[发明专利]生理信号采集设备和结合了该设备的能力监测设备

说明书

技术领域

本发明涉及生理信号采集设备，更具体地涉及胸部佩戴的生理信号采集设备。本发明还涉及包括生理信号采集器和用于处理所采集的生理信号的信号处理装置的能力监测设备。更具体地，本发明还涉及但不限于胸部佩戴的游泳监测器。

背景技术

生理信号采集器有助于在体育运动中、体检中或日常生活中采集人体的生理数据。普遍被采集用于处理和分析的典型生理信号包括ECG、心率、血压、血氧含量、体温。所采集的信号通常被处理和转换为提供关于人体的健康状态、身体素质或体能的信息。

胸带是公知的一种适于人体胸部佩戴的生理信号采集器，用于在体育运动或活动中采集生理信号。胸带通常采集的生理信号包括例如心率、ECG脉冲、皮肤电导率、红外线吸收或者可从人体皮肤测量到的其他电信号或光电信号。

典型的胸带通常包括以间隔开的方式安装在柔性塑料胸带上的多个电极或传感器，以从人体采集用于差分信号处理的电或光形式的弱生理信号。每个电极典型地包括信号接收盘，该信号接收盘具有表面积足够大的信号接收表面，以便采集足够强的信号用于信号处理装置（比如心率信号处理器）的处理。

柔性塑料带通常为预装配的带环，其包括长度调节或松紧调节装置以便当用于在电极与用户皮肤之间提供电接触的期间将带子收紧在人的身体（通常为胸部）上。带子通常由软塑料制成以提供用于身体佩戴的柔软性以及电极之间的电绝缘性。松紧调节装置典型地包括一段软塑料带部分，其绕在带扣或带钩装置上。

然而，这种胸带型生理数据采集器不舒服，并且难以佩戴和调节。而且，值得留意的是公知的胸带在湿应用方面效果不够好，例如游泳或水上运动。

因此，提供改进的胸带以减轻传统胸带的不足之处是有益的。

发明内容

根据本发明，提供了一种生理信号采集电极，包括具有皮肤接触部分的信号采集盘、信号输出盘和将所述信号采集盘与所述信号输出盘互连的细长桥接部分，其中所述信号采集盘、信号输出部分和所述桥接部分由柔性的导电弹性材料整体模制而成；所述生理信号采集电极的特征在于：所述桥接部分的宽度小于所述皮肤接触部分的宽度。

在信号输出到信号输出盘之前，窄桥接部分操作来将由皮肤接触部分采集的采集生理信号集中。细长的桥接部分减小了皮肤覆盖面积以使佩戴者更舒适以及在桥接部分拉伸时为电极提供更好的弹性。与该窄桥接部分耦接的信号采集盘使得电极更柔韧，因此特别适合于例如从人的胸廓采集人体ECG信号。

为了减小桥接部分的伪信号接收，可以采用柔性的弹性防水绝缘材料（比如橡胶、硅橡胶或软塑料）覆盖桥接部分。绝缘材料优选地过压成型（over-moulded）在电极上以便更好地屏蔽伪信号。

皮肤接触部分可以从信号采集盘升高并且可以被绝缘材料包围。绝缘材料的表面优选地与皮肤接触部分的表面齐平，从而造成连续的齐平的表面以使得在保持良好限定的信号采集面积的同时佩戴更为舒适。

信号输出盘可以包括信号输出端子以输出用于外部处理的所采集的生理信号。

在皮肤接触部分与信号输出端子之间测量的所述电极的有效电阻小于1kΩ，优选地小于500Ω，并且更优选地小于400Ω。已经发现这样低的电阻对于水中或水下应用是有利的。因此，可以将电极构造为用于采集游泳时的ECG信号的ECG信号采集器。

皮肤接触表面可以是柔性的和细长的，并且具有处于7.5cm²至20cm²之间的有效皮肤接触表面。

皮肤接触部分可以为1.5cm至2.5cm宽以及5cm至8cm长。

窄桥接部分可以为6cm至10cm长并且为皮肤接触部分的宽度的大约一半或小于一半。

柔性的导电弹性材料可以从碳化橡胶、碳化织物、镀镍铜聚酯、银尼龙网、银棉竹纤维或诸如金属化织物之类的其他导电织物中选择。

根据本发明的另一方面，提供了一种ECG信号采集带，包括分别安装在绝缘带的第一和第二自由纵向末端处的第一和第二ECG信号采集电极，其中每个信号采集电极包括信号输出端子和具有适于从用户皮肤采集ECG信号的皮肤接触表面的信号采集盘，所述ECG信号采集带的特征在于：所述ECG信号采集电极是本发明的电极。