米的范围内。左心电电极3和右心电电极4可以通过针织成型技术与弹性服装本体I 一体成型，也可以采用缝制的方式固定在弹性服装本体I的采集点位置，实现了心电电极的可穿戴性。呼吸传感器8具有呼吸频率采集功能，位置处于胸围线上或腹围线上，呼吸传感器8采用氨纶弹力丝或光栅传感器，通过针织成型技术与弹性服装本体I一体成型。集成温度传感器9具有生理温度采集功能，集成温度传感器9固定在腰带5或胸带6上。所述导线(7)为直径0.2-0.8_的超细线，可以织入弹性服装本体，也可以直接缝制在弹性服装本体上，还可以隐藏在服装款式的缝缝之中，可有效地减少穿戴负担。中心节点10可以是PAD掌上电脑、智能手机、UC嵌入式平台或PC机。
[0040]呼吸传感器8、左心电电极3、信号处理模块2、集成温度传感器9和右心电电极4经导线7依次连接。由左心电电极3和右心电电极4采集到的心电信号、呼吸传感器8采集到的呼吸频率和温度传感器9采集到的生理温度经过信号处理模块2进行信号处理，并通过无线通讯模块发送到中心节点9，当监测出异常信号时，信号处理模块2将通过Internet网络将生理信号和位置信号发送至医疗机构、监护中心和亲属。当信号处理中心诊断分析出紧急信号时，会发送除颤指令，电源对左心电电极3和右心电电极4施加电压，对穿戴者实施心脏紧急除賈页。
[0041 ]参见图3，所述信号处理模块2包括前置放大电路、心电测量模块、A/D模块、M⑶、电阻测量模块、电源模块、电源转换电路、存储器、GPS定位模块和无线通讯模块，所述前置放大电路、心电测量模块、A/D模块、MCU依次连接;所述电阻测量模块、存储器、GPS定位模块和无线通讯模块分别与MCU连接。所述电源模块经所述电源转换电路给所述信号处理模块上的所有有源元件供电。所述无线通讯模块用于将所述左、右心电电极3和4、呼吸传感器8、集成温度传感器9和GPS定位模块分别采集的心电信号、呼吸频率、生理温度和位置信号发送至所述中心节点9，并通过Internet网络传递到医疗机构、监护中心和亲属。GPS定位模块可有效防止危急情况下，由于意识丧失无法明确穿戴者的准确位置而错失最佳抢救时间。[0042 ] 参见图4和图5，所述左心电电极3和右心电电极4为柔性织物心电电极，每个电极包括依次粘接的织物层11、电压跟随器12和橡胶塑封层13，其中所述织物为镀Ag织物或带AgCl涂层的织物，在所述织物层11和电压跟随器12的夹层中设置有连接织物层11和电压跟随器12的银胶节点14。
[0043]参见图6，心电电极中的电压跟随器12包括电源去耦电容器C、限流电阻Rl、电阻R2、电源电压VCC和输出电压Vo，电压跟随器设置于镀Ag/Agcl织物和橡胶塑封之间，可有效增大电极的输入阻抗。电压跟随器12上的三条导线分别连接电源正极、电源负极和输出电压。
[0044]在本实施例中，呼吸传感器8为光栅传感器，或由氨纶弹力丝表面镀银、金、铜、聚吡咯或聚苯胺制成的传感器。
[0045]所述温度传感器设置在弹性服装本体的胸围线，采用氨纶弹力丝或光栅传感器，氨纶弹力丝表面镀银、金、铜、聚吡咯或聚苯胺等导电金属或导电高聚物。在呼吸时，该传感器由于胸部的上下浮动引起纤维的伸长和缩短，从而改变其电阻，通过对电阻变化的检测，能有效监测人体的呼吸状态。
[0046]虽然图中未示，所述电源模块包括锂电池、无线充电电池和薄膜太阳能电池，电源转换电路与电源模块相连，能够实现不同电源模块之间的智能切换，有效存储电量，避免电量不足的情况发生。
[0047]本发明的健康监控服装的工作流程如图7所示，穿戴者穿上所述的健康监护服装，程序开始运行，首先系统初始化参数，进行生理信号采集，将采集到的心电信号、呼吸频率和生理温度进行信号处理分析。对处理分析后的信号作出分类，正常的生理信号将直接发送至中心节点进行储存；异常的生理信号，将发送警报信号至中心节点，中心节点再经由Internet网络发送至信息处理中心，信息处理中心对采集到的生理信号作出诊断分析，同时将信息发送至医疗机构、监护中心和亲属，危急情况下发送除颤指令。当选择程序结束，本程序运行结束，不作任何指令操作，本程序将不断循环采集生理信号。
[0048]本发明的健康监控服装的信号采集效果如图8所示，通过信号处理模块2处理分析后的生理信号将通过无线通讯设备发送到中心节点10，中心节点10可以是手机或PC。在手机或PC上会以图像的方式显示出体温信号、呼吸信号和心电信号，更加直观地显示本发明的测量结果。
【主权项】
