CN104958071B - 一种衣服 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种衣服，所述衣服包括沿所述衣服的横向方向延伸的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极在所述衣服被穿着时与所述衣服的穿着者的皮肤直接接触，所述第一电极和所述第二电极之间设置有非导电区以使所述第一电极和所述第二电极彼此绝缘，所述非导电区在所述衣服被穿着时与所述穿着者的心脏的位置相对应。上述衣服中，第一电极和第二电极与人体的大面积接触，可以方便且有效地采集人体的心电信号，保证了生理参数测量可靠性；同时，第一电极和第二电极与人体无固定导联，对穿着者的睡眠无干扰。总之，该衣服显著提高了用户体验。

Description

一种衣服
技术领域
本发明涉及医疗用品领域，具体地，涉及一种衣服。
背景技术
随着生活水平的日益提高，人们普遍对于自身的健康状况越来越重视。特别是一些身体存在健康问题的人，其可能希望时时监测人体的一些生理参数。例如，对于心血管疾病的患者，其可能希望时时监测心脏生理参数，诸如血压，心率等。有研究表明，大多数心脏病发作于凌晨4点左右，这与夜间血小板浓度增大导致血栓增多有关。急性心脏衰竭多发于凌晨3点左右。所以，对于心血管疾病的患者，睡眠过程中的生命体征监护是尤其重要的。
科技的发展，有力地支撑了人们的上述需求。目前，已经存在各种监测器，用于方便地采集人们的心电信号并测量人体的生理参数。但是，这些监测器通常需要其中的多个电极固定在身体的某个部位，例如胳膊或胸口等部位，以使其与身体保持持续接触。人们睡觉时，通常穿着睡衣。现有的睡衣对人体进行了遮蔽，不仅未能对上述监测器的信号采集产生任何帮助，反而对其造成了很大干扰。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种衣服。该衣服包括沿该衣服的横向方向延伸的第一电极和第二电极。该第一电极和该第二电极在该衣服被穿着时与该衣服的穿着者的皮肤直接接触。该第一电极和该第二电极之间设置有非导电区以使该第一电极和该第二电极彼此绝缘，该第一电极和该第二电极构成一个电容，二者容性耦合体表的心电电位；该非导电区在该衣服被穿着时与该穿着者的心脏的位置相对应，该第一电极和该第二电极在衣服被穿着时分别位于穿着者心脏的上、下两端。
根据本发明一个实施例，该第一电极和该第二电极呈带状。
根据本发明一个实施例，该第一电极和该第二电极的宽度是7厘米至13厘米。
根据本发明一个实施例，该非导电区的宽度是12厘米至18厘米。
根据本发明一个实施例，该第一电极的至少一部分和该第二电极的至少一部分设置在该衣服的后襟上。
根据本发明一个实施例，该第一电极和该第二电极沿该衣服的横向方向贯穿该衣服的整个后襟。
根据本发明一个实施例，该第一电极和该第二电极沿该衣服的横向方向贯穿该衣服的后襟并延伸至该衣服的前襟。
根据本发明一个实施例，该衣服是无袖背心，且该衣服的后襟的两侧分别设置有第一连接件，该衣服的前襟的两侧分别设置有第二连接件，该第一连接件可拆卸地连接至该第二连接件，以调节该后襟和该前襟在该衣服的纵向方向上的相对位置。
根据本发明一个实施例，该第一电极和该第二电极包括导电织物。
根据本发明一个实施例，该导电织物的材料包括银。
根据本发明一个实施例，该衣服的后襟和前襟除了该第一电极和该第二电极以外的部分由棉布织物制成。
根据本发明一个实施例，该第一电极和该第二电极均通过缝制工艺连接至该棉布织物。
