專(zhuān)利名稱(chēng)：用于測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下描述涉及用于測(cè)量生物信號(hào)的方法和設(shè)備，更具體地講，涉及通過(guò)從生物信號(hào)去除噪聲來(lái)精確地測(cè)量生物信號(hào)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了檢查病人的健康，已經(jīng)使用了各種醫(yī)療設(shè)備，并且當(dāng)前正在開(kāi)發(fā)更多的醫(yī)療設(shè)備。各種醫(yī)療設(shè)備可用于測(cè)量病人的電生物信號(hào)，諸如心電圖信號(hào)、腦電信號(hào)、肌電信號(hào)等。近來(lái)，由于用于測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備為病人提供方便并且快速提供檢查結(jié)果，用于測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備已經(jīng)得到更多的關(guān)注。然而，各種因素可造成影響生物信號(hào)的測(cè)量的噪聲。噪聲會(huì)破壞生物信號(hào)，并且阻止精確的讀取被檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
在一總體方面，提供了一種生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，包括至少一個(gè)接口，通過(guò)與受檢者的皮膚進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)；至少一個(gè)虛擬接口，通過(guò)所述至少一個(gè)虛擬接口檢測(cè)與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；噪聲提取單元，從生物信號(hào)和虛擬信號(hào)提取與噪聲成比例的信號(hào)，所述噪聲由于所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生；生物信號(hào)提取單元，使用提取的信號(hào)從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除所述噪聲。所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口可被放置在彼此的預(yù)定距離之內(nèi)。所述至少一個(gè)接口可包括布置在基底上的多個(gè)單元電極，所述至少一個(gè)虛擬接口可包括以這樣的方式布置在所述多個(gè)單元電極之間的多個(gè)單元虛擬電極所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口被彼此接近地放置。噪聲提取單元可利用所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口的電特性的波動(dòng)之間的相似性來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，所述相似性由于所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口被彼此接近地放置而弓I起。所述至少一個(gè)虛擬接口的電極可由與所述至少一個(gè)接口的電極的材料不同的材料形成，從而使所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性。所述至少一個(gè)接口可包括第一電極和第二電極，所述至少一個(gè)虛擬接口包括第一虛擬電極和第二虛擬電極，噪聲提取單元通過(guò)以下方式來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào) 測(cè)量第一電極與第一虛擬電極之間的電壓，測(cè)量第二電極與第二虛擬電極之間的電壓，計(jì)算測(cè)量的電壓之間的差。所述至少一個(gè)虛擬接口可具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性，這是由于所述至少一個(gè)虛擬接口有絕緣層形成于其中以減小從受檢者的皮膚流向所述至少一個(gè)虛擬接口的電流，所述絕緣層位于所述至少一個(gè)虛擬接口接觸受檢者的皮膚的部分。
所述至少一個(gè)接口可包括第一電極和第二電極，所述至少一個(gè)虛擬接口可包括第一虛擬電極和第二虛擬電極，噪聲提取單元可通過(guò)測(cè)量第一虛擬電極和第二虛擬電極之間的電壓來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，第一虛擬電極和第二虛擬電極的電壓源的電勢(shì)可大致相同。所述生物信號(hào)可以是受檢者的心電圖信號(hào)，所述噪聲可以是由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)由于受檢者的運(yùn)動(dòng)造成的外部因素而引起。在另一方面，提供了一種測(cè)量生物信號(hào)的方法，所述方法包括從接觸受檢者的皮膚的至少一個(gè)接口接收受檢者的生物信號(hào)；從至少一個(gè)虛擬接口接收與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；使用生物信號(hào)和虛擬信號(hào)從生物信號(hào)去除由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口可被放置在彼此的預(yù)定距離之內(nèi)。去除噪聲的步驟可包括從生物信號(hào)和虛擬信號(hào)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)， 所述噪聲由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生；使用提取的信號(hào)從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除噪聲。在提取與所述噪聲成比例的信號(hào)的步驟中，可利用所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口的電特性的波動(dòng)之間的相似性來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，所述相似性由于所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口被彼此接近地放置而弓I起。所述生物信號(hào)可以是受檢者的心電圖信號(hào)，所述噪聲可以是由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)由于受檢者的運(yùn)動(dòng)造成的外部因素而引起。在另一方面，提供了一種包括用于使處理器執(zhí)行測(cè)量生物信號(hào)的方法的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括從接觸受檢者的皮膚的至少一個(gè)接口接收受檢者的生物信號(hào)；從至少一個(gè)虛擬接口接收與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；使用生物信號(hào)和虛擬信號(hào)從生物信號(hào)去除由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。在另一方面，提供了一種檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)和用于去除生物信號(hào)的噪聲的信號(hào)的接口裝置，所述接口裝置包括至少一個(gè)接口，通過(guò)與受檢者的皮膚進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)；至少一個(gè)虛擬接口，通過(guò)所述至少一個(gè)虛擬接口檢測(cè)與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性。在另一方面，提供了一種從測(cè)量的生物信號(hào)提取噪聲的裝置，所述裝置包括噪聲提取單元，基于測(cè)量的生物信號(hào)和測(cè)量的虛擬生物信號(hào)從測(cè)量的生物信號(hào)提取噪聲信號(hào)； 生物信號(hào)提取單元，使用提取的噪聲信號(hào)從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除噪聲。所述噪聲信號(hào)可由測(cè)量生物信號(hào)的接口和測(cè)量虛擬信號(hào)的接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生?？墒褂玫谝唤涌跍y(cè)量生物信號(hào)，可使用第二接口測(cè)量虛擬信號(hào)，第一接口和第二接口可具有不同的電特性。第一接口和第二接口可在受檢者的身體上位于彼此的預(yù)定距離之內(nèi)。不同的電特性可由于第一接口包括第一材料而第二接口包括與第一材料不同的第二材料而產(chǎn)生。第一材料可包括涂覆有氯化銀的銀基底，第二材料可包括金。第一接口和第二接口可由相同的材料形成，不同的電特性可由于第二接口包括所述第二接口與受檢者身體的皮膚之間的絕緣層而產(chǎn)生。在另一方面，提供了一種在檢測(cè)生物信號(hào)中使用的裝置，包括第一電極，并具有第一電特性；第二電極，與第一電極間隔第一距離，并具有與第一電特性不同的第二電特性；第三電極，具有第三電特性，并與第一電極間隔第二距離，第二距離大于第一距離；第四電極，具有與第三電特性不同的第四電特性，并與第三電極間隔第三距離，第三距離小于
