[发明专利]一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置

权利要求书

1.一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，所述织物电极是采用纺织材料经纺织加工工艺开发的具有纺织结构，能感应人体表面生物电信号的传感器，在此权利要求中用于接触人体体表实现心电信号拾取，所述穿戴式心电信号采集装置用于心电信号的调理放大，数组传输，具有可穿戴性、舒适性和便携性。

2.根据权利要求1所述的织物电极，其特征是，其安装位置优选运动12导联心电图的电极位置中的肢体导联位置：节点1位于右锁骨、胸壁边缘右侧R，节点2位于右胸壁最下肋骨N，节点3位于左胸壁最下肋骨F。

3.根据权利要求1所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，包括：阻抗变换电路、低通滤波器、差分放大电路、右腿驱动电路、电源变换电路、微处理器，所述阻抗变换电路用于实现织物电极输入阻抗变换；所述低通滤波器用于滤除频率在150Hz以上的高频信号；所述差分放大电路实现心电信号的共模抑制和差分信号放大；所述微处理器实现信号的AD采样、数据组包和传输；所述右腿驱动电路用于抑制来自人体的共模信号；所述电源变换电路实现电压变换，为其他电路提供电压输入，实现单电源供电。

4.根据权利要求3所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，其特征是，所述阻抗变换作用于织物电极部位，用于实现输入阻抗变换，包括一个阻值较大的电阻R11、一个运算放大器U1、一个阻值较小的电阻R12，电阻R11连接运算放大器U1的正向输入节点3，电阻R12连接运算放大器U1的输出节点6，运算放大器U1的反向输入节点2和输出节点6短接，运算放大器U1正向供电节点接VCC(+3V)，负向供电节点接VSS(-3V)，它们组成一个电压跟随电路，将大的输入阻抗变换为小的输入阻抗，解决了应用织物电极导致输入阻抗增大的问题，根据权利要求1所述，共需要3个织物电极，织物电极节点1和织物电极节点2各需要接一个阻抗变换电路，故需要2个阻抗变换电路。

5.根据权利要求3所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，其特征是，所述低通滤波器实现滤除每个通道信号在150Hz频率以上的噪声信号，由一个电阻R1和电容C1组成，两个阻抗变换电路各接一个低通滤波器，阻抗变换电路的输出端OUT连接低通滤波器的输入端ECG。

6.根据权利要求3所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，其特征是，所述差分放大电路实现每个通道的共模抑制和信号差分放大，包括1个运算放大器U2，3个电阻R2、R3、R4，2个电容C2、C4，电阻R2 和R3串联，分别连接运算放大器U2的输入节点2和节点3，电容C2、C4分别连接运算放大器U2的节点8(VCC)、节点5(VSS)，另一端共电源地Pwd_GND，电阻R4连接运算放大器U2的参考电平节点6，输入节点1和节点4为两通道心电输入节点，电阻R2和R3的串联节点为共模节点Vcm，运算放大器U2的节点7为输出节点，即心电信号输出节点。

7.根据权利要求3所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，其特征是，所述右腿驱动用于抑制来自人体的共模干扰信号，提高采集电路的共模抑制比，包括电阻R7、R8、R9、R10、运算放大器U3和电容C7，电容C7和电阻R7并联，连接电阻R8和运算放大器U3的输出节点1，运算放大器U3的反向输入节点2连接电阻R8，电阻R10一端接地，另一端接运算放大器的正向输入节点3，电阻R8连接运算放大器U3的反向输入节点2和输出节点7，运算放大器U3的节点6和节点7短接，节点5连接共模节点Vcm，电阻R9一端连接运算放大器U3的输出节点1，另一端为右腿驱动节点，连接织物电极节点3。

8.根据权利要求3所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，其特征是，所述电源变换电路实现电压变换，为其他电路提供电压输入，实现穿戴式心电信号采集装置的单电源供电，包括电容C3、C5、CT1、CT2、电感L1、肖特基二极管D1、直流电压变换器U4，电容C5和电容CT2并联，一端连接U4的节点6、节点7的短接点，另一端与电容C3连接，电容C3的另一端连接U4的参考节点4，肖特基二极管D1的正极连接U4的节点1，负极连接电感L1，电容CT1和电感L1串联，电容CT1的负极端连接U4的节点1，U4的节点3、电容C3、C5、CT2负极、CT1正极、电感L1共同接电源地Pwd_GND。

9.根据权利要求3所述的一种基于织物电极的穿戴式心电信号采集装置，其特征是，所述微处理器实现信号的AD采样和数据组包传输。