本實用新型涉及一種檢測裝置，尤其是一種用于可穿戴設(shè)備的身體表面電勢檢測裝置。

背景技術(shù)：

目前可提供身體健康數(shù)據(jù)(例如：心率數(shù)據(jù))的可穿戴設(shè)備(例如，智能手表、智能手環(huán))主要為消費娛樂類電子品，作為人體生物信號監(jiān)測的裝置都是非醫(yī)療級別的，其目標(biāo)用戶主要為青年人，測量的生理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高。這些設(shè)備的測量原理大多是主要是基于PPG的光電式測量方法，在運動環(huán)境中測量的數(shù)據(jù)很不準(zhǔn)確；另外，測量檢測過程持續(xù)時間長，一般是多次采集取平均值，輸出數(shù)據(jù)的速度較慢，導(dǎo)致用戶不能及時有效地獲取得到想要的數(shù)據(jù)。

另一些測量方法是基于身體表面電勢差的測量來提供身體健康狀態(tài)數(shù)據(jù)。采用這種方法的可穿戴設(shè)備所用的檢測裝置大多在貼近皮膚表面的底殼上設(shè)置有兩個信號采集電極?？紤]到穿戴的舒適性，可穿戴設(shè)備不會緊緊地貼在身體表面，一般會有空隙和間隔，經(jīng)常出現(xiàn)采集電極與身體表面接觸不佳的情況，給準(zhǔn)確測量帶來困難。例如，針對有潛在心血管疾病的目標(biāo)用戶尚沒有可適用的醫(yī)療級別的穿戴式心率檢測裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本實用新型提供了一種身體表面電勢檢測裝置，用于可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述身體表面電勢檢測裝置包括裝置本體、固定在裝置本體上的電勢差檢測器、設(shè)置在裝置本體底面的第一信號采集端以及設(shè)置在裝置本體側(cè)面或上表面的第二信號采集端，所述第一信號采集端和第二信號采集端與所述電勢差檢測器的檢測輸入端連接，所述第一信號采集端由多個分散設(shè)置在所述裝置本體底面并串聯(lián)連接的檢測電極構(gòu)成。

優(yōu)選地，檢測電極設(shè)置在裝置本體的底面的邊緣，以便盡可能地增加檢測電極之間的距離。優(yōu)選地，檢測電極的數(shù)量為兩個、三個或四個。

優(yōu)選地，在該裝置本體的底面還設(shè)置有參考信號采集端，與電勢差檢測器的參考輸入端連接。優(yōu)選地，該參考信號采集端由多個分散設(shè)置在裝置本體底面并串聯(lián)連接的參考電極構(gòu)成。優(yōu)選地，參考電極的數(shù)量為兩個、三個或四個。優(yōu)選地，參考電極設(shè)置在裝置本體的底面的邊緣，以便盡可能地增加參考電極之間的距離。

更優(yōu)選地，檢測電極的數(shù)量為兩個，參考電極的數(shù)量為兩個，兩個檢測電極和兩個參考電極在裝置本體的底面交叉設(shè)置。

另一方面，本實用新型提供了一種可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述可穿戴設(shè)備在與身體接觸的面上包括所述身體表面電勢檢測裝置。優(yōu)選地，該穿戴設(shè)備為手表、手環(huán)或手鐲。

本實用新型提供的身體表面電勢檢測裝置，采用多個檢測電極串聯(lián)來作為第一信號采集端，能夠在檢測裝置底面未能與身體表面充分貼合的情況下，只要某個或某些檢測電極與皮膚接觸，就能有效提供輸入信號；第二信號采集端設(shè)置在檢測裝置的側(cè)面或上表面，用于與身體的另一部位接觸，由此有效地延長了測量點之間的距離。另外，通過多個電極串聯(lián)可以提高電極與皮膚的接觸面積，降低接觸阻抗，提供共模抑制比，從而獲得高信噪比。本實用新型的檢測裝置提高了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可廣泛用可穿戴設(shè)備中檢測身體電信號，為使用者提供可靠的健康數(shù)據(jù)，例如心率數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本實用新型檢測裝置與可穿戴設(shè)備的連接示意圖。

圖2為本實用新型的一種實施方案的電極設(shè)置示意圖。

圖3為本實用新型的另一種實施方案的電極設(shè)置示意圖。

圖4為本實用新型的另一種實施方案的電極設(shè)置示意圖。

圖5為本實用新型的另一種實施方案的電極設(shè)置示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。

圖1為本實用新型的身體表面電勢檢測裝置與可穿戴設(shè)備的連接示意圖。該檢測裝置包括信號采集模塊和電勢差檢測器模塊，而可穿戴設(shè)備可以提供電源模塊、處理器模塊、顯示模塊和移動終端。信號采集模塊包括第一信號采集端，其用于與使用者的第一肢體部位接觸；第二信號采集端，其用于與使用者的第二肢體部位接觸；以及可選的參考信號采集端，這三個信號采集端分別與電勢差檢測器的相應(yīng)輸入端連接。該電勢差檢測器可以為ECG傳感器，例如AD8232心率監(jiān)測傳感器或者BMD101芯片，以提供使用者的心電圖數(shù)據(jù)。處理器模塊對電勢差檢測器的輸出檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后通過顯示模塊顯示，或者通過移動終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。

