CN118058746A - 信号采集*** - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种信号采集***,包括穿戴本体;固定于穿戴本体并与用户皮肤接触的多个电极,多个电极包括第一电极组和第二电极组,第一电极组包括间隔布置以采集第一生理信号的两个第一电极,第二电极组包括分别靠近两个第一电极布置以采集第二生理信号的两个第二电极;以及处理电路,用于根据第二生理信号消除第一生理信号中的运动伪迹。
Description
技术领域
本说明书涉及信号采集领域,特别涉及信号采集***。
背景技术
广泛应用于生理检测、疾病诊断、实验研究等领域中的信号采集***可以通过采集生理信号获取与用户身体状况相关的数据。例如,信号采集***可以检测并利用心电信号的信息反映人体心脏的工作状态。然而,在信号采集***采集生理信号时,常常会因为人体在信号采集过程中发生的一些移动或晃动等产生的干扰信号,导致采集到的生理信号包含运动伪迹,造成生理信号质量较差,难以准确地反映用户身体状态。因此,希望可以提出一种信号采集***,能够减少运动伪迹的干扰,提高采集到的生理信号的质量。
发明内容
本说明书实施例之一提供一种信号采集***,包括:穿戴本体;固定于穿戴本体并与用户皮肤接触的多个电极,多个电极包括第一电极组和第二电极组,第一电极组用于采集生理信号,第二电极组用于采集检测信号;以及处理电路,用于根据检测信号消除生理信号中的运动伪迹。
在一些实施例中,第一电极组包括间隔布置的两个第一电极,第二电极组包括分别靠近两个第一电极布置的两个第二电极,生理信号为第一生理信号,检测信号为第二生理信号,处理器用于根据第二生理信号消除第一生理信号中的运动伪迹。
在一些实施例中,两个第二电极的材料的导电性不同。
在一些实施例中,两个第二电极相对用户皮肤的凸起沿与用户皮肤表面垂直方向上的高度不同。
在一些实施例中,两个第二电极的材料的硬度不同,或两个第二电极的材料的褶皱程度不同。
在一些实施例中,两个第二电极的面积不同。
在一些实施例中,第一电极组包括间隔布置的两个第一电极,第二电极组包括靠近两个第一电极中其中一个第一电极布置的一个第二电极,其中,第二电极和与之靠近的第一电极用于采集检测信号。
在一些实施例中,每个第二电极的材料比与之对应的第一电极的材料的导电性弱。
在一些实施例中,每个第二电极相对穿戴本体的凸起比与之对应的第一电极相对穿戴本体的凸起沿与用户皮肤表面垂直方向上的高度小。
在一些实施例中,每个第二电极的第二材料比与之对应的第一电极的第一材料的硬度大,或者每个第二电极的第二材料比与之对应的第一电极的第一材料的褶皱程度大。
在一些实施例中,每个第二电极与皮肤接触的面积比与之对应的第一电极与皮肤接触的面积小。
在一些实施例中,第一电极组包括间隔布置的两个第一电极,第二电极组包括分别靠近两个第一电极布置的两个第二电极,检测信号为反映两个第一电极与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号。
在一些实施例中,还包括与两个第二电极电连接的激励源,激励源用于提供激励信号。
在一些实施例中,生理信号的频率在20Hz-400 Hz范围内,且激励信号的频率不小于250Hz。
在一些实施例中,激励信号的频率与50Hz的任一整数倍频的差值不小于1Hz;或者,激励信号的频率与60Hz的任一整数倍频的差值不小于1Hz。
在一些实施例中,激励信号的频率高于生理信号的频率范围。
在一些实施例中,检测信号和生理信号是在不同的时间段内分别采集的。
在一些实施例中,每个第二电极的边缘与对应第一电极的边缘之间的最小距离小于10cm。
在一些实施例中,每个第二电极分别与一个第一电极之间通过非弹性连接,且第二电极与对应第一电极在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的距离差与对应第一电极在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的比值不大于50%。
在一些实施例中,处理电路用于:
差分处理两个第一电极采集的信号得到生理信号;
差分处理两个第二电极采集的信号得到检测信号;以及
根据检测信号消除生理信号中的运动伪迹。
在一些实施例中,还包括惯性传感器,惯性传感器设置在第一电极组背离用户皮肤的一侧,并用于测量第一电极组的运动伪迹。
本说明书实施例之一还提供一种信号采集***,包括:穿戴本体;固定于穿戴本体并与用户皮肤接触的多个电极,多个电极包括间隔布置以采集生理信号的两个电极;与两个电极电连接的激励源,激励源用于提供激励信号,以产生反映两个电极与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号;以及处理电路,用于根据检测信号消除生理信号中的运动伪迹。
在一些实施例中,生理信号的频率在20Hz-400 Hz范围内,且激励信号的频率不小于250Hz。