第二距離。第一距離和第三距離可基本相等。第一電特性和第三電特性可基本相同。第二電特性和第二電特性可基本相同。 第一電極可包括第一金屬，第二電極可包括與第一金屬不同的第二金屬。第一電極還可包括第一金屬上的涂層。第一金屬可以是銀(Ag)，涂層可以是氯化銀(AgCl)。第二金屬可以是金(Au)。第一電極和第二電極可包括金屬。第二電極還可包括絕緣材料。第一電極和第二電極可包括金屬上的涂層。金屬可以是銀(Ag)，涂層可以是氯化銀(AgCl)。絕緣材料可以是橡膠。第一電極、第二電極、第三電極和第四電極可形成一單元，所述裝置可包括兩個(gè)或更多個(gè)所述單元。第一電極、第二電極、第三電極和第四電極可以以直線(xiàn)樣式被布置。第一電極、第二電極、第三電極和第四電極可以以曲線(xiàn)樣式被布置。曲線(xiàn)樣式可以是圓形樣式。在另一方面，提供了一種生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，包括至少一個(gè)接口，通過(guò)與受檢者的皮膚進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)；至少一個(gè)虛擬接口，通過(guò)所述至少一個(gè)虛擬接口檢測(cè)與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；電路，基于生物信號(hào)和虛擬信號(hào)，從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除由于所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。通過(guò)以下的詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求，其他的特征和方面會(huì)是清楚的。


圖1是示出生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備的示例的示圖。圖2是示出圖1中所示的接口的等效電路的示例的示圖。圖3是示出心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的示例的示圖。圖4是示出圖3中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的格狀電極基底的示例的示圖。圖5是示出圖4中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的格狀電極基底的剖視圖的示例的示圖。圖6是示出圖3中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的圓形電極基底的示例的示圖。圖7是示出圖6中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的圓形電極基底的剖視圖的示例的示圖。圖8是示出心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的另一示例的示圖。圖9是示出圖8中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的格狀電極基底的示例的示圖。圖10是示出圖9中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的格狀電極基底的剖視圖的示例的示圖。圖11是示出圖8中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的圓形電極基底的示例的示圖。圖12是示出圖11中所示的心電圖信號(hào)測(cè)量設(shè)備的圓形電極基底的剖視圖的示例的示圖。圖13是示出用于測(cè)量生物信號(hào)的方法的示例的流程圖。
具體實(shí)施例方式提供以下詳細(xì)描述以幫助讀者獲得這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面理解。因此，這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的各種改變、修改和等同物將被提出給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。此外，為了增加清晰性和簡(jiǎn)明性，可能省略已知功能和結(jié)構(gòu)的描述。在各種示例中，為了幫助檢查者(諸如醫(yī)生)識(shí)別受檢者的生物信號(hào)，除了用于測(cè)量受檢者的生物信號(hào)的配置之外，可添加顯示器或一張紙。圖1示出生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備的示例。參照?qǐng)D1，生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10包括接口 A 111、接口 Ad 112、接口 B 113、接口 Bd 114、噪聲提取單元12和生物信號(hào)提取單元13。圖1中所示的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10是個(gè)示例，可基于圖1中所示的元件以各種方式修改生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10。例如，盡管圖1中示出了四個(gè)接口(接口 A 111、接口 Ad 112、接口 B 113和接口 Bd 114)，但是生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備 10可包括各種數(shù)量的接口。接口 A 111和接口 B 113可通過(guò)接觸受檢者20的皮膚，通過(guò)與受檢者20進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者20的生物信號(hào)。作為示例，可基于如下原理來(lái)測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)在受檢者20的皮膚的不同部分之間存在不同的電勢(shì)。例如，可通過(guò)一對(duì)接口(諸如接口 A 111和接口 B 113)之間的電勢(shì)差(即，電壓)來(lái)測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)。還應(yīng)該理解，可通過(guò)受檢者20的一部分皮膚處的電勢(shì)來(lái)測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)，或者可通過(guò)受檢者20的多個(gè)部分的皮膚處的多個(gè)接口來(lái)檢測(cè)值的組合。盡管接口 A 111和接口 B 113以及接口 Ad 112和接口 Bd 114被示出為電連接到噪聲提取單元12，但是還應(yīng)該理解，接口 A 111、接口 Ad 112、接口 B 113和接口 Bd 114中的一個(gè)或多個(gè)可將測(cè)量生物信號(hào)的結(jié)果無(wú)線(xiàn)發(fā)送到噪聲提取單元12。為了接口 A 111、接口 Ad 112、接口 B 113和接口 Bd 114與噪聲提取單元12之間的無(wú)線(xiàn)通信，接口 A 111、接口 Ad 112、接口 B 113和接口 Bd 114與噪聲提取單元12可包括執(zhí)行無(wú)線(xiàn)通信的單元。在這種情況下，接口 A 111、接口 Ad 112、接口 B 113和接口 Bd 114可以是與噪聲提取單元12 分開(kāi)的裝置。圖2示出圖1中所示的接口的等效電路的示例。