本實用新型的信號采集模塊部分通過在檢測裝置的底面設(shè)置多個串聯(lián)連接的檢測電極作為第一信號采集端和在檢測裝置的側(cè)面或上表面設(shè)置第二信號采集端，有效地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能。

見圖2，在一個實施方案中，在檢測裝置100的底面設(shè)置有兩個檢測電極101，這兩個檢測電極101電連接后作為第一信號采集端。該第一信號端用于與肢體的一個部位接觸，例如手腕。同時，在檢測裝置的側(cè)面設(shè)置有第二信號采集端105，用于與肢體的另一部位接觸。在一種測量方式中，可以讓第一信號采集端與使用者的左手手腕接觸，而第二信號采集端與使用者的右手接觸，例如右手按壓第二信號采集端。由此增加了兩信號采集端在身體表面上的接觸點之間的距離，以便得到更佳的電勢差信號。兩個檢測電極101之間的距離，也盡量增大，一般設(shè)置在檢測裝置100的底面的邊緣。例如，在圖1中，在大致為正方形的檢測裝置100的底面上，兩個檢測電極101被設(shè)置在相對的兩個角部區(qū)域。這樣設(shè)置的另外好處還在于，當(dāng)檢測裝置100的底面未與手腕表面緊密貼合情況下，只要有一個側(cè)邊接觸手腕表面，就會有一個檢測電極能正常工作，明顯提高了電信號采集能力。另外，與僅采用一個檢測電極作為第一輸入端的檢測裝置相比，多個檢測電極串聯(lián)后作為第一信號采集端，通過電極組合可以提高電極與皮膚的接觸面積，降低接觸阻抗，在驅(qū)動能力固定的情況下提高回路電流，從而獲得更高質(zhì)量的采集信號。

可選地，在檢測裝置100的底面可以設(shè)置有參考電極102，作為參考信號采集端，與電勢差檢測器的參考輸入端連接，以便進(jìn)一步提高共模抑制能力，獲得高信噪比。

類似地，參考信號采集端也可以由多個串聯(lián)連接的參考電極102構(gòu)成，如圖3、圖4或圖5中所顯示的。

在圖3中，兩個檢測電極101和兩個參考電極102，相互交叉設(shè)置。這種設(shè)置方式可以保證檢測裝置100的底面僅有一側(cè)與體表接觸時，第一信號采集端和參考信號采集端都可以正常工作。

盡管不是優(yōu)選的實施方案，兩個檢測電極101和兩個參考電極102如圖3中所示設(shè)置也是可行的。但這種設(shè)置方式要求檢測裝置100的至少左側(cè)和右側(cè)之一與體表接觸，第一信號采集端和參考信號采集端才可以正常工作。

為了進(jìn)一步增加第一信號采集端和參考信號采集端正常工作的概率，可以在檢測裝置100的底面設(shè)置更多的檢測電極101和參考電極102。圖4顯示了一種這樣的實施方案，其中第一采集端由三個檢測電極101構(gòu)成，參考信號采集端由三個參考電102極構(gòu)成。三個檢測電極101和三個參考電極102在檢測裝置的底面上交叉設(shè)置。多個電極的設(shè)置一方面提高了與體表接觸的概率，同時還減小了接觸阻抗，從而提供更強(qiáng)的體表電勢差信號。

可以理解的是，設(shè)置更多的檢測電極101和參考電極102可以更好地完成體表電信號采集工作(例如在運動狀態(tài)下，或者在使用者手腕表面不平的情況下)，但是，鑒于檢測裝置100本身的大小以及生產(chǎn)成本，可以考慮設(shè)置兩個、三個或四個檢測電極101和一個、兩個、三個或四個參考電極102。

本實用新型檢測裝置的底面不限于具體的形狀，可以為圖中顯示的接近正方形，也可以為圓形，卵圓形，或者其它形狀。當(dāng)本實用新型的檢測裝置用在可穿戴設(shè)備中時，該底面通常作為可穿戴設(shè)備與身體表面接觸的底部外殼。第二采集輸入端通常設(shè)置在由底部向上延伸的側(cè)壁上，或者在可穿戴設(shè)備形狀允許情況下，設(shè)置在可穿戴設(shè)備的上表面。還可以在本實用新型檢測裝置的第二信號采集端附近設(shè)置一個接觸傳感器，用于感知第二信號采集端是否與肢體部位接觸，以便觸發(fā)信號檢測。

本實用新型的檢測裝置用在可穿戴設(shè)備(例如包括但不限于手表、手環(huán)、手鐲)中時，可穿戴設(shè)備可以將電勢差檢測器輸出的體表電信號數(shù)據(jù)發(fā)送給移動終端，用戶可以在移動終端上查看數(shù)據(jù)，移動終端還可將獲取的傳感器數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器工作站，服務(wù)器工作站又可將用戶數(shù)據(jù)傳送至醫(yī)院或醫(yī)生的PC機(jī)或移動終端，最終實現(xiàn)醫(yī)務(wù)人員對佩戴者健康數(shù)據(jù)(如心率)的采集，幫助用于用戶識別潛在的例如心血管疾病或者幫助患者監(jiān)控例如心血管疾病。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本申請中所公開的實施方案的特征進(jìn)行組合、重新排列等以產(chǎn)生本實用新型范圍內(nèi)的其它實施方案，還可以進(jìn)行各種其它的改變、省略和添加，而不脫離本實用新型的精神和范圍。