在一些实施例中,激励信号的频率与50Hz的任一整数倍频的差值不小于1Hz;或者,激励信号的频率与60Hz的任一整数倍频的差值不小于1Hz。
在一些实施例中,激励信号的频率高于生理信号的频率范围。
在一些实施例中,检测信号和生理信号是在不同的时间段内分别采集的。
附图说明
图1是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***的框图;
图2是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***的示意图;
图3是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***的示意图;
图4是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***的结构示意图;
图5是根据本说明书的又一些实施例所示的示例性信号采集***的结构示意图;
图6是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***的框图;
图7A是根据本说明书的一些实施例所示的接触阻抗和肌电信号的波动关系示意图;
图7B是本说明书的一些实施例所示的接触阻抗和肌电信号的波动关系示意图;以及
图8是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***的框图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解,本文使用的“***”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换词语。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书实施例描述了一种信号采集***。在一些实施例中,信号采集***可以包括穿戴本体和多个电极。其中,电极固定于穿戴本体上,当穿戴本体穿戴在用户身上时,多个电极与用户皮肤相接触,以通过电极采集用户的生理信号。在一些实施例中,多个电极可以包括第一电极组和第二电极组,第一电极组包括间隔布置以采集第一生理信号的两个第一电极,第二电极组包括分别靠近两个第一电极布置以采集第二生理信号的两个第二电极。在一些实施例中,通过对上述两组电极(例如第一电极组和第二电极组)的设计,可以使两组电极采集到差异化的第一生理信号和第二生理信号。例如,第一生理信号中可以包含真实生理信号及运动伪迹,第二生理信号中可以包含运动伪迹以及少量真实生理信号,或者第二生理信号仅包含运动伪迹,其中,运动伪迹是指在信号采集过程中,用户的运动(例如,头部和/或肢体的晃动等)所产生的干扰信号。由于第二电极靠近第一电极设置,第二电极与第一电极具有运动一致性,故第二电极组与第一电极组采集到的生理信号具有强相关性。在一些实施例中,可以认为第一生理信号中的运动伪迹与第二生理信号中的运动伪迹大致相同,第二生理信号中的少量真实生理信号可以忽略不计。在一些实施例中,信号采集***还可以包括处理电路,处理电路根据第二生理信号消除第一生理信号中的运动伪迹,以得到第一生理信号中的真实生理信号。本说明书实施例描述的信号采集***,可以尽可能地消除采集到的生理信号中的运动伪迹,使最终获得的生理信号干扰较少,质量较高。
图1是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***100的框图。如图1所示,信号采集***100包括穿戴本体110、第一电极组12、第二电极组13以及处理电路140。第一电极组12可以包括两个第一电极120,第二电极组13可以包括两个第二电极130。
穿戴本体110用于穿戴于用户身上。在一些实施例中,穿戴本体110可以为上衣(例如T恤、马甲、背心、外套等),穿戴于用户的上半身。在一些实施例中,穿戴本体110可以为裤装(例如长裤、短裤等),穿戴于用户的下半身。在一些实施例中,穿戴本体110也可以为腿环或腰带,分别对应穿戴于用户的腿部或腰部。在一些实施例中,穿戴本体110还可以包括智能手环、智能鞋袜、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能背包、智能配件等或其任意组合。
电极(例如,第一电极组12中的第一电极120,第二电极组13中的第二电极130)可以指用于与其他物体接触以输入或导出电压(电流)的电路元件。在一些实施例中,电极(例如,第一电极组12中的第一电极120,第二电极组13中的第二电极130)可以与皮肤接触,用于采集用户的生理信号。生理信号为可以反应用户身体状态的信号,在一些实施例中,生理信号可以包括呼吸信号、心电信号(ECG)、肌电信号、血压信号、血氧信号、温度信号等一种或多种信号。在生理信号的采集过程中,电极可以固定在穿戴本体110上且保持与用户皮肤的接触。在一些实施例中,电极可以设置在穿戴本体110上相对人体各个部位,例如,小腿、大腿、腰、后背、胸部、肩部、颈部等。