參照?qǐng)D1和圖2，接口 A 111和接口 B 113表示這樣的元件直接接觸受檢者20的皮膚以與受檢者20的皮膚進(jìn)行電接口連接，從而測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)。接口 A 111 和接口 B 113可建模為如圖2中所示的電阻器-電容器(RC)電路。例如，接口 A 111和接口 B 113可以是濕式電極，所述濕式電極由固體導(dǎo)電材料形成并且涂覆有含有電解質(zhì)的凝膠(electrolyte-containing gel)。在該示例中，電極可通過(guò)凝膠接觸受檢者20的皮膚。作為另一示例，接口 A 111和接口 B 113可以是干式電極， 所述干式電極由固體導(dǎo)電材料形成并且直接接觸受檢者20的皮膚。受檢者20的皮膚通常是優(yōu)良的絕緣體，它保護(hù)活體免受外部電脈沖。為了減小受檢者20的皮膚的電阻，包括固體式電極的濕式電極可涂覆有諸如包括氯、生物離子等的含有電解質(zhì)的凝膠的物質(zhì)。以下， 參照?qǐng)D2的等效電路描述使用濕式電極形成的接口 A 111和接口 B 113的示例。參照?qǐng)D2，接口可包括電阻器Rg、電壓源Ve、電容器Ce和電阻器Re。電阻器Rg表示濕式電極的電解質(zhì)的電阻，電壓源Ve表示在電極的兩端之間施加的電勢(shì)，電容器Ce表示電極和電解質(zhì)之間的邊界表面上的電荷雙層中的電容，電阻器Re表示在電荷雙層中發(fā)生的漏電阻。在各種方面中，電荷雙層可形成在電極和電解質(zhì)之間的邊界表面上，并且電極的運(yùn)動(dòng)可改變電極和電解質(zhì)之間的邊界表面上的電荷分布。電極的運(yùn)動(dòng)的變化可改變電極檢測(cè)到的電勢(shì)。接口 A 111和接口 B 113可以以不同的方式運(yùn)動(dòng)。因此，使用接口 A 111和接口 B 113的電極檢測(cè)的電勢(shì)可以以彼此不同的方式改變，并且這種改變會(huì)在接口 A 111 和接口 B 113之間的電壓中引起波動(dòng)(S卩，噪聲)。由接口 A 111和接口 B 113的電特性的波動(dòng)產(chǎn)生的噪聲被稱(chēng)為(使用接口 A 111和接口 B 113檢測(cè)的)生物信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影。除了如上述的因素之外，可由于各種因素產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影。作為示例，如果受檢者20的皮膚被拉動(dòng)，則可產(chǎn)生5-10mV的運(yùn)動(dòng)偽影。這種運(yùn)動(dòng)偽影會(huì)在從佩戴接口的受檢者檢測(cè)的生物信號(hào)中引起噪聲。如上所述的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)可以是與通過(guò)接口 A 111和接口 B 113檢測(cè)的生物信號(hào)的頻段相似的頻段的低頻信號(hào)。因此，可能難以使用普通的低通濾波器或高通濾波器去除由運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生的噪聲。如圖1中所示，為了去除可能如上所述產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，虛擬接口 Ad 112和Bd 114可用于檢測(cè)與通過(guò)接口 A 111和接口 B 113檢測(cè)的受檢者20的生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)。虛擬接口 Ad 112和Bd 114可通過(guò)具有與接口 A 111和接口 B 113的接口連接的電特性不同的電特性的接口連接來(lái)檢測(cè)虛擬信號(hào)。為了去除受檢者20的生物信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影，可使用通過(guò)虛擬接口 Ad 112和Bd 114檢測(cè)的虛擬信號(hào)跟蹤生物信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。在該示例中，如果接口 Ad 112和Bd 114的電特性由于例如受檢者20的運(yùn)動(dòng)而改變，則通過(guò)接口 Ad 112和Bd 114檢測(cè)的虛擬信號(hào)的變化方面可以與通過(guò)接口 A 111和接口 B 113檢測(cè)的信號(hào)的變化方面相似。例如，接口 A 111和虛擬接口 Ad 112彼此可布置在彼此之間的這樣的距離之內(nèi)，所述距離使外部噪聲波動(dòng)因素幾乎同時(shí)被輸入到接口 A 111和虛擬接口 Ad 112 二者。作為示例，所述距離可以是0. 5mm、0. 75mm、1mm、1. 5mm、2mm等。換句話(huà)說(shuō)，所述距離可以在0. Imm至IOmm的范圍內(nèi)。接口 B 113和虛擬接口 Bd 114也可布置在這樣的距離內(nèi)，所述距離使外部噪聲波動(dòng)因素幾乎同時(shí)被輸入到接口 B 113和虛擬接口 Bd 114 二者。相反，接口 A 111和接口 B 113 可間隔一定距離，以檢測(cè)受檢者20的生物信號(hào)。
例如，如果接口 A 111和虛擬接口 Ad 112彼此接近地附著到受檢者20的皮膚，則接口 A 111和虛擬接口 Ad 112的電極的運(yùn)動(dòng)可能大致相同。其結(jié)果是，由于外部因素(諸如受檢者20的運(yùn)動(dòng))引起的接口 A 111的電特性的波動(dòng)可能與虛擬接口 Ad 112的電特性的波動(dòng)相似。在該示例中，虛擬接口 Adll2的等效電路的電壓源的波動(dòng)與接口 A 111的等效電路的電壓源的波動(dòng)在大小上可不同，但是二者可成比例。相同地，虛擬接口 Bd 114的等效電路的電壓源的波動(dòng)與接口 B 113的等效電路的電壓源的波動(dòng)在大小上可不同，但是二者可成比例。接口和虛擬接口彼此越接近，上述成比例的效果越顯著。噪聲提取單元12可使用接口 A 111的電特性的波動(dòng)和虛擬接口 Ad 112的電特性的波動(dòng)之間的相似性以及接口 B 113的電特性的波動(dòng)和虛擬接口 Bdll4的電特性的波動(dòng)之間的相似性，來(lái)從通過(guò)接口 A 111和接口 B 113以及虛擬接口 Ad 112和Bd 114檢測(cè)的信號(hào)中提取與受檢者20的生物信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)成比例的噪聲信號(hào)。例如，噪聲提取單元12可使用接口 A 111的電壓源的電壓的波動(dòng)和虛擬接口 Ad 112的電壓源的電壓的波動(dòng)之間的相似性，以及接口 B 113的電壓源的電壓的波動(dòng)和虛擬接口 Bd 114的電壓源的電壓的波動(dòng)之間的相似性，來(lái)從通過(guò)接口 A 111和接口 B 113以及虛擬接口 Ad 112和Bd 114檢測(cè)的信號(hào)中提取與受檢者20的生物信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)成比例的噪聲信號(hào)。通過(guò)接口 A 111、接口 B 113、接口 Ad 112和接口 Bd 114檢測(cè)的信號(hào)的大小比較小。因此，可以放大所述信號(hào)以便進(jìn)行處理。例如，噪聲提取單元12可包括放大器，用于放大通過(guò)接口 A 111、接口 B 113、接口 Ad 112和接口 Bd 114檢測(cè)的信號(hào)；模擬數(shù)字(A/D) 轉(zhuǎn)換器，用于將放大的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；計(jì)算器，用于計(jì)算數(shù)字信號(hào)。生物信號(hào)提取單元13可使用通過(guò)噪聲提取單元12提取的噪聲信號(hào)，通過(guò)從通過(guò)接口 A 111和接口 B 113檢測(cè)的生物信號(hào)去除運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)，來(lái)檢測(cè)受檢者20的實(shí)際生物信號(hào)。例如，通過(guò)噪聲提取單元12提取的噪聲信號(hào)可與運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)成比例，因此可使用通過(guò)噪聲提取單元12提取的噪聲信號(hào)來(lái)去除生物信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。生物信號(hào)提取單元13可包括自適應(yīng)濾波器。自適應(yīng)濾波器可以是能夠基于通過(guò)該自適應(yīng)濾波器反饋的值調(diào)整濾波器系數(shù)的數(shù)字濾波器。