專利名稱：一種不直接放置在人體上的人體生理信號(hào)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量雙手握持形態(tài)下人體生理信號(hào)的裝置，屬于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，心電信號(hào)、心率信號(hào)以及呼吸信號(hào)在測(cè)試運(yùn)動(dòng)效果以及運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中是非常重要的人體生理參數(shù)。目前，傳統(tǒng)的測(cè)量的室外運(yùn)動(dòng)人體生理參數(shù)只有心率，通過(guò)佩戴碗式測(cè)量器，測(cè)量并顯示心率數(shù)值；心電信號(hào)的提取傳統(tǒng)是通過(guò)在人體的不同部位貼放電極片進(jìn)行采集的； 呼吸信號(hào)傳統(tǒng)提取方式是通過(guò)鼻管進(jìn)行測(cè)量的。但是，上述這些方式提取人體生理信號(hào)，都是直接放置在人體上，對(duì)人體有很大的束縛作用，限制了使用范圍。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果使用上述傳統(tǒng)的測(cè)量方式采集人體生理信號(hào)會(huì)由于人體產(chǎn)生的汗液、信號(hào)采集裝置位置的移動(dòng)而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服以上人體生理信號(hào)測(cè)量方式的缺陷，提出了安裝在自行車(chē)等有雙手握持部位的運(yùn)動(dòng)裝置上的心電信號(hào)、心率信號(hào)以及呼吸信號(hào)的提取裝置。該裝置包括至少兩個(gè)作為電極的導(dǎo)體材料能夠與使用者的雙手或者兩個(gè)上肢分別接觸，這些導(dǎo)體之間相互絕緣，安裝在自行車(chē)或其他運(yùn)動(dòng)健身器材的與人體接觸的部位， 例如自行車(chē)的車(chē)把位置?？梢酝ㄟ^(guò)安裝作為電極的導(dǎo)體的位置安裝壓力傳感器、溫度傳感器用于判斷人體是否與作為電極的導(dǎo)體接觸，也可以不使用壓力傳感器而是直接根據(jù)采集到的信號(hào)進(jìn)行判斷，從而進(jìn)一步確定該裝置采集到的信號(hào)是否為人體有效的生理信號(hào)。通過(guò)對(duì)作為電極的導(dǎo)體采集到的信號(hào)放大、濾波、運(yùn)算處理，可以得到使用者實(shí)時(shí)的心電信號(hào)、心率信號(hào)和呼吸信號(hào)，這些信號(hào)可以有選擇地或者全部通過(guò)顯示器進(jìn)行顯示， 并在這些信號(hào)出現(xiàn)異常是通過(guò)聲、光信號(hào)做出相應(yīng)提示，同時(shí)這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該裝置的存儲(chǔ)單元內(nèi)。


本發(fā)明的進(jìn)一步特征和有益效果將在以下優(yōu)選的但并不是排他的，用于測(cè)量使用自行車(chē)、運(yùn)動(dòng)器械的人或運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中被測(cè)試者的心電、心率、呼吸的裝置的實(shí)例中體現(xiàn)出來(lái)，一般來(lái)講，并不限于以下描述的這些實(shí)施例和附圖。圖1本發(fā)明所涉及裝置的方框圖。
具體實(shí)施例方式參考上面附圖所述，本發(fā)明所涉及的用于測(cè)量使用自行車(chē)、運(yùn)動(dòng)器械的人或運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中被測(cè)試者的心電、心率、呼吸的裝置主要包括安裝在自行車(chē)、運(yùn)動(dòng)器械和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)所用測(cè)試器材與人體接觸的部位的作為電極的導(dǎo)電材料，這些導(dǎo)電材料之間相互絕緣，連接這些導(dǎo)電材料的導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端連接的信號(hào)處理電路以及用于信號(hào)顯示的顯示器。作為電極的導(dǎo)電材料把接收到的人體電信號(hào)經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳輸?shù)教幚黼娐?，信?hào)的前級(jí)預(yù)處理電路主要包括靜電釋放電路、限壓電路、使用者身體是否與作為電極的導(dǎo)電材料接觸檢測(cè)電路以及提高輸入阻抗電路，其中使用者身體是否與作為電極的導(dǎo)電材料接觸檢測(cè)電路是作用是在人體沒(méi)有接觸作為電極的導(dǎo)體材料時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與正常接觸時(shí)不同的信號(hào)，為后續(xù)處理部分區(qū)分輸入信號(hào)是否為有效信號(hào)提供判定依據(jù)。同時(shí)，可以通過(guò)在安裝導(dǎo)電材料的位置安裝壓力傳感器，根據(jù)傳感器輸出信號(hào)判斷是否導(dǎo)電材料是否與使用者接觸。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的信號(hào)輸入到放大濾波電路模塊，該部分電路主要實(shí)現(xiàn)的功能單元包括信號(hào)放大部分、帶通濾波器部分和陷波器部分，其中信號(hào)放大器部分主要實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的放大，帶通濾波器部分主要實(shí)現(xiàn)濾除輸入有效信號(hào)帶寬以外的噪聲，在通常情況下有效信號(hào)的頻率范圍為0. 05赫茲到150赫茲，也可以根據(jù)不同需要做適當(dāng)調(diào)整范圍，陷波器主要功能是衰減工頻干擾信號(hào)。