本发明所提供的上述衣服中，第一电极和第二电极与人体的大面积接触，可以方便且有效地采集人体的心电信号，保证了生理参数测量可靠性；同时，第一电极和第二电极与人体无固定导联，对穿着者的睡眠无干扰。总之，该衣服显著提高了用户体验。
在发明内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1a和图1b分别示出了根据本发明一个具体实施例的衣服的后襟和前襟的示意图；
图2示出了根据本发明另一个具体实施例的衣服的后襟的示意图；
图3示出了利用不同衣服所采集的用户A和用户B的心电信号波形图；
图4a和图4b分别示出了根据本发明又一个具体实施例的衣服的后襟和前襟的示意图；以及
图5a和图5b分别示出了根据本发明一个具体实施例的衣服的两个状态的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本发明的较佳实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如今，人们通常习惯身着睡衣睡觉。现有的睡衣对人体进行了遮蔽并且整个衣服由不导电的材质制成。假设，将用于采集心电信号的电极固定在用户胸口的位置，那么只能将连接有导线的电极从睡衣前襟的下面伸到穿着者的胸口。如果穿着者身着这种睡衣监测睡眠时的生理参数，则其只能始终保持仰卧***，不能随意变换睡姿，以避免电极从人体脱落。这极大地影响了穿着者睡眠的舒适度。
根据本发明的一个方面，提供了一种衣服。穿着者穿着该衣服时，可以利用该衣服方便地采集心电信号。
图1a和图1b分别示出了根据本发明一个具体实施例的衣服的后襟110和前襟120的示意图。如图1a所示，衣服的后襟110包括沿衣服的横向方向延伸的第一电极102和第二电极104。第一电极102和第二电极104在衣服被穿着时与衣服的穿着者的皮肤直接接触。第一电极102和第二电极104之间设置有非导电区103以使第一电极102和第二电极104彼此绝缘，非导电区103在衣服被穿着时与穿着者的心脏的位置相对应。
心电信号是典型的人体电信号，其是心脏的无数心肌细胞电活动的综合反映。心电信号在体表表现为电位差信号。可以根据所采集的心电信号，测量人体的多项生理参数，例如，血压、心率等。
在本发明的具体实施例中，利用第一电极102和第二电极104来采集人体的心电信号。因为非导电区103的电隔离，第一电极102和第二电极104可以构成一个电容，二者容性耦合体表的心电电位。当穿着者穿着衣服时，非导电区103与穿着者的心脏的位置相对应。第一电极102和第二电极104与穿着者的身体无间隔地密切贴合，其可以测量心脏上、下两个位置的电位差。第一电极102可以具有较高输入阻抗。第二电极104可以作为参考电极。
第一电极102和第二电极104可以沿衣服的横向方向延伸。衣服的横向方向是指穿着者身着衣服时，与穿着者的身体的中轴线垂直的方向，例如图1a和图1b中所示的横向。对于上衣或者裙子而言，衣服的横向方向是与衣服的下摆平行的方向。当穿着者采取躺卧姿势时，例如睡觉时，两个电极沿衣服的横向方向延伸使得穿着者一定角度的翻身动作不会影响信号的采集效果。由此，两个电极可以更准确地采集穿着者的心电信号。
当穿着者穿着本发明所提供的上述衣服时，第一电极102和第二电极104与穿着者身体紧密贴合，可以方便地采集穿着者的心电信号。同时，第一电极102和第二电极104与穿着者身体大面积贴合，这保证了所采集信号的可靠性，进而保证了测量生理参数的准确性。此外，第一电极102和第二电极104无需固定在人体任何部位，没有对穿着者动作、姿势、***的束缚，对穿着者的睡眠无干扰，保障了穿着者的睡眠质量。总之，该衣服显著提高了用户体验。