例如，生物信號(hào)提取單元13可基于通過(guò)噪聲提取單元12 提取的噪聲信號(hào)來(lái)調(diào)整濾波器系數(shù)，并使用調(diào)整的濾波器系數(shù)來(lái)對(duì)與接口 A 111和接口 B 113之間的電壓的波形相應(yīng)的生物信號(hào)進(jìn)行濾波，以從該生物信號(hào)去除運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。噪聲提取單元12和生物信號(hào)提取單元13可以是包括以上電子元件或其他電子元件的電子電路。電子元件可以不根據(jù)噪聲提取單元12和生物信號(hào)提取單元13來(lái)分類(lèi)，這是因?yàn)檫@些電子元件表示用于對(duì)上述操作進(jìn)行分類(lèi)的功能塊。例如，噪聲提取單元12和生物信號(hào)提取單元13可以是這樣的電子電路通過(guò)使用自適應(yīng)濾波器，基于通過(guò)接口 A 111、 接口 B 113、接口 Ad 112和接口 Bd 114檢測(cè)的信號(hào)，從通過(guò)接口 A 111和接口 B 113檢測(cè)的生物信號(hào)去除運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。在該示例中，自適應(yīng)濾波器可執(zhí)行檢測(cè)運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)和受檢者20的實(shí)際生物信號(hào)的操作?？墒褂脙蓚€(gè)接口 A 111和B 113之間檢測(cè)的電壓的波形來(lái)測(cè)量的生物信號(hào)的示例是心電圖(ECG)信號(hào)。例如，隨著受檢者20的心臟反復(fù)跳動(dòng)，受檢者20的不同部分的皮膚之間的電勢(shì)差可改變。示出如上所述的心臟的電活動(dòng)的曲線(xiàn)圖被稱(chēng)為ECG信號(hào)。作為另一示例，圖1中所示的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10不僅可應(yīng)用于ECG信號(hào)，還可應(yīng)用于可從受檢者20的身體電檢測(cè)的其他生物信號(hào)，諸如腦電信號(hào)、肌電信號(hào)等?？苫谠谑軝z者20的心臟和不同部分的皮膚之間存在不同電勢(shì)差的特性來(lái)測(cè)量 ECG信號(hào)。通常，可通過(guò)將一對(duì)電極附著到受檢者20的兩部分的皮膚并在一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量電極之間電勢(shì)差來(lái)檢測(cè)ECG信號(hào)。測(cè)量的兩個(gè)電極之間的電勢(shì)差可顯示為隨著時(shí)間反復(fù)上升和下降的波形信號(hào)，并且該ECG信號(hào)可在例如屏幕或一頁(yè)紙上被顯示和/或記錄為波形。附著到受檢者20的兩部分的皮膚的一對(duì)電極是用于測(cè)量一個(gè)ECG信號(hào)的單元，并且所述電極可被稱(chēng)為導(dǎo)聯(lián)(lead)。通常，使用任意各種數(shù)量的導(dǎo)聯(lián)來(lái)測(cè)量ECG信號(hào)，并且可通過(guò)導(dǎo)聯(lián)以不同角度分別觀(guān)察受檢者20的心臟。例如，ECG信號(hào)可基于導(dǎo)聯(lián)的數(shù)量被分類(lèi)為3-導(dǎo)聯(lián)、5-導(dǎo)聯(lián)、12-導(dǎo)聯(lián)等。為了方便，這里描述的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備包括兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)， 然而，應(yīng)該理解，生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10還可以測(cè)量另外數(shù)量的導(dǎo)聯(lián)，例如，3-導(dǎo)聯(lián)、5-導(dǎo)聯(lián)或12-導(dǎo)聯(lián)ECG信號(hào)。圖3示出ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備的示例。ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備是圖1中所示的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10的示例。因此，已經(jīng)參照?qǐng)D1中所示的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10描述的說(shuō)明在此可被省略，但所述說(shuō)明也適用于圖3中所示的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備30。參照?qǐng)D3，ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備包括電極A 311和電極B 313，通過(guò)使用氯化銀 (AgCl)涂覆由銀(Ag)形成的平坦基底形成電極A 311和電極B 313，并且電極A 311和電極B 313被稱(chēng)為Ag/AgCl電極。在圖3的示例中，由與電極A 311和電極B 313的材料不同的材料形成虛擬電極Ad 312和Bd 314，從而虛擬電極Ad 312和Bd 314具有與電極A 311 和電極B 313的電特性不同的電特性。例如，虛擬電極Ad 312和Bd 314可以由金(Au)形成的平坦基底來(lái)形成。在該示例中，電極A 311的輸出端p2和電極B 313的輸出端q2之間的電壓可以如以下等式1中所示來(lái)計(jì)算。在等式1中，Vecg_pl表示在電極A 311的輸入端pi處的電勢(shì)，Vel表示電極A 311的輸入端pi和輸出端p2之間的電壓。此外，在等式1中，Vecg_ql 表示在電極B 313的輸入端ql處的電勢(shì)，Ve2表示電極B 313的輸入端ql和輸出端q2之間的電壓。對(duì)于濕式電極，因?yàn)楹须娊赓|(zhì)的凝膠被插入到受檢者20的皮膚和電極之間， 所以可考慮到受檢者20的皮膚、凝膠和電極之間的接口連接來(lái)確定Vel和Ve2，這也可適用于以下等式。參照等式1，Vecg_pl-Vecg_ql表示純ECG信號(hào)，Vnoise表示包括在使用電極A 311和電極B 313檢測(cè)的ECG信號(hào)中的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。[等式1]Vp2-q2 = (Vecg_pl+Vel)-(Vecg_ql+Ve2)= (Vecg_pl-Vecg_ql) + (Vel-Ve2)= Vecg+Vnoise電極A 311的輸出端p2和虛擬電極Ad 312的輸出端s2之間的電壓可以如等式 2所示來(lái)計(jì)算。在等式2中，VeCg_sl表示在虛擬電極Ad 312的輸入端si處的電勢(shì)，Veld 表示虛擬電極Ad 312的輸入端si和輸出端s2之間的電壓。例如，因?yàn)殡姌OA 311和虛擬電極Ad 312被彼此接近地放置，所以電極A 311的輸入端pi處的Vecg_pl和虛擬電極Ad 312的輸入端si處的VeCg_sl可能大致相同。因此，參照等式2，因?yàn)閂eCg_pl-VeCg_sl被認(rèn)為等于零，所以Vp2_s2可與Vel-Veld相同。[等式2]Vp2-s2 = (Vecg_pl+Vel)-(Vecg_sl+Veld)= (Vecg_pl-Vecg_sl) +(Vel-Veld)= Vel-Veld電極B 313的輸出端q2和虛擬電極Bd 314的輸出端t2之間的電壓可以如等式 3所示來(lái)計(jì)算。在等式3中，Vecg_ql表示在電極B 313的輸入端ql處的電勢(shì)，Ve2表示電極B 313的輸入端ql和輸出端q2之間的電壓。此外，在等式3中，Vecg_tl表示在虛擬電極Bd 314的輸入端tl處的電勢(shì)，Ve2d表示虛擬電極Bd 314的輸入端tl和輸出端t2之間的電壓。因?yàn)殡姌OB 313和虛擬電極Bd 314被彼此接近地放置，所以電極B 313的輸入端ql處的Vecg_ql和虛擬電極Bd 314的輸入端tl處的Vecg_tl可能大致相同。參照等式2，因?yàn)閂ecg_ql_Vecg_tl被認(rèn)為等于零，所以Vq2_t2可與Ve2_Ve2d相同。