硅胶主体1中部嵌入塑胶壳2，本实施例中塑胶壳2为两端为弧形的长条形舱室，长条形舱室的上底面为平面，侧面为弧面。塑胶壳2内部空间划分为电气舱和电池舱3。电气舱安装电路板(图中未示出)，电池舱3安装钮扣电池4。钮扣电池为电路板供电。

其中，硅胶主体1为两端为弧形的长条型片状形结构，两端为弧形。

需要与智能服装上的传感器连接件相连接的电极扣6(母扣)固定在硅胶主体1的两端，通过注塑方式固定在硅胶中，并与电路板电连接。硅胶主体安装电极扣6的区域向安装面反方向突起，形成圆形凸区7，使得电极扣6更多的容纳于圆形凸区内部，只有扣部伸出在外，使得安装平面更加平滑。

本实施例中，电池舱设置在塑胶壳2中，塑胶壳2背面具有可开启的电池舱盖5，电池舱盖5通过卡扣旋紧的方式连接于塑胶壳2，从而便于开启和关闭，而且能够保证关闭后的牢固程度。为了便于充电，钮扣电池4为锂电池。安装电池步骤为，先将电池盖逆时针旋转，之后取下，放入电池，盖上电池盖，顺时针旋转锁紧。

电路板包括模数转换模块、运算器、无线通信模块和有电池供电的电源模块。电路板一面安装模数转换模块、运算器和无线通信模块，另一面安装电池。该无线通信模块用于向外部发射数字心电信号。该无线通信模块采用蓝牙通信模块或Wifi通信模块实现，从而实现无线测量。

使用时，将传感器通过电极扣与智能服装相连，用户穿上采集服务，电极稳定贴合人体，从而从人体皮肤采集心电模拟电压信号，该信号通过导电带进入传感器中，由传感器内部电路板将模拟的心电信号转换成数字信号，并通过运算器处理，生成编码的数字心电信号流。使用蓝牙或Wifi无线信号与智能终端连接，把数字心电信号流传输到智能终端系统中。

上述实施方式中将电池舱设计在主体内部，从而形成一体化结构，美观且减少连线。在实际中也可以将电池舱设计在主体外部，用连线将电路板与电池相连接。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。