以采集心电信号为例,用于采集心电信号的多个电极可以设置在穿戴本体110上距离用户心脏不同距离的位置(例如,人体的腰、后背、胸部、手部等)。例如,第一电极组12的两个第一电极120可以在人体的腰部区域间隔分布,第二电极组13中的两个第二电极130分别靠近两个第一电极120设置。在一些实施例中,为了提高两个第一电极(或第二电极)所采集的心电信号中运动伪迹的相似性,穿戴本体110可以将两个第一电极(或第二电极)对称贴合在人体的正中矢状面的两侧。两个第一电极120中的一个第一电极120采集第一电势,另一个第一电极120采集第二电势,第一电势和第二电势之间具有第一电势差(第一电势差可以用来产生反映第一心电信号的参数)。两个第二电极130中的一个第二电极130采集第三电势,另一个第二电极130采集第四电势,第三电势和第四电势之间具有第二电势差(第二电势差可以用来反映第二心电信号的参数)。
又以采集肌电信号为例,用于采集肌电信号的多个电极可以设置在穿戴本体110上具有大肌群的位置(例如,人体的背部、腰部、腿部等)。例如,第一电极组12的两个第一电极120可以在一块肌肉上间隔设置,第二电极组13中的两个第二电极130分别靠近两个第一电极120设置。在一些实施例中,两个第一电极120及两个第二电极130可以沿该部位肌肉纤维的长度方向依次设置。肌肉纤维长度方向上的不同位置具有不同的电势,两个第一电极120中的一个第一电极120可以采集第一电势,另一个第一电极120可以采集第二电势,第一电势和第二电势之间具有第一电势差(第一电势差可以用来产生反映第一肌电信号的参数)。两个第二电极130中的一个第二电极130可以采集第三电势,另一个第二电极130可以采集第四电势,第三电势和第四电势之间具有第二电势差(第三电势差可以用来产生反映第二肌电信号的参数)。
以下结合图2及图3示例性说明第一电极120及第二电极130的设置位置。
图2是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***100的示意图。如图2所示,信号采集***100包括穿戴本体110,所述穿戴本体110为上衣。两个第一电极120间隔设置,两个第二电极130中的一个第二电极130分别靠近两个第一电极120中的一个第一电极120设置。如图2所示,两个第一电极120和两个第二电极130可以设置于上衣对应于人体胸部的位置。
图3是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***100的示意图。如图3所示,穿戴本体110为绑带,套在人体的小腿上。在一些实施例中,一个第一电极120及与其靠近设置的第二电极130可以设置于绑带上沿肌肉纤维长度方向上的一侧;另一个第一电极120及与其靠近设置的第二电极130可以设置于绑带上沿肌肉纤维长度方向上的另外一侧。
处理电路140可以用于处理信号。在一些实施例中,处理电路140可以独立于穿戴本体110设置,多个电极可以与处理电路140通讯连接。在又一些实施例中,处理电路140可以固定于穿戴本体110上。在一些实施例中,第一电极组12(两个第一电极120)和第二电极组13(两个第二电极130)可以均与处理电路140电连接,处理电路140接收来自两个第一电极120的第一电势和第二电势以及来自两个第二电极130的第三电势和第四电势。处理电路140可以差分处理第一电势和第二电势得到第一电势差,用于表征生理信号(例如,第一生理信号)。处理电路140可以差分处理第三电势和第四电势得到第二电势差,用于表征检测信号(例如,第二生理信号)。在一些实施例中,处理电路140可以利用第二生理信号对第一生理信号进行差分处理,以消除第一生理信号中的运动伪迹。在一些实施例中,可以通过对多个电极(例如,第一电极120与第二电极130,和/或两个第二电极130)之间的差异化设计,使第一生理信号中的真实生理信号和运动伪迹的占比与第二生理信号中的真实生理信号和运动伪迹的占比不同,以根据差异化的第一生理信号和第二生理信号,消除第一生理信号中的运动伪迹。关于电极差异化设计的更多说明可以参见图4、图5及本说明书其它部分的相关描述。
在一些实施例中,信号采集***100还可以包括惯性传感器150。惯性传感器150用于测量第一电极组12的运动伪迹。在一些实施例中,惯性传感器150可以设置在第一电极组12上。例如,两个第一电极120中的任意一个处(例如,所述该第一电极120背离用户皮肤的一侧)设置有惯性传感器150,此时,可以认为惯性传感器150及其所在的第一电极120具有一致的运动状态,故惯性传感器150检测到的运动信号可以表示其所在的第一电极120的运动状态,检测到的运动信号可以用于表征第一电极组12的运动伪迹。再例如,两个第一电极120处(例如,每个第一电极120背离用户皮肤的一侧)可以分别设置有惯性传感器150。此时,两个惯性传感器150可以分别检测到用于表示其所在的第一电极120的运动状态的运动信号。在一些实施例中,可以将两个惯性传感器150检测到的两个运动信号做处理(例如,平均、加权平均等),以获得第一电极组12的运动伪迹。