[等式3]Vq2-t2 = (Ve c g_q1+Ve 2)-(Ve c g_t1+Ve 2 d)= (Ve c g_q 1 -Ve c g_t 1) + (Ve 2-Ve 2 d)= Ve2-Ve2d在該示例中，V (p2-s2) - (q2-t2)是通過(guò)從等式2的Vp2_s2減去等式3的Vq2_t2 獲得的值，并且可以如等式4所示來(lái)計(jì)算。在等式4中，a為比例常數(shù)。因?yàn)殡姌OA 311和虛擬電極Ad 312被彼此接近地放置，所以虛擬電極Ad 312的等效電路的電壓源的波動(dòng)可與電極A 311的等效電路的電壓源的波動(dòng)大致相同。因此，Veld可等于b*Vel。此外，虛擬電極Bd 314的等效電路的電壓源的波動(dòng)可與電極B 313的等效電路的電壓源的波動(dòng)大致相同。因此，Ve2d可等于b*Ve2。在該示例中，b表示比例常數(shù)并且a = l_b。參照以下的等式4，(V(p2-s2)-(q2-t2))與包括在檢測(cè)的生物信號(hào)中的Vnoise成比例。[等式4]V(p2-s2)-(q2-t2) = (Vel-Veld) - (Ve2-Ve2d)= (Vel-Ve2)-(Veld-Ve2d)= a氺(Vel_Ve2) = a氺 Vnoise噪聲提取單元32可提取與包括在通過(guò)電極A 311和電極B 313檢測(cè)的ECG信號(hào)中的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)成比例的信號(hào)。例如，噪聲提取單元32可測(cè)量電極A 311的輸出端p2 和虛擬電極Ad 312的輸出端s2之間的電壓Vp2_s2，并可測(cè)量電極B 313的輸出端q2和虛擬電極Bd 314的輸出端t2之間的電壓Vq2_t2，并且可計(jì)算測(cè)量的電壓之間的差。為了將電極A 311和虛擬電極Ad 312放置為彼此足夠接近，以使由于外部因素引起的電極A 311的電特性的波動(dòng)方面與虛擬電極Ad 312的電特性的波動(dòng)方面變得相似，電極A 311和虛擬電極Ad 312的大小可以相當(dāng)小。這里進(jìn)一步描述的是一個(gè)電極和一個(gè)虛擬電極被分別劃分為多個(gè)單元電極和多個(gè)單元虛擬電極的各種示例。此外描述的是如下各種示例單元虛擬電極交替地布置在單元電極之間，從而電極A 311和虛擬電極Ad 312被彼此接近地放置，并且使得可測(cè)量足夠的電流量以精確地測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)。圖4示出圖3中所示的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備的格狀電極基底的示例。
圖4示出圖3中所示的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備30的電極A 311和虛擬電極Ad 312的布置。參照?qǐng)D4，與電極A 311相應(yīng)的多個(gè)單元電極以格狀結(jié)構(gòu)布置在可由絕緣材料形成的基底上，與虛擬電極Ad 312相應(yīng)的多個(gè)單元虛擬電極以格狀結(jié)構(gòu)布置在單元電極之間。以格狀結(jié)構(gòu)布置的單元電極連接到與電極A 311的輸出端相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)p2。因此，通過(guò)單元電極檢測(cè)的電流由節(jié)點(diǎn)P2收集。相同地，以格狀結(jié)構(gòu)布置的單元虛擬電極連接到與虛擬電極 Ad 312的輸出端相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)s2。因此，通過(guò)單元虛擬電極檢測(cè)的電流由節(jié)點(diǎn)s2收集。通過(guò)使用格狀結(jié)構(gòu)布置，電極A 311和虛擬電極Ad 312可被彼此接近地放置，并且可檢測(cè)到用于精確地測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)的足夠的電流量。圖5示出圖4中所示的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備30的格狀電極基底的剖視圖的示例。參照?qǐng)D5，沿線(xiàn)AA’切開(kāi)圖4的電極基底。在圖5中，由實(shí)斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)P2的單元電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)，由虛斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)s2的單元虛擬電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)。含有電解質(zhì)的凝膠可附著于單元電極和單元虛擬電極的每一個(gè)的表面。圖6示出圖3中所示的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備30的圓形電極基底的示例。圖6示出作為圖3中所示的電極A 311和虛擬電極Ad 312的布置的另一示例的電極A 311和虛擬電極Ad 312的布置。參照?qǐng)D6，與電極A 311相應(yīng)的多個(gè)單元電極以圓形結(jié)構(gòu)布置在可由絕緣材料形成的基底上，與虛擬電極Ad 312相應(yīng)的多個(gè)單元虛擬電極以圓形結(jié)構(gòu)布置在單元電極之間。以圓形結(jié)構(gòu)布置的單元電極連接到與電極A 311的輸出端相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)p2。因此，通過(guò)單元電極檢測(cè)的電流可由節(jié)點(diǎn)P2收集。相同地，以圓形結(jié)構(gòu)布置的單元虛擬電極連接到與虛擬電極Ad 312的輸出端相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)s2。因此，通過(guò)單元虛擬電極檢測(cè)的電流可由節(jié)點(diǎn) s2收集。在圓形結(jié)構(gòu)中，電極A 311和虛擬電極Ad 312可被彼此接近地放置，并且可檢測(cè)到用于精確地測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)的足夠的電流量。圖7示出圖6中所示的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備的圓形電極基底的剖視圖的示例。參照?qǐng)D7，沿線(xiàn)AA’切開(kāi)圖6的電極基底。在圖7中，由實(shí)斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)P2的單元電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)，由虛斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)s2的單元虛擬電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)。含有電解質(zhì)的凝膠可附著于單元電極和單元虛擬電極的每一個(gè)的表面。如圖7中所示，可在布置有單元電極和單元虛擬電極的基底上形成絕緣片。在該示例中，絕緣片的使用可阻止外部電流被提供給電極，并且可獲得受檢者20的生物信號(hào)的更精確的測(cè)量。圖8示出ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備的另一示例。圖8中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備80是在圖1中示出的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10的另一示例。因此，已經(jīng)參照?qǐng)D1中示出的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10描述過(guò)的說(shuō)明在此可被省略，但是這些說(shuō)明也可應(yīng)用于圖8中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備80。在該示例中，電極A 811和虛擬電極Ad 812由相同的材料形成(例如，Ag/AgCl)。 電極B 813和虛擬電極Bd 814同樣由相同的材料形成。根據(jù)圖8的示例，為了使虛擬電極Ad 812和Bd 814具有與電極A 811和B 813的電特性不同的電特性，可在虛擬電極Ad 812和Bd 814中的接觸受檢者20的皮膚的部分形成絕緣層，以阻擋從受檢者20的皮膚流向虛擬電極Ad 812和Bd 814的電流。