經(jīng)過(guò)放大濾波后的信號(hào)輸入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且判斷出此時(shí)導(dǎo)電材料是與使用者接觸時(shí)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)處理器處理可以得到使用者的心電信號(hào)、心率信號(hào)和呼吸信號(hào)，這些信號(hào)一方面可以通過(guò)顯示器進(jìn)行顯示，另一方面在這些信號(hào)不正常的條件下實(shí)現(xiàn)聲、光信號(hào)形式的警示。當(dāng)判斷出導(dǎo)電材料沒(méi)有與使用者接觸，則對(duì)采集到的信號(hào)不做有效信號(hào)處理，并通過(guò)處理器控制顯示器顯示無(wú)效信號(hào)標(biāo)示，同時(shí)在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)做相應(yīng)標(biāo)示，把信號(hào)標(biāo)記為無(wú)效信號(hào)。同時(shí)可以通過(guò)該裝置提供的按鍵，用戶可以設(shè)置選擇相應(yīng)數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲(chǔ)功能的開(kāi)啟和關(guān)閉。上述的信號(hào)處理過(guò)程部分可以進(jìn)行前后調(diào)整。本發(fā)明允許的修改和變化都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。此外，所有的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)都可以被其他等同技術(shù)代替。特別是，本發(fā)明所涉及的裝置可以被用于健身器材的扶手和與人體上肢接觸的部分，可以被用于自行車(chē)、摩托車(chē)、機(jī)動(dòng)車(chē)輛、船、飛機(jī)和其他交通公交的方向盤(pán)和操縱桿上， 可以用于座椅的扶手上以及其他物體的扶手上。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，所使用的材料，可能的大小和形狀，只要他們與本申請(qǐng)相符，可以視其需要而改變。
權(quán)利要求
1.一種不直接放置在人體上的人體生理信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述的裝置包括兩塊或多塊作為電極的導(dǎo)電材料，這些導(dǎo)電材料安裝在其他裝置的與使用者手部或者上肢有接觸的位置，通過(guò)導(dǎo)線與信號(hào)處理電路相連，進(jìn)一步與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、按鍵、顯示器和存儲(chǔ)器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的信號(hào)處理電路包括前級(jí)預(yù)處理電路、 放大濾波電路。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送到處理器， 并進(jìn)一步與外部存儲(chǔ)器、顯示器相連。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，外部存儲(chǔ)器可以用于存儲(chǔ)采集到的人體生理信號(hào)數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，前級(jí)預(yù)處理電路主要包括靜電釋放電路、限壓電路、使用者身體是否與作為電極的導(dǎo)電材料接觸檢測(cè)電路以及提高輸入阻抗電路。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，通過(guò)使用者身體是否與作為電極的導(dǎo)電材料接觸檢測(cè)電路或在安裝導(dǎo)電材料的位置安裝壓力傳感器用于檢測(cè)導(dǎo)電材料是否與使用者接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)電材料是否與使用者接觸，判定該裝置采集到的信號(hào)是否是有效信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，判定出該裝置采集的信號(hào)為有效信號(hào)時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，提取出使用者的心電信號(hào)、心率信號(hào)和呼吸信號(hào)。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，判定出該裝置采集的信號(hào)為無(wú)效信號(hào)時(shí)，通過(guò)處理器控制顯示器顯示無(wú)效信號(hào)標(biāo)示，并在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)做相應(yīng)標(biāo)示，把信號(hào)標(biāo)記為無(wú)效信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，使用者可以通過(guò)該裝置提供的按鍵，用戶可以設(shè)置選擇相應(yīng)數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲(chǔ)功能的開(kāi)啟和關(guān)閉。
全文摘要
一種不直接放置在人體上的人體生理信號(hào)測(cè)量裝置，包括兩塊或多塊作為電極的導(dǎo)電材料，這些導(dǎo)電材料安裝在其他裝置上與使用者手部或者上肢有接觸的位置，通過(guò)導(dǎo)線與信號(hào)處理電路相連，進(jìn)一步與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、按鍵、顯示器和存儲(chǔ)器相連，能夠檢測(cè)出使用者的心電信號(hào)、心率信號(hào)和呼吸信號(hào)，并能夠判斷檢測(cè)出的信號(hào)是否為有效信號(hào)，以及能夠?qū)崿F(xiàn)這些信號(hào)有選擇地存儲(chǔ)、顯示。
文檔編號(hào)A61B5/0205GK102274010SQ20111011330
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者弭強(qiáng) 申請(qǐng)人:弭強(qiáng)