在一些实施例中,惯性传感器150可以与处理电路140电连接。在一些实施例中,信号采集***100可以包括第一电极组12、设置在所述第一电极组背离用户皮肤的一侧的惯性传感器150以及处理电路140。第一电极组12包括间隔布置以采集生理信号(即第一生理信号)的两个第一电极120;惯性传感器150用于测量所述第一电极组12的运动信号,作为所述第一电极组12的运动伪迹;处理电路140用于根据惯性传感器150测得的运动信号消除所述第一电极组12采集的生理信号中的运动伪迹。由于惯性传感器150测量运动信号的原理与第一电极组12采集生理信号中包含运动伪迹的测量原理不同,因此处理电路140可以通过预处理运动信号与生理信号(例如,将运动信号和生理信号进行归一化处理)后再做差分处理,以消除运动信号中的运动伪迹。再例如,通过预处理运动信号和生理信号,将运动信号和生理信号都做主成分分析,然后在生理信号中去掉运动信号的主成分,再重构,以消除运动信号中的运动伪迹。在一些实施例中,信息采集***100可以包括第一电极组12、第二电极组13、设置在所述第一电极组背离用户皮肤的一侧的惯性传感器150以及处理电路140。处理电路140用于根据惯性传感器150测得的运动信号确定第二生理信号用于消除第一生理信号中的运动伪迹的置信度。例如,处理电路140中可以预设阈值,若惯性传感器150测得的运动信号与第二电极组13采集的第二生理信号的差异小于预设阈值,则认为第二生理信号的置信度较高,处理电路140可以根据第二生理信号对第一生理信号进行差分处理,以消除第一生理信号中的运动伪迹;若运动信号与第二生理信号的差异超过预设阈值,则认为所述第二生理信号的置信度较低,所述处理电路140可以发送重新获取第二生理信号的指令给第二电极组13。再例如,处理电路140可以根据惯性传感器150测得的运动信号对第一生理信号进行差分处理(如上所述,先进行预处理再进行差分处理),以消除第一生理信号中的运动伪迹。
需要说明的是,信号采集***100可以包括多个第一电极组12和多个第二电极组13。多个第一电极组12和多个第二电极组13分别固定在穿戴本体110上对应人体的不同部位,以采集用户的不同身体部位的生理信号。还需要说明的是,关于采用惯性传感器150的技术方案可以应用于本说明书的其它实施例中,例如,可以应用于图4、图5所示的信号采集***100、图6所示的信号采集***300及图8所示的信号采集***400中。
为获得更准确、质量更高的生理信号,可以通过对多个电极之间的差异化设计(例如,第一电极120与第二电极130之间的差异化或两个第二电极130之间的差异化设计),以获得差异化的第一生理信号和第二生理信号。以下将结合图4-图5对电极的差异化设计进行示例性说明。图4是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***100的结构示意图。图5是根据本说明书的又一些实施例所示的示例性信号采集***100的结构示意图。如图4及图5所示,多个电极可以固定在穿戴本体110靠近用户皮肤的侧面上,且能够与皮肤接触。在穿戴本体110上,两个第一电极120可以间隔开设置,两个第二电极130可以分别靠近第一电极120设置。在一些实施例中,两个第一电极120与两个第二电极130可以并排设置,两个第二电极130可以位于两个第一电极120的相对的两侧。在一些实施例中,两个第二电极130可以位于两个第一电极120之间。在另一些实施例中,其中一个第二电极130可以位于两个第一电极120之间,另外一个第二电极130可以位于与之靠近的第一电极120的远离另外一个第一电极120的一侧。需要知道的是,两个第一电极120和/或两个第二电极130不限于如图4及图5所示的并排设置,也可以是呈其他方式设置。例如,两个第一电极120可以在于皮肤表面平行的表面上以任一分隔的方式分开设置,与每个第一电极120靠近设置的第二电极130可以以一定距离设置在所述第一电极120周围的任意位置,本说明书对此不作限制。
在一些实施例中,第二电极130与对应第一电极120之间的距离指第二电极130的边缘与对应第一电极120的边缘之间的最小距离。如图4及图5所示,第二电极130与对应第一电极120之间的距离可以指尺寸a,即第二电极130和与之靠近的第一电极120的相互靠近的边缘之间的最小距离。为保证第二电极组13与第一电极组12的运动具有一致性,在一些实施例中,所述一定距离可以小于10cm。例如,所述一定距离可以小于8cm。再例如,所述一定距离可以小于6cm。这里所述的“对应”指两个靠近设置的第一电极120和第二电极130。即如果一个第一电极120和一个第二电极130靠近设置,则可以称该第一电极120为与该第二电极130对应的第一电极,也可以称该第二电极130为与该第一电极120对应的第二电极。