例如，接觸受檢者20的皮膚的虛擬電極Ad 812和Bd 814的輸入端可包覆有絕緣材料(例如，橡膠)。通過(guò)將絕緣層包含在虛擬電極Ad 812 和Bd 814中，可防止來(lái)自受檢者20的皮膚的電流影響虛擬電極Ad 812和Bd814。在圖8 的示例中，外部偏壓源連接到虛擬電極812的輸入端以將預(yù)定電壓施加到虛擬電極Ad 812 禾口 Bd 814。例如，可如以下的等式5所示來(lái)計(jì)算電極A 811的輸出端p2與電極B 813的輸出端q2之間的電壓。在該示例中，Vecg_pl表示在電極A 811的輸入端pi處的電勢(shì)，Vel表示電極A 811的輸入端pi和輸出端p2之間的電壓。同樣地，Vecg_ql表示在電極B 813的輸入端ql處的電勢(shì)，Ve2表示電極B 813的輸入端ql和輸出端q2之間的電壓。參照等式 5, Vecg_pl-Vecg_ql是純ECG信號(hào)，Vnoise表示包含在由電極A 811和電極B 813檢測(cè)到的ECG信號(hào)中的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。[等式5]Vp2-q2 = (Vecg_pl+Vel)-(Vecg_ql+Ve2)= (Vecg_pl-Vecg_ql) + (Vel-Ve2)= Vecg+Vnoise可如以下的等式6所示來(lái)計(jì)算相應(yīng)于電極A 811的虛擬電極Ad 812的輸出端s2 與相應(yīng)于電極B 813的虛擬電極Bd 814的輸出端t2之間的電壓。在等式6中，Vbiasl表示在虛擬電極Ad 812的輸入端si處的電勢(shì)，Veld表示虛擬電極Ad 812的輸入端si和輸出端s2之間的電壓。同樣地，Vbias2表示在虛擬電極Bd 814的輸入端tl處的電勢(shì)，Ve2d 表示虛擬電極Bd 814的輸入端tl和輸出端t2之間的電壓。Vbiasl和Vbias2與外部偏壓源的電勢(shì)相應(yīng)。在該示例中，分別連接到虛擬電極Ad 812和Bd 814的外部偏壓源的電勢(shì)可根據(jù)期望被調(diào)整。當(dāng)Vbiasl和Vbias2被設(shè)置為相同時(shí)，Vs2_t2 = Veld-Ve2d。由于電極A 811和虛擬電極Ad 812被彼此接近地放置，因此虛擬電極Ad 812的等效電路的電壓源的波動(dòng)可與電極A 811的等效電路的電壓源的波動(dòng)大致相同。因此， Veld = b*Vel。同樣地，虛擬電極Bd 814的等效電路的電壓源的波動(dòng)可與電極B 813的等效電路的電壓源的波動(dòng)大致相同。因此，Ve2d = b*Ve2。在這些示例中，b表示比例常數(shù)。 參照以下的等式6，(Vs2-t2)與Vnoise成比例，Vnoise與包含在使用電極A 811和電極B 813檢測(cè)到的ECG信號(hào)中的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)相應(yīng)。[等式6]Vs2-t2 = (Vbiasl+Veld)-(Vbias2+Ve2d)= (Vbiasl-Vbias2) + (Veld-Ve2d)= Veld_Ve2d = b*(Vel_Ve2) = b*Vnoise噪聲提取單元12測(cè)量虛擬電極Ad 812的輸出端s2和虛擬電極Bd 814的輸出端 t2之間的電壓，從而提取與Vnoise成比例的信號(hào)。在該示例中，Vbiasl和Vbias2大致相同。圖9示出圖8中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備80的格狀電極基底的示例。圖9示出圖8中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備80的電極A 811和虛擬電極Ad 812的示例。在該示例中， 除了在虛擬電極Ad 812和Bd 814中形成了絕緣層之外，ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備80的格狀電極基底具有與圖4中示出的格狀電極基底相同的結(jié)構(gòu)。在該示例中，除圖4中示出的節(jié)點(diǎn)p2 和節(jié)點(diǎn)s2之外，還包括用于將預(yù)定電壓的電源提供給單元虛擬電極的節(jié)點(diǎn)Si。
圖10示出圖9中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備的格狀電極基底的剖視圖的示例。在圖10中，沿線(xiàn)AA’切開(kāi)圖9的電極基底。在圖10中，由實(shí)斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)P2的單元電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)，由虛斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)s2的單元虛擬電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)。在該示例中，含有電解質(zhì)的凝膠被附著到單元電極和單元虛擬電極的每一個(gè)的表面。與圖5中示出的格狀電極基底不同，單元虛擬電極包括絕緣單元。圖11示出圖8中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備80的圓形電極基底的示例。圖11示出圖8中示出的電極A 811和虛擬電極Ad 812的另一示例。在此示例中，除了在虛擬電極 Ad 812和Bd 814中形成了絕緣層之外，圖11的圓形電極基底具有與圖6中示出的圓形電極基底相同的結(jié)構(gòu)。在該示例中，除圖6中示出的節(jié)點(diǎn)p2和節(jié)點(diǎn)s2之外，還包括用于將預(yù)定電壓的電源提供給單元虛擬電極的節(jié)點(diǎn)si被附加包括到圖6中示出的節(jié)點(diǎn)p2和s2。圖12示出圖11中示出的ECG信號(hào)測(cè)量設(shè)備的圓形電極基底的剖視圖的示例。在圖12中，沿線(xiàn)AA’切開(kāi)圖11的電極基底。在圖12中，由實(shí)斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)P2的單元電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)，由虛斜線(xiàn)表示的導(dǎo)電部分與連接到節(jié)點(diǎn)s2的單元虛擬電極的導(dǎo)體部分相應(yīng)。在該示例中，含有電解質(zhì)的凝膠被附著到單元電極和單元虛擬電極的每一個(gè)的表面。如圖12中所示，可在布置有單元電極和單元虛擬電極的基底上形成絕緣片。與圖7中示出的圓形電極基底不同，在該示例中，單元虛擬電極包括絕緣單元。圖13示出用于測(cè)量生物信號(hào)的方法的示例。圖13中示出的方法包括在圖1中示出的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10中按時(shí)間順序處理的操作。因此，已經(jīng)參照?qǐng)D1中示出的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備10描述過(guò)的說(shuō)明在此可被省略，但是這些說(shuō)明也可應(yīng)用于圖13中示出的方法。在131，噪聲提取單元12接收受檢者20的生物信號(hào)，該生物信號(hào)經(jīng)由接觸受檢者 20的皮膚的接口 A 111和B 113被檢測(cè)。在132，噪聲提取單元12接收經(jīng)由虛擬接口 Ad 112和Bd 114檢測(cè)到的虛擬信號(hào)，虛擬接口 Ad 112和Bd 114具有與接口 A 111和B 113 的電特性不同的電特性。在133，噪聲提取單元12提取與噪聲成比例的信號(hào)，該噪聲是由于在131接收的受檢者20的生物信號(hào)和在操作132接收的虛擬信號(hào)的電特性的波動(dòng)而引起的。在134，生物信號(hào)提取單元13使用在133提取的信號(hào)來(lái)從在131檢測(cè)的生物信號(hào)中去除由于接口 A 111和接口 B 113的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲，從而更精確地檢測(cè)受檢者 20的生物信號(hào)。在這里描述的各種示例中，通過(guò)去除或減少由于外部因素產(chǎn)生的受檢者20的生物信號(hào)的噪聲，可更精確地測(cè)量受檢者20的生物信號(hào)。