上述衣服可以与适应性地床垫配合，更好地测量生理参数。例如，床垫上可以包括分别与第一电极102和第二电极104物理位置相对应的第三电极和第四电极。在穿着者躺卧在床垫上时，第一电极102与第三电极通过接触而电连接，第二电极104与第四电极通过接触而电连接。床垫还可以包括信号处理器。信号处理器与第三电极和第四电极相连接，用于处理来自第一电极102和第二电极104的、经由第三电极和第四电极所获得的心电信号并根据该心电信号生成心脏生理参数。因为心电信号的强度弱，易受干扰，所以处理操作可以包括放大、滤波等。由此，上述衣服辅助了测量生理参数的床垫的信号采集。
上述衣服也可与额外的信号处理器构成一个生理参数监测器。例如，将第一电极102和第二电极104连接至信号处理器，由信号处理器对两个电极所采集的心电信号进行进一步处理，例如去噪、放大等。
本领域普通技术人员可以理解，本发明中的术语“连接”可以是物理连接或逻辑连接，例如，有线连接和无线连接。例如，第一电极102和第二电极104这二者或者第三电极和第四电极这二者可以通过蓝牙、射频等方式将心电信号传输到信号处理器。
图1a中所示的后襟中还包括肩部区101和下摆区105。肩部区101和下摆区105可以由非导电材料制成，例如棉布。本领域普通技术人员可以理解，肩部区101和下摆区105并不是必须的。图2示出了根据本发明另一实施例的衣服的后襟210。如图2所示，第一电极202沿着衣服的纵向方向向上延伸直至衣服的肩部，第二电极204沿着衣服的纵向方向向下延伸直至衣服的下摆。其中，衣服的纵向方向是指穿着者身着衣服时，与穿着者的身体的中轴线平行的方向。衣服的纵向方向向上是指与穿着者的身体的中轴线平行且从脚部指向头部的方向。衣服的纵向方向向下是指于穿着者的身体的中轴线平行且从头部指向脚部的方向。
再次回到图1a，根据本发明该实施例，第一电极102和第二电极104可以呈带状。人体心电信号是一种弱电信号。心电信号通常会受到各种噪声的干扰，例如人体运动的干扰。本实施例中，带状的第一电极102和第二电极104保证了穿着者在翻身时始终保持与第一电极102和第二电极104具有较大面积接触。这样，穿着者的翻身动作不会影响心电信号的采集，有效保证了采集结果的准确性。本领域普通技术人员可以理解，第一电极102和第二电极104也可以是诸如圆形、椭圆形等其他形状。
实验数据表明，第一电极的宽度W1、第二电极的宽度W2以及非导电区的宽度W3对于采集心电信号具有显著影响。如图1a和图1b所示出的W1、W2和W3，电极的宽度是指电极沿衣服的纵向方向的最大尺寸值。非导电区即第一电极和第二电极之间的间隔，其宽度是指非导电区沿衣服的纵向方向的最小尺寸值。
图3示出了利用不同衣服所采集的用户A和用户B的心电信号波形图。其中每一组图像中，上面的图像是显示器显示的波形，下面的图像是示波器显示的波形。波形图的纵轴表示表征心电信号大小的电压，波形图的横轴表示时间。衣服的不同在于电极的宽度和非导电区的宽度不同。在图3中分别给出了显示器与示波器所显示的波形。可以理解，显示器与示波器是同等的，但示波器经过计量与标定，其为更标准的仪器。图3中波形图可以定性说明不同衣服所采集的心电信号的质量，也即定性说明了心电信号的信噪比大小。
具体地，图3中第一列波形图是采用第一电极的宽度W1和第二电极的宽度W2均为7厘米的衣服所采集的，图3中第二列波形图是采用第一电极的宽度W1和第二电极的宽度W2均为10厘米的衣服所采集的，图3中第三列波形图是采用第一电极的宽度W1和第二电极的宽度W2均为13厘米的衣服所采集的。如这三列波形所显示的，第一电极和第二电极的宽度范围是7厘米至13厘米能够保证波形清晰、无杂波并且其中的波峰值容易识别。如果超出该范围，可能波形图中没有明显波峰，进而无法准确采集穿着者的心电信号。