在一些实施例中,为保证第二电极组13与第一电极组12的运动尽可能一致,第二电极130与对应第一电极120之间可以物理连接。本说明书所述的物理连接是指通过结构、材料或复合的结构材料,实现物理意义上的连接。为避免第一电极120与第二电极130之间产生电信号影响,这里所说的物理连接,是一种绝缘性连接。在一些实施例中,第二电极130与对应第一电极120之间可以通过绝缘结构(例如,硅胶层)实现连接。第二电极130的任意位置(例如侧面、侧边或面上局部区域等)可以与第一电极120的任意位置(例如侧面、侧边或面上局部区域等)通过物理连接。在一些实施例中,为了加强第二电极130与对应第一电极120的运动一致性,第二电极130与对应第一电极120之间可以非弹性连接(或刚性连接)。在一些实施例中,每个第二电极130与对应第一电极120在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的距离差与对应第一电极120在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的比值可以不大于50%。例如,在用户佩戴所述信号采集***100时,第一电极组12和第二电极组13可能在皮肤表面移动,移动时,每个第二电极130与对应第一电极120在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的距离差与对应第一电极120在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的比值可以不大于45%。再例如,每个第二电极130与对应第一电极120在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的距离差与对应第一电极120在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的比值可以不大于40%。
为了降低运动伪迹的干扰,提高最终所得的生理信号的质量,可以通过对第一电极120及第二电极130的差异化设计,以提升第一生理信号与第二生理信号之间的差异性。
在一些实施例中,每个第二电极130的材料比与之对应(例如,物理连接)的第一电极120的材料的导电性弱。如此,第一电极组12采集的第一生理信号中的真实生理信号占比相对于第二电极组13采集的第二生理信号中真实生理信号的占比更多。在一些实施例中,当第二电极130的材料的导电性比与之相对应的第一电极120的材料的导电性弱到一定程度(例如,第二电极130的材料的阻抗和与之相对应的第一电极120的材料的阻抗相差一定程度)时,第二电极组13采集到的第二生理信号中的真实生理信号可以小到可以忽略,因此第二生理信号可以被认为只包含运动伪迹。例如,在电极保护的尺寸下,50Hz处为例,第一电极120的阻抗在几千欧姆,第一电极120的材料的阻抗和第二电极130的材料的阻抗相差达到1M欧姆以上时,第二电极组13采集到的第二生理信号中运动伪迹信号的成分明显变多;当第一电极120的材料的阻抗和第二电极130的材料的阻抗相差达到100M欧姆以上,第二生理信号中采集的主要是运动伪迹。同时,因为第一电极组12与第二电极组13的运动具有一致性,因此可以根据第二生理信号消除第一生理信号中的运动伪迹,以降低第一生理信号中运动伪迹的干扰,得到高质量的生理信号。在一些实施例中,电极可以是由单一材料组成的电极,例如金属织物电极、导电硅电极、水凝胶电极、金属电极等。例如,每个第一电极120的材料可以为金属织物,与之对应的第二电极130的材料可以为导电硅,金属织物电极电阻率更小,导电性更强。在一些实施例中,电极材料的不同不仅仅会影响电极本身的阻抗,同时会影响电极与皮肤间的接触阻抗。例如,每个第一电极120的材料可以为水凝胶,与之对应的第二电极130的材料可以为导电硅,水凝胶相比于导电硅更加亲和皮肤且保持湿润,因此,第一电极120相对于与之对应的第二电极130的接触阻抗更小,导电性更强。在一些实施例中,电极材料的不同还会影响角质层的电势强度。例如氯化银材料相比于银材料的半电池电势绝对值更小,其角质层电势更小,相同其他条件下,MA的影响小。在一些实施例中,第一电极120及第二电极130的差异化可以通过相同的材料的不同厚度实现。例如,由于金属织物电极厚度在一定范围内时,厚度越大,其阻抗以及与皮肤之间的接触阻抗也越小,导电性越好。在一些实施例中,每个第一电极120的材料和与之对应的第二电极130的材料可以均为金属织物,但第一电极120的材料的垂直于皮肤方向(参见图4及图5所示A方向)上的厚度大于与之对应的第二电极130的材料A方向上的厚度。再例如,由于导电硅电极厚度越大,其阻值越小,导电性越好,故在一些实施例中,第一电极120的材料和与之对应的第二电极130的材料可以均为导电硅,但第一电极120的材料的厚度大于与之对应的第二电极130的材料的厚度。在一些实施例中,第一电极120的材料和/或与之对应的第二电极130的材料可以是不同材料的组合(例如层叠、结合等)。例如,第一电极120的材料及与之对应的第二电极130的材料均由金属织物与导电硅材料构成,第一电极120的材料中的金属织物的厚度小于与之对应的第二电极130的材料中的金属织物的厚度,第一电极120的材料中的导电硅材料的厚度大于与之对应的第二电极130的材料中的导电硅材料的厚度。