例如，通過(guò)去除或減少由于受檢者 20的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的受檢者20的ECG信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽影，可更精確地測(cè)量受檢者20的ECG信號(hào)。此外，如這里描述的，圖1中示出的噪聲提取單元12和生物信號(hào)提取單元13可包括放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算器、數(shù)字濾波器等及其操作順序，也就是說(shuō)，根據(jù)圖13的實(shí)施例的測(cè)量生物信號(hào)的方法可被編寫(xiě)為計(jì)算機(jī)程序，并在使用計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)。在這里描述的處理、功能、方法和/或軟件可被記錄、存儲(chǔ)或固定在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括將由計(jì)算機(jī)實(shí)施的程序指令，以使處理器執(zhí)行或運(yùn)行程序指令。所述介質(zhì)還可包括單獨(dú)的程序指令、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，或者包括程序指令、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的組合。介質(zhì)和程序指令可以是那些專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和構(gòu)造的，或者可以是對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員已知和可用的類(lèi)型。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括磁性介質(zhì)(例如，硬盤(pán)、軟盤(pán)和磁帶)、光學(xué)介質(zhì)(例如，⑶ROM盤(pán)和DVD)、磁光介質(zhì)(例如，光盤(pán))和專(zhuān)門(mén)配置用于存儲(chǔ)和執(zhí)行程序指令的硬件裝置(例如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存等)。程序指令的示例包括機(jī)器碼(例如，由編譯器產(chǎn)生)和包含可由計(jì)算機(jī)使用解釋程序執(zhí)行的更高級(jí)代碼的文件。上述的硬件裝置可被配置作為記錄、存儲(chǔ)或固定在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)軟件模塊，以執(zhí)行上述的操作和方法，反之亦然。另外，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可分布于聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)可讀代碼或程序指令可以以分布的方式被存儲(chǔ)和執(zhí)行。
以上描述了多個(gè)示例。然而，應(yīng)理解，可進(jìn)行各種修改。例如，如果上述的技術(shù)以不同的順序被執(zhí)行和/或如果上述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的部件以不同的方式被組合和/或被其他部件或它們的等同物替代或補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)果。因此，其他實(shí)現(xiàn)方式在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，包括至少一個(gè)接口，通過(guò)與受檢者的皮膚進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)；至少一個(gè)虛擬接口，通過(guò)所述至少一個(gè)虛擬接口檢測(cè)與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；噪聲提取單元，從生物信號(hào)和虛擬信號(hào)提取與噪聲成比例的信號(hào)，所述噪聲由于所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生；生物信號(hào)提取單元，使用提取的信號(hào)從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除所述噪聲。
2.如權(quán)利要求1所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口被放置在彼此的預(yù)定距離之內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)接口包括布置在基底上的多個(gè)單元電極，所述至少一個(gè)虛擬接口包括以這樣的方式布置在所述多個(gè)單元電極之間的多個(gè)單元虛擬電極所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口彼此接近地放置。
4.如權(quán)利要求2所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，噪聲提取單元利用所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口的電特性的波動(dòng)之間的相似性來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，所述相似性由于所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口彼此接近地放置而弓I起。
5.如權(quán)利要求1所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)虛擬接口的電極由與所述至少一個(gè)接口的電極的材料不同的材料形成，從而使所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性。
6.如權(quán)利要求5所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)接口包括第一電極和第二電極，所述至少一個(gè)虛擬接口包括第一虛擬電極和第二虛擬電極，噪聲提取單元通過(guò)以下方式來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)測(cè)量第一電極與第一虛擬電極之間的電壓，測(cè)量第二電極與第二虛擬電極之間的電壓，計(jì)算測(cè)量的電壓之間的差。
7.如權(quán)利要求1所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性，這是由于所述至少一個(gè)虛擬接口有絕緣層形成于其中以減小從受檢者的皮膚流向所述至少一個(gè)虛擬接口的電流，所述絕緣層位于所述至少一個(gè)虛擬接口接觸受檢者的皮膚的部分。
8.如權(quán)利要求7所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)接口包括第一電極和第二電極，所述至少一個(gè)虛擬接口包括第一虛擬電極和第二虛擬電極，噪聲提取單元通過(guò)測(cè)量第一虛擬電極和第二虛擬電極之間的電壓來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，第一虛擬電極和第二虛擬電極的電壓源的電勢(shì)相同。
9.如權(quán)利要求1所述的生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，其中，所述生物信號(hào)是受檢者的心電圖信號(hào)，所述噪聲是由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)由于受檢者的運(yùn)動(dòng)造成的外部因素而引起。