此外，第一电极和第二电极在衣服被穿着时需要分别位于穿着者心脏的两端，而心脏的上端与肩部的距离是有限的。第一电极的宽度W1在7厘米至13厘米之间保证了心脏在第一电极和第二电极之间并与非导电区对应，进而保证了心电信号的有效采集。另外，电极的宽度越宽，则需要更多的材料来制造电极，这也会增加衣服的制造成本。第一电极和第二电极的宽度范围是7厘米至13厘米在保证采集质量的同时，还较节约成本。
图3中第一行和第二行波形图是采用非导电区的宽度W3均为18厘米的衣服所采集的，图3中第三行和第四行波形图是采用非导电区的宽度W3均为15厘米的衣服所采集的，图3中第五行和第六行波形图是采用非导电区的宽度W3均为12厘米的衣服所采集的。如这三行波形所显示的，宽度W3的数值对于心电信号的采集具有显著影响。采集心电信号的第一电极和第二电极分别位于心脏的上、下两端获得的信号质量最好。宽度W3过宽或者过窄会导致信号杂波太多或者波幅太小。衣服的非导电区的宽度W3优选距离为12厘米至18厘米，利用具有该宽度非导电区的衣服所采集的心电信号波形的波峰明显，信噪比大。
根据本发明一个实施例，第一电极的至少一部分和第二电极的至少一部分设置在衣服的后襟上。可选地，第一电极和第二电极均整个设置在衣服的后襟上。第一电极和第二电极还可以一部分设置在衣服的后襟上，另一部分设置在衣服的前襟上。人们睡眠时，通常采取仰卧或侧卧***。在衣服的后襟上设置有第一电极和第二电极的至少一部分，可以在采集穿着者的心电信号的同时，让穿着者更舒适地睡眠。
根据本发明一个实施例，第一电极和第二电极沿衣服的横向方向贯穿该衣服的整个后襟，可以回去参考图1a。由于第一电极和第二电极贯穿衣服的整个后襟，能够保证穿着者的较大角度的翻身动作不会影响心电信号的采集。
图4a和图4b分别示出了根据本发明又一个具体实施例的衣服的后襟410和前襟420的示意图。如图4a和图4b所示，第一电极和第二电极可以沿衣服的横向方向贯穿衣服的后襟410并延伸至衣服的前襟420。可以理解，第一电极和第二电极可以贯穿前襟420，如图4b所示。第一电极和第二电极也可以不贯穿前襟。对于电极不贯穿前襟的情况，不仅节省电极材料，还能够避开前襟上纽扣等位置的诸如复杂缝接的工艺。总之，将第一电极和第二电极延伸至衣服的前襟420能够保证穿着者即使有更大幅度的翻身动作，也能够较好地完成心电信号的采集。
图5a和图5b分别示出了根据本发明一个具体实施例的衣服的两个状态的示意图。如图所示，衣服是无袖背心，且衣服的后襟的两侧分别设置有第一连接件，衣服的前襟的两侧分别设置有第二连接件。第一连接件可拆卸地连接至第二连接件，以调节后襟和前襟在衣服的纵向方向上的相对位置。
在图5a和图5b中，第一连接件和第二连接件分别是多个纽扣和多个扣眼。在图5a中，第一个纽扣和第一个扣眼相对应，第二个纽扣和第二个扣眼相对应，依次类推。在图5b中，第一个纽扣和第二个扣眼相对应，第二个纽扣和第三个扣眼相对应，依次类推；而第一个扣眼和最后一个纽扣空余，即没有对应的连接件与之对应。上述相对应的连接件可以互相连接。通过不同纽扣和不同扣眼之间连接的改变，后襟和前襟在衣服的纵向方向上的相对位置发生了相应改变。由此，设置于衣服上的非导电区相对于穿着者肩部的位置也相应地发生了改变。例如，假设衣服的后襟设置有第一电极、第二电极和非导电区，则图5a所示的衣服与图5b所示的衣服相比，其更适于穿着于身材更矮小，肩部与心脏的距离更短的穿着者身上。