在一些实施例中,电极可以通过胶粘、卡扣、魔术贴、缝合、压合等方式固定在穿戴本体110上,电极相对于穿戴本体110朝向皮肤表面的方向可能存在凸起。在一些实施例中,在沿与用户皮肤表面垂直的方向上,每个第二电极130相对于穿戴本体110的高度可以小于与之对应的第一电极120相对于穿戴本体110的高度。本说明书中的电极的“凸起”指在电极超过穿戴本体110靠近皮肤的表面111的部分;凸起的高度指在沿与用户皮肤表面垂直的方向上,电极超过穿戴本体110靠近皮肤的表面111的部分的高度。如图4所示,每个第一电极120相对穿戴本体110的凸起沿与皮肤表面垂直的方向(即方向A)的高度为c;与之对应的第二电极130相对穿戴本体110的凸起沿与皮肤表面垂直方向(即方向A)的高度为b。为了使第二电极130与皮肤之间的压力小于相对应的第一电极120与皮肤之间的压力,使第二电极130与皮肤的贴合程度相对于第一电极120更差,进而使第二电极组13采集的第二生理信号中真实生理信号的比例小,如图4所示,每个第二电极130相对穿戴本体110的凸起沿与皮肤表面垂直方向(即方向A)的高度b可以小于与之对应的第一电极120相对穿戴本体110的凸起沿与皮肤表面垂直的方向(即方向A)的高度c。如此,第一电极组12采集的第一电信号与第二电极组13采集的第二电信号存在差异化。在一些实施例中,当第二电极130的凸起的高度b和与之对应的第一电极120的凸起的高度c之间的差值与对应第一电极120的高度c的比值大于一定高度阈值(例如,5%)时,第一电极组12采集的第一电信号与第二电极组13采集的第二电信号存在明显差异,因此第二生理信号可以被认为只包含运动伪迹。同时,因为第一电极组12与第二电极组13的运动具有一致性,因此可以利用第二生理信号对第一生理信号进行差分处理,以消除第一生理信号中的运动伪迹,以降低第一生理信号中运动伪迹的干扰,得到高质量的生理信号。在一些实施例中,为了产生差异化的第一生理信号和第二生理信号,每个第一电极120的凸起的高度可以在1mm-10cm范围内,与之对应的第二电极130的凸起的高度可以在0mm-5mm范围内。
在一些实施例中,为了产生差异化的第一生理信号和第二生理信号,每个第二电极130的材料可以和与之对应的第一电极120的材料不同。例如,每个第二电极130的材料可以比与之对应的第一电极120的材料的硬度大,以使对应的第一电极120比第二电极130相对于用户皮肤的贴合性更好,因此第二生理信号中真实生理信号的占比相对于第一生理信号更少(即第二生理信号中运动伪迹的占比相对于第一生理信号更大)。在一些实施例中,每个第二电极130的材料可以比与之对应的第一电极120的材料的褶皱程度大,以使对应的第一电极120比第二电极130相对于用户皮肤的贴合性更好,因此第二生理信号中真实生理信号的占比相对于第一生理信号更少(即第二生理信号中运动伪迹的占比相对于第一生理信号更大)。应当理解的是材料的硬度或褶皱程度是在同一测量方法或同一测量标准下测量的比较。
在一些实施例中,可以通过第一电极组12和第二电极组13与皮肤之间的接触阻抗的差异,产生差异化的第一生理信号和第二生理信号。在一些实施例中,可以通过每个第一电极120和与之对应的第二电极130与皮肤接触面的面积的差别,使第一电极组12和第二电极组13之间产生差异化的接触阻抗。例如,第一电极120与皮肤接触面(例如,如图4所示B面)可以具有第一面积,与之对应的第二电极130与皮肤接触面(例如,如图4所示C面)可以具有第二面积,每个第二电极130的第二面积可以比与之对应的第一电极120的第一面积小,以使第一电极120与皮肤之间的接触阻抗小于与之对应的第二电极130与皮肤之间的接触阻抗。如此,第一电极组12采集的第一生理信号中的真实生理信号占比相对于第二电极组13采集的第二生理信号的更多,同时,第二生理信号中的运动伪迹占比相对于第一生理信号更多。在一些实施例中,第一电极120的B面或第二电极130的C面可以为矩形或圆角矩形。在一些实施例中,为了使第一电极组12和第二电极组13与皮肤之间的接触阻抗不同,进而产生差异化的第一生理信号和第二生理信号,第一电极120与皮肤接触面(例如,如图4所示B面)的面积可以在1cm2-100 cm2范围内;第二电极130与皮肤接触面(例如,如图4所示C面)的面积可以在0.5cm2-50 cm2范围内。在一些实施例中,第一电极120的B面或第二电极130的C面的形状也可以为圆形、三角形、六边形等其他规则或不规则的形状,在实际应用中,B面或C面的形状可以取决于生理信号待采集部位的形状。在一些实施例中,可以在每个第二电极130的C面上布置特定图案的结构或褶皱结构,以此降低第二电极130与皮肤的贴合性,同时减少第二电极130与皮肤贴合的面积,达到区别于第一电极120的目的。