10.一種測(cè)量生物信號(hào)的方法，所述方法包括從接觸受檢者的皮膚的至少一個(gè)接口接收受檢者的生物信號(hào)；從至少一個(gè)虛擬接口接收與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；使用生物信號(hào)和虛擬信號(hào)從生物信號(hào)去除由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口被放置在彼此的預(yù)定距離之內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，去除噪聲的步驟包括從生物信號(hào)和虛擬信號(hào)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，所述噪聲由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生；使用提取的信號(hào)從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除噪聲。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，在提取與所述噪聲成比例的信號(hào)的步驟中，利用所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口的電特性的波動(dòng)之間的相似性來(lái)提取與所述噪聲成比例的信號(hào)，所述相似性由于所述至少一個(gè)接口和所述至少一個(gè)虛擬接口被彼此接近地放置而引起。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述生物信號(hào)是受檢者的心電圖信號(hào)，所述噪聲是由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)由于受檢者的運(yùn)動(dòng)造成的外部因素而引起。
15.一種包括用于使處理器執(zhí)行測(cè)量生物信號(hào)的方法的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括從接觸受檢者的皮膚的至少一個(gè)接口接收受檢者的生物信號(hào)；從至少一個(gè)虛擬接口接收與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；使用生物信號(hào)和虛擬信號(hào)從生物信號(hào)去除由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。
16.一種檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)和用于去除生物信號(hào)的噪聲的信號(hào)的接口裝置，所述接口裝置包括至少一個(gè)接口，通過(guò)與受檢者的皮膚進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)；至少一個(gè)虛擬接口，通過(guò)所述至少一個(gè)虛擬接口檢測(cè)與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性。
17.—種從測(cè)量的生物信號(hào)提取噪聲的裝置，所述裝置包括噪聲提取單元，基于測(cè)量的生物信號(hào)和測(cè)量的虛擬信號(hào)從測(cè)量的生物信號(hào)提取噪聲信號(hào)；生物信號(hào)提取單元，使用提取的噪聲信號(hào)從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除噪聲。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述噪聲信號(hào)由測(cè)量生物信號(hào)的接口和測(cè)量虛擬信號(hào)的接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，使用第一接口測(cè)量生物信號(hào)，使用第二接口測(cè)量虛擬信號(hào)，第一接口和第二接口具有不同的電特性。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，第一接口和第二接口在受檢者的身體上位于彼此的預(yù)定距離之內(nèi)。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，不同的電特性是由于第一接口包括第一材料而第二接口包括與第一材料不同的第二材料而產(chǎn)生。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，第一材料包括涂覆有氯化銀的銀基底，第二材料包括金。
23.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，第一接口和第二接口由相同的材料形成，不同的電特性是由于第二接口包括所述第二接口與受檢者身體的皮膚之間的絕緣層而產(chǎn)生。
24.一種在檢測(cè)生物信號(hào)中使用的裝置，包括第一電極，具有第一電特性；第二電極，與第一電極間隔第一距離，并具有與第一電特性不同的第二電特性；第三電極，具有第三電特性，并與第一電極間隔第二距離，第二距離大于第一距離；第四電極，具有與第三電特性不同的第四電特性，并與第三電極間隔第三距離，第三距離小于第二距離。
25.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一距離和第三距離相等。
26.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一電特性和第三電特性相同。
27.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中，第二電特性和第二電特性相同。
28.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一電極包括第一金屬，第二電極包括與第一金屬不同的第二金屬。
29.如權(quán)利要求觀(guān)所述的裝置，其中，第一電極還包括第一金屬上的涂層。
30.如權(quán)利要求四所述的裝置，其中，第一金屬是銀(Ag)，涂層是氯化銀(AgCl)。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中，第二金屬是金(Au)。
32.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一電極和第二電極包括金屬。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中，第二電極還包括絕緣材料。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中，第一電極和第二電極包括金屬上的涂層。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中，金屬是銀(Ag)，涂層是氯化銀(AgCl)。
36.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中，絕緣材料是橡膠。
37.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一電極、第二電極、第三電極和第四電極形成一單元，所述裝置包括兩個(gè)或更多個(gè)所述單元。
38.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一電極、第二電極、第三電極和第四電極以直線(xiàn)樣式被布置。
39.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，第一電極、第二電極、第三電極和第四電極以曲線(xiàn)樣式被布置。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中，曲線(xiàn)樣式是圓形樣式。
41.一種生物信號(hào)測(cè)量設(shè)備，包括至少一個(gè)接口，通過(guò)與受檢者的皮膚進(jìn)行電接口連接來(lái)檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)；至少一個(gè)虛擬接口，通過(guò)所述至少一個(gè)虛擬接口檢測(cè)與生物信號(hào)不同的虛擬信號(hào)，所述至少一個(gè)虛擬接口具有與所述至少一個(gè)接口的電特性不同的電特性；電路，基于生物信號(hào)和虛擬信號(hào)，從檢測(cè)到的生物信號(hào)去除由于所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。
全文摘要
提供了一種用于測(cè)量生物信號(hào)的方法和設(shè)備，其中，經(jīng)由接觸受檢者的皮膚的至少一個(gè)接口檢測(cè)受檢者的生物信號(hào)，經(jīng)由虛擬接口檢測(cè)虛擬信號(hào)。使用生物信號(hào)和虛擬信號(hào)從生物信號(hào)去除由所述至少一個(gè)接口的電特性的波動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。
文檔編號(hào)A61B5/04GK102283641SQ20111016303
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者金鐘八, 高秉勛 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社