CN102274010A - 一种不直接放置在人体上的人体生理信号测量装置 - Google Patents

Abstract

一种不直接放置在人体上的人体生理信号测量装置，包括两块或多块作为电极的导电材料，这些导电材料安装在其他装置上与使用者手部或者上肢有接触的位置，通过导线与信号处理电路相连，进一步与模/数转换器、处理器、按键、显示器和存储器相连，能够检测出使用者的心电信号、心率信号和呼吸信号，并能够判断检测出的信号是否为有效信号，以及能够实现这些信号有选择地存储、显示。

Description

一种不直接放置在人体上的人体生理信号测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量双手握持形态下人体生理信号的装置，属于运动医学技术领域。

背景技术

众所周知，心电信号、心率信号以及呼吸信号在测试运动效果以及运动医学中是非常重要的人体生理参数。

目前，传统的测量的室外运动人体生理参数只有心率，通过佩戴碗式测量器，测量并显示心率数值；心电信号的提取传统是通过在人体的不同部位贴放电极片进行采集的；呼吸信号传统提取方式是通过鼻管进行测量的。

但是，上述这些方式提取人体生理信号，都是直接放置在人体上，对人体有很大的束缚作用，限制了使用范围。在运动过程中，如果使用上述传统的测量方式采集人体生理信号会由于人体产生的汗液、信号采集装置位置的移动而影响测量的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上人体生理信号测量方式的缺陷，提出了安装在自行车等有双手握持部位的运动装置上的心电信号、心率信号以及呼吸信号的提取装置。

该装置包括至少两个作为电极的导体材料能够与使用者的双手或者两个上肢分别接触，这些导体之间相互绝缘，安装在自行车或其他运动健身器材的与人体接触的部位，例如自行车的车把位置。可以通过安装作为电极的导体的位置安装压力传感器、温度传感器用于判断人体是否与作为电极的导体接触，也可以不使用压力传感器而是直接根据采集到的信号进行判断，从而进一步确定该装置采集到的信号是否为人体有效的生理信号。

通过对作为电极的导体采集到的信号放大、滤波、运算处理，可以得到使用者实时的心电信号、心率信号和呼吸信号，这些信号可以有选择地或者全部通过显示器进行显示，并在这些信号出现异常是通过声、光信号做出相应提示，同时这些数据存储在该装置的存储单元内。

附图说明

本发明的进一步特征和有益效果将在以下优选的但并不是排他的，用于测量使用自行车、运动器械的人或运动医学中被测试者的心电、心率、呼吸的装置的实例中体现出来，一般来讲，并不限于以下描述的这些实施例和附图。

图1本发明所涉及装置的方框图。

具体实施方式

参考上面附图所述，本发明所涉及的用于测量使用自行车、运动器械的人或运动医学中被测试者的心电、心率、呼吸的装置主要包括安装在自行车、运动器械和运动医学所用测试器材与人体接触的部位的作为电极的导电材料，这些导电材料之间相互绝缘，连接这些导电材料的导线，导线另一端连接的信号处理电路以及用于信号显示的显示器。

作为电极的导电材料把接收到的人体电信号经过导线传输到处理电路，信号的前级预处理电路主要包括静电释放电路、限压电路、使用者身体是否与作为电极的导电材料接触检测电路以及提高输入阻抗电路，其中使用者身体是否与作为电极的导电材料接触检测电路是作用是在人体没有接触作为电极的导体材料时，产生一个与正常接触时不同的信号，为后续处理部分区分输入信号是否为有效信号提供判定依据。同时，可以通过在安装导电材料的位置安装压力传感器，根据传感器输出信号判断是否导电材料是否与使用者接触。经过预处理的信号输入到放大滤波电路模块，该部分电路主要实现的功能单元包括：信号放大部分、带通滤波器部分和陷波器部分，其中信号放大器部分主要实现输入信号的放大，带通滤波器部分主要实现滤除输入有效信号带宽以外的噪声，在通常情况下有效信号的频率范围为0.05赫兹到150赫兹，也可以根据不同需要做适当调整范围，陷波器主要功能是衰减工频干扰信号。经过放大滤波后的信号输入到模/数转换器，把模拟信号转换为数字信号，并且判断出此时导电材料是与使用者接触时，数字信号经过处理器处理可以得到使用者的心电信号、心率信号和呼吸信号，这些信号一方面可以通过显示器进行显示，另一方面在这些信号不正常的条件下实现声、光信号形式的警示。

当判断出导电材料没有与使用者接触，则对采集到的信号不做有效信号处理，并通过处理器控制显示器显示无效信号标示，同时在存储数据时做相应标示，把信号标记为无效信号。

同时可以通过该装置提供的按键，用户可以设置选择相应数据的采集、显示、存储功能的开启和关闭。

上述的信号处理过程部分可以进行前后调整。本发明允许的修改和变化都属于本发明的保护范围以内。

此外，所有的结构细节都可以被其他等同技术代替。

特别是，本发明所涉及的装置可以被用于健身器材的扶手和与人体上肢接触的部分，可以被用于自行车、摩托车、机动车辆、船、飞机和其他交通公交的方向盘和操纵杆上，可以用于座椅的扶手上以及其他物体的扶手上。

在实施本发明时，所使用的材料，可能的大小和形状，只要他们与本申请相符，可以视其需要而改变。

Claims (10)

1.一种不直接放置在人体上的人体生理信号测量装置，其特征在于，所述的装置包括两块或多块作为电极的导电材料，这些导电材料安装在其他装置的与使用者手部或者上肢有接触的位置，通过导线与信号处理电路相连，进一步与模/数转换器、处理器、按键、显示器和存储器相连。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信号处理电路包括前级预处理电路、放大滤波电路。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，经过模/数转换器转换的数据送到处理器，并进一步与外部存储器、显示器相连。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，外部存储器可以用于存储采集到的人体生理信号数据。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，前级预处理电路主要包括静电释放电路、限压电路、使用者身体是否与作为电极的导电材料接触检测电路以及提高输入阻抗电路。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，通过使用者身体是否与作为电极的导电材料接触检测电路或在安装导电材料的位置安装压力传感器用于检测导电材料是否与使用者接触。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，通过检测导电材料是否与使用者接触，判定该装置采集到的信号是否是有效信号。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，判定出该装置采集的信号为有效信号时，对信号进行处理，提取出使用者的心电信号、心率信号和呼吸信号。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，判定出该装置采集的信号为无效信号时，通过处理器控制显示器显示无效信号标示，并在存储数据时做相应标示，把信号标记为无效信号。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，使用者可以通过该装置提供的按键，用户可以设置选择相应数据的采集、显示、存储功能的开启和关闭。