应当理解的是,图1-3所示的包含四个电极的信号采集***100仅为示例,并不旨在限定信号采集***100中电极的数量。信号采集***100中电极的数量可以是任意能够获取差异化运动信号和生理信号的数量,在此不做限定。例如,第一电极组12可以包括两个第一电极120,第二电极组13可以只包括一个第二电极130(即信号采集***100包括3个电极)。两个第一电极120用于获取第一生理信号,第二电极130可以靠近其中一个第一电极120布置,并与该第一电极120组成一个电极对,用于获取第二生理信号。应当理解的是,当第二电极组13可以只包括一个第二电极130时,第二电极组中的第二电极130和与之对应的第一电极120的材料、导电性、相对于穿戴本体的凸起、硬度、褶皱程度、与皮肤接触面积等参数可以与第二电极组13可以包括两个第二电极130时每个第二电极130和与之对应的第一电极120的对应参数相同,在此不赘述。再例如,在上述3个电极的基础上,信号采集***100还可以包括一个参考电极,用于获取参考信号。再例如,如图1-3所示的包含四个电极的信号采集***100中,两个第一电极120用于获取第一生理信号;两个第二电极130可以分别于两个第一电极120构成电极对,获取第二生理信号和第三生理信号;两个第二电极130可以获取第四生理信号。如此,包含四个电极的信号采集***100可以获取四组差异化的电信号。应当理解的是,本说明书中描述的第一电极组包括两个第一电极120仅为示例,第一电极组可以包括两个以上数量的第一电极120,相对应地,在一些实施例中,第二电极组可以包括与所述第一电极120数量相同的第二电极130。例如,第一电极组包括三个第一电极120,用于采集生理信号;第二电极组包括三个第二电极130,用于采集检测信号。在一些实施例中,第一电极组可以包括两个以上数量的第一电极120,第二电极组可以包括至少一个第二电极130。例如,第一电极组可以包括三个第一电极120,用于采集生理信号;第二电极组可以包括一个第二电极130,用于与其中一个第一电极120靠近布置,以采集检测信号。
在一些实施例中,为了方便信号采集***100中多个电极的生产制作,第二电极组13中的两个第二电极130可以相同。例如,如图4所示,每个第二电极130可以具有相同的导电性、凸起高度、硬度、褶皱程度、与皮肤的接触面积等。在一些实施例中,为了降低运动伪迹的干扰,提高生理信号的质量,可以对第二电极组13的两个第二电极130实施差异化设计。当两个第二电极130不同(例如,导电性、凸起高度、硬度、褶皱程度、与皮肤的接触面积等中的一个或任意组合不同)时,第二电极组13采集到的第二生理信号中运动伪迹的占比相对于相同的两个第二电极130采集的第二生理信号中的更多。因此可以通过第二电极组13中的两个第二电极130的差异化设计,获得差异化的第一生理信号和第二生理信号,以利用第二生理信号消除第一生理信号中的运动伪迹时,以降低运动伪迹的干扰。
在一些实施例中,两个第二电极130之间的差异化可以与上述第一电极120和与之对应的第二电极130之间的差异化设计类似。在一些实施例中,两个第二电极130的材料的导电性可以不同。例如,两个第二电极130可以为厚度不同的导电硅电极。再例如,两个第二电极130的材料可以分别为导电硅电极和金属织物电极。在一些实施例中,两个第二电极130相对穿戴本体110的凸起沿与A方向上的高度(参见图5所示的高度d和e)可以不同,以使两个第二电极130相对于用户皮肤的贴合性不同。在一些实施例中,两个第二电极130的材料的硬度可以不同,以使两个第二电极130相对于用户皮肤的贴合性不同。在一些实施例中,两个第二电极130的材料的褶皱程度可以不同,以使两个第二电极130相对于用户皮肤的贴合性不同。在一些实施例中,两个第二电极130与皮肤接触的面积(参见图5所示的E面及D面)可以不同,以使两个第二电极130与皮肤之间的接触阻抗不同。
在一些实施例中,如图4和图5所示,信号采集***100还可以包括惯性传感器150。惯性传感器150设置在第一电极120背离用户皮肤的一侧,以使第一电极120与惯性传感器150具有一致的运动状态。应当理解的是,图4和图5仅为信号采集***100的两个实施例,并不用于限定信号采集***100的结构。例如,信号采集***100可以包括第一电极组12、设置在所述第一电极组12背离用户皮肤的一侧的惯性传感器150以及处理电路140(即不包括第二电极组13)。再例如,如图4或图5所示,信息采集***100可以包括第一电极组12、第二电极组13、设置在所述第一电极组背离用户皮肤的一侧的惯性传感器150以及处理电路140。关于惯性传感器150的描述可以参见图1的相关描述。再例如,信号采集***100可以包括第一电极组12、第二电极组13以及处理电路140(即不包括惯性传感器150)。