1.一种健康监控服装，其特征在于:包括弹性服装本体(I)、腰带(5)或胸带(6)、中心节点(10)、固定在所述腰带(5)或胸带(6)上的信号处理模块(2)和集成温度传感器(9)、固定在所述弹性服装本体(I)或胸带(6)上的左心电电极(3)和右心电电极(4)以及植入所述弹性服装本体(I)中的呼吸传感器(8)， 所述呼吸传感器(8)、左心电电极(3)、信号处理模块(2)、集成温度传感器(9)和右心电电极(4)经导线(7)依次连接;所述信号处理模块(2)将所述呼吸传感器(8)、左心电电极(3)、右心电电极(4)和集成温度传感器(9)采集到的生理信号发送至所述中心节点(10)。2.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述信号处理模块(2)包括前置放大电路、心电测量模块、A/D模块、MCU、电阻测量模块、电源模块、电源转换电路、存储器、GPS定位模块和无线通讯模块， 所述前置放大电路、心电测量模块、A/D模块、MCU依次连接； 所述电阻测量模块、存储器、GPS定位模块和无线通讯模块分别与MCU连接；所述电源模块经所述电源转换电路给所述信号处理模块上的所有有源元件供电；所述无线通讯模块用于将所述左、右心电电极(3、4)、呼吸传感器(8)、集成温度传感器(9)和GPS定位模块分别采集的心电信号、呼吸频率、生理温度和位置信号发送至所述中心节点(9)，并通过Internet网络传递到医疗机构、监护中心和亲属。3.根据权利要求2所述的健康监控服装，其特征在于:所述电源模块包括锂电池、无线充电电池和薄膜太阳能充电电池，并能通过切换模块实现不同电源之间的智能切换。4.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述左心电电极(3)和右心电电极(4)为柔性织物心电电极，每个电极包括依次粘接的织物层(11)、电压跟随器(12)和橡胶塑封层(13)，其中所述织物为镀Ag织物或带AgCl涂层的织物，在所述织物层(11)和电压跟随器(12)的夹层中设置有连接织物层(11)和电压跟随器(12)的银胶节点(14)。5.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述呼吸传感器(8)为光栅传感器，或由氨纶弹力丝表面镀银、金、铜、聚吡咯或聚苯胺制成的传感器。6.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述的中心节点(9)是PAD掌上电脑、智能手机、UC嵌入式平台或PC机。7.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述信号处理模块(2)通过腰带(5)固定在男款服装的腰部，或通过胸带(6)固定在女款服装的胸部。8.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述左心电电极(3)和右心电电极(4)设置于服装本体(I)前身两侧的胸大肌下部或者后背背阔肌的两侧，范围在胸围线至胸围线下1cm区间；所述呼吸传感器(8)位于胸围线上或腹围线上。9.根据权利要求1所述的健康监控服装，其特征在于:所述导线(7)的直径为0.2-0.8mmo10.根据权利要求1-9中任一项所述的健康监控服装，其特征在于:所述弹性服装本体(I)采用含氨纶面料，款式为背心或贴身T恤。
【专利摘要】本发明公开了一种健康监控服装，包括弹性服装本体、腰带或胸带、中心节点、固定在腰带或胸带上的信号处理模块和集成温度传感器、固定在弹性服装本体或胸带上的左心电电极和右心电电极以及植入弹性服装本体中的呼吸传感器，所述呼吸传感器、左心电电极、信号处理模块、集成温度传感器和右心电电极经导线依次连接；所述信号处理模块将呼吸传感器、左心电电极、右心电电极和集成温度传感器采集到的生理信号发送至信息处理中心、医疗机构和亲属。该健康监控服装不需要繁琐步骤，只需简单将其穿上就可以采集到自身的心电信号、呼吸频率和生理温度，能实时掌握穿戴者的状况和位置并在紧急情况下进行心脏自动除颤。
【IPC分类】A61B5/0205, A61B5/0402, A61B5/01
【公开号】CN105726011
【申请号】CN201610051325
【发明人】刘皓, 梁丽君, 李晓久
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月26日