电极、生物信号检测装置和测量生物信号的方法_3

文档序号:8348095阅读:来源:国知局
模拟信号处理器220可将从端子215传输的身体的微电信号或模拟形式的信号进行放大或滤波,并可将放大后或滤波后的信号传输到A/D转换器230。A/D转换器230可将传输的模拟信号转换为数字信号。数字信号处理器240可基于预编方法来处理数字信号。处理的结果可通过无线收发器模块250被传输到外部装置并被存储在内部存储器中。
[0062]电极100可附着到用户的期望测量的部分。该部分可以是耳朵、手指、脚趾、颈部、手腕或额头。信号处理装置210可设置在电极100之上。这里,信号处理装置210的端子215可被电连接到电极100。端子215和电极100可通过面接触彼此连接,通过所述面接触,终端215和电极100可设置在平面接触表面上并且具有较宽的接触面积,并因此由于宽的表面,所以电阻可被减少。由于面接触,所以包括身体中的微弱电信号的信号可被有效地传送到信号处理装置210的端子215,可以形成电极100和信号处理装置210之间的机械连接,并且平稳的电路径可被提供。因此,可提高信噪比(SNR)。此外,生物信号检测装置200可被设计为在体积上最小化,并且生物信号检测装置200可用于超薄传感器。因通过在没有安装额外的连接器的情况下将信号处理装置210附着到电极100的物理连接和电连接,所以用户可体验到便利。
[0063]在此示例中,端子215暴露在信号处理装置210的外表面上,并且具有平面接触表面。端子可具有圆形、椭圆形、矩形或多边形形状,并且端子的大小可与导电构件130的大小相应,或比导电构件130的大小略大或略小;然而,形状和大小不限于此。在另一示例中,端子215可被提供有防护覆盖物,其中,可将防护覆盖物移开以暴露位于信号处理装置210的表面上的终端215。
[0064]信号处理装置210可具有与外部装置的有线或无线连接。信号处理装置210可在附着到用户的身体的同时测量并传送包括用户的ECG、EMG、EEG、GSR,EOG、体温、脉搏和身体运动的生物信号数据。可分析生物信号数据以用于疾病控制和医疗保健。
[0065]根据一个示例,信号处理装置210的整体形状可以是盘状、矩形板形状或其它紧凑形状。此外,无线收发器模块250可被收容在信号处理装置210之内,而端子215设置在信号处理装置210的外表面上。通过将无线收发器250收容在其上设置有端子215的信号处理装置210之内,可消除生物信号检测装置中的线连接,以便向佩戴者提供便利。例如,可在没有与外部装置进行线连接的情况下,将电极佩戴在衣服下面。然而,本公开不限于于此。
[0066]图6是示出生物信号检测装置200的示例的示图。
[0067]参照图6,生物信号检测装置200包括用于测量身体的生物电信号的电极100和信号处理装置210。
[0068]电极100可附着到用户的身体的将被执行测量的部分处。例如,电极100的离子导电构件110可附着到部分300。部分300可以是用户的耳朵、手指、脚趾、颈部、手腕、胸部、躯干或额头。虽然包括电解质的电解霜(electrolytic cream)可被用于将电极100附着到身体,但是因为与部分300直接接触的离子导电构件110具有离子导电性和粘合性,所以电极100的离子导电构件110可在不使用电解霜的情况下容易地粘合到部分300,。
[0069]电极100包括:离子导电构件110,将被附着到身体表面;非导电构件120,形成在离子导电构件110上并包括通孔122 ;导电构件130,形成在非导电构件120之上;非极化导电构件140,用于允许导电构件130和离子导电构件110之间的电耦合;支撑构件150,用于支撑离子导电构件110。
[0070]可使用具有离子导电性和粘合性的物质(例如,水凝胶)来形成离子导电构件110。与可传输电信号的突起物(project1n)和容纳端(recipient)之间的点接触不同,离子导电构件130可通过电极100与信号处理装置200之间的面接触来传递电信号。