本领域普通技术人员可以理解，虽然图5a和图5b所示的第一连接件和第二连接件是纽扣和扣眼，但是其仅为示意而非限制。例如，第一连接件和第二连接件可以是粘扣带，其可以任意调节第一连接件和第二连接件的相对位置。因为粘扣带较薄，所以其不会硌到衣服的穿着者，使穿着者体感更舒适。
通过可拆卸的连接件来调节后襟和前襟在衣服的纵向方向上的相对位置，即可调节衣服上的非导电区与穿着者肩部的距离。由此，衣服可以适用于不同身高的穿着者。
根据本发明一个实施例，第一电极和第二电极包括导电织物，例如导电布。导电织物是导体，可以起到电位差信号测量的作用。导电织物不仅可以与人体容性耦合；而且因为导电织物相对较薄，并且具有韧性，其可以使得衣服更具舒适性。可选地，该导电织物的材料包括银。银具有很好的延展性，而且其导电性在所有的金属中是最高的，适于用作导电织物中的金属导体。
可选地，衣服的后襟和前襟除了第一电极和第二电极以外的部分由棉布织物制成。第一电极和第二电极用于采集穿着者的心电信号。除了第一电极和第二电极以外的部分，例如非导电区，只要电绝缘即可。棉布织物不仅具有电绝缘的特性，还可以使衣服的穿着者更舒适，可谓物美价廉。
可选地，第一电极和第二电极均通过缝制工艺连接至棉布织物。缝制工艺非常适合包含金属的织物与棉布织物的接合，而且操作简单，更适于本公开提供的衣服。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (12)

1.一种衣服，所述衣服包括沿所述衣服的横向方向延伸的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极在所述衣服被穿着时与所述衣服的穿着者的皮肤直接接触，所述第一电极和所述第二电极之间设置有非导电区以使所述第一电极和所述第二电极彼此绝缘，所述第一电极和所述第二电极构成一个电容，二者容性耦合体表的心电电位；所述非导电区在所述衣服被穿着时与所述穿着者的心脏的位置相对应，所述第一电极和所述第二电极在衣服被穿着时分别位于穿着者心脏的上、下两端。
2.如权利要求1所述的衣服，其中，所述第一电极和所述第二电极呈带状。
3.如权利要求2所述的衣服，其中，所述第一电极和所述第二电极的宽度是7厘米至13厘米。
4.如权利要求2所述的衣服，其中，所述非导电区的宽度是12厘米至18厘米。
5.如权利要求2所述的衣服，其中，所述第一电极的至少一部分和所述第二电极的至少一部分设置在所述衣服的后襟上。
6.如权利要求5所述的衣服，其中，所述第一电极和所述第二电极沿所述衣服的横向方向贯穿所述衣服的整个后襟。
7.如权利要求5所述的衣服，其中，所述第一电极和所述第二电极沿所述衣服的横向方向贯穿所述衣服的后襟并延伸至所述衣服的前襟。
8.如权利要求2所述的衣服，其中，所述衣服是无袖背心，且所述衣服的后襟的两侧分别设置有第一连接件，所述衣服的前襟的两侧分别设置有第二连接件，所述第一连接件可拆卸地连接至所述第二连接件，以调节所述后襟和所述前襟在所述衣服的纵向方向上的相对位置。
9.如权利要求1所述的衣服，其中，所述第一电极和所述第二电极包括导电织物。
10.如权利要求9所述的衣服，其中，所述导电织物的材料包括银。
11.如权利要求1所述的衣服，其中，所述衣服的后襟和前襟除了所述第一电极和所述第二电极以外的部分由棉布织物制成。
12.如权利要求11所述的衣服，其中，所述第一电极和所述第二电极均通过缝制工艺连接至所述棉布织物。
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