[0071]离子导电构件110可通过具有高含水量和高度生物相容性的聚合物的聚合作用来制造。离子导电构件I1可包括亲水性聚合物和合成聚合物。亲水性聚合物可以指天然衍生的并包括骨胶原、明胶、血纤维蛋白、藻酸、透明质酸、脱乙酰壳多糖和葡聚糖中至少之一的天然聚合物。合成聚合物可包括聚乙二醇、PHEMA、聚(甲基丙烯酸N,N-乙基氨基乙酯)、PAAc、PLC、PGA、PCL、PCLA, PCGA, PLGA和聚丙烯酰胺中的至少一种。
[0072]形成在非导电构件120中的通孔122可允许设置于非导电构件120上的导电构件130的一部分和设置于非导电构件120下方的离子导电构件110的一部分一体地连接。
[0073]可使用具有非导电性、绝缘性质和粘合性的物质来形成非导电构件120。非导电构件120可包括PET、尼龙、PP、PU、PC和PA中的至少一种。
[0074]导电构件130可连接由通孔122分离的非导电构件120。可使用具有导电性和粘合性的物质来形成导电构件130。例如,导电构件130可包括导电粘合带。导电构件130可以是具有低电化学反应性的物质(诸如,碳(C))。
[0075]非极化导电构件140可包括Ag/AgCl、Ag、Cu、CuCl、W和不锈钢中的至少一种。此夕卜,非极化导电构件140可包括复合物,其中,该复合物包括金属/不溶性金属盐(诸如,Ag/AgCl)。因此,非极化导电构件140可提高离子导电构件110和传导性构件130之间的电率禹合。
[0076]可使用印刷或涂覆法来形成非极化导电构件140。例如,可通过将Ag/AgCl糊涂覆在导电构件130上来形成非极化传导性构件140。
[0077]支撑构件150可被形成以防止离子导电构件110与电极100分离。支撑构件150可包括软橡胶、聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、脲泡沫、PVC泡沫、聚丙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚醋酸乙烯酯泡沫、三聚氰胺树脂泡沫和酚醛树脂泡沫中的至少一种。支撑构件150也可提供支撑所需的摩擦力。
[0078]信号处理装置210包括:端子215,将被暴露在外面;模拟信号处理器220,用于处理从端子215传输的模拟信号;A/D信号转换器230,用于将模拟信号转换为数字信号;数字信号处理器240。
[0079]信号处理装置210可附着到电极100。这里,信号处理装置210的端子215可电连接到电极100。端子215和电极100可通过面接触彼此连接,通过该面接触,端子215和电极100可设置在平面接触表面上并且具有较宽的接触区域,因此,由于宽表面,所以电阻可被减少。由于面接触,所以包括身体中的微弱电信号的信号可被有效地传送到信号处理装置210的端子215,可以形成电极100和信号处理装置210之间的机械连接,并且可提供给平稳的电路。因此,可提高信噪比(SNR)。然而,本公开不限于此。例如,根据另一示例,在图6中示出的一个或更多个元件可不存在,或者可在信号处理装置200中设置附加元件。
[0080]参照图6,模拟信号处理器220可将从端子215传输的身体的微电信号或模拟形式的信号进行放大或滤波,并将放大后或滤波后的信号传输到A/D转换器230。A/D转换器230可将传输的模拟信号转换为数字信号,并且数字信号处理器240可基于预编方法来处理数字信号。处理的结果可通过无线收发器模块250被传输到外部装置并被存储在内部存储器中。
[0081]信号处理装置210可具有与外部装置的有线或无线连接。当信号处理装置210可在附着到用户的身体的同时测量并传送包括用户的ECG、EMG、EEG、GSR,EOG、体温、脉搏和身体运动的生物信号数据。生物信号数据可用于疾病控制和医疗保健的各种目的。
[0082]与可传输电信号的突起物和容纳端之间的点接触不同,电极100和信号处理装置210可通过面接触彼此连接,并使用宽表面来传输电信号。因此,可稳定地维持端子215和信号处理装置210之间的连接,可使用少量电流来传送期望的信号,并由于稳定的连接
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