图6是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***300的框图。如图6所示,信号采集***300可以包括穿戴本体310、第一电极组32、第二电极组33以及处理电路340。第一电极组12可以包括两个第一电极320。第二电极组13可以包括两个第二电极330。图6示出的穿戴本体310和第一电极320的功能与结构分布可以分别与图1-5所述的穿戴本体110和第一电极120类似,在此不再赘述。图6的信号采集***300与图1-5所述的信号采集***100相比的不同在于第二电极330的功能与结构分布。例如,第二电极330用于采集反映所述两个第一电极320与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号,相应地,所述处理电路340用于根据所述检测信号消除所述生理信号中的运动伪迹(例如,可以将检测信号和生理信号接入电路,在模拟电路中处理,也可以在数字电路中处理,或在算法中处理)。在一些实施例中,第二电极330用于采集反映所述两个第二电极330与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号。为了保证第一电极320与第二电极330之间的运动一致性,在一些实施例中,可以通过将每个第二电极330的边缘设置成与对应第一电极320的边缘之间的最小距离小于10cm。在一些实施例中,还可以将每个第二电极330设置成分别与一个第一电极320之间通过非弹性连接,且所述第二电极330与对应第一电极320在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的距离差与对应第一电极320在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的比值不大于50%。再例如,为了使两个第一电极320与两个第二电极330与皮肤之间的接触阻抗尽量一致,以使第二电极330的接触阻抗可以间接反映第一电极320的接触阻抗,每个第二电极330可以和与之对应的第一电极320相同。例如,每个第二电极330的材料和与之对应的第一电极320的材料的导电性可以相同。再例如,每个第二电极330相对于穿戴本体310的凸起可以和与之对应的第一电极320的凸起沿与用户皮肤垂直方向上的高度相同。再例如,每个第二电极330的材料的硬度和/或褶皱程度可以和与之对应的第一电极320的硬度和/或褶皱程度相同。再例如,每个第二电极330与皮肤的接触面积可以和与之对应的第一电极320与皮肤的接触面积相同。如此,第一电极320与第二电极330之间的运动一致性且与皮肤的接触阻抗尽量一致,两个第二电极330采集的两个第二电极330与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号可以用于反映两个第一电极320与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号。在一些实施例中,处理电路340可以差分处理两个第一电极320采集的信号得到生理信号,差分处理所述两个第二电极330采集的信号得到检测信号,并根据所述检测信号消除所述生理信号中的运动伪迹。
在一些实施例中,信号采集***300还包括与两个第二电极330电连接的激励源370。激励源370可以用于提供激励信号,以产生反映第一电极组32与人体之间接触阻抗的检测信号。在一些实施例中,激励源370可以是交流激励源,也可以是直流激励源,也可以是两者的组合。仅作为示例,激励信号可以理解为通过第二电极330流经人体后形成闭环回路,此时,检测信号可以对应第二电极组33与人体之间的接触阻抗在该闭环回路中的分压。图7A是根据本说明书的一些实施例所示的接触阻抗和肌电信号的波动关系示意图;图7B是本说明书的一些实施例所示的接触阻抗和肌电信号的波动关系示意图。如图7A和图7B所示,无论接触阻抗值是大还是小,在相同的采样点,接触阻抗的值均会随着运动而产生相关波动(例如,接触阻抗的值会随着肌电信号的增大而增大,也会随着肌电信号的减小而减小)。因此,可以根据接触阻抗获得运动伪迹,并可利用获得的运动伪迹(例如,通过第二电极组33采集的反映第一电极组32与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号来表征的运动伪迹)消除第一电极组32采集的生理信号中的运动伪迹。例如,可以对接触阻抗进行频率分析,得到运动伪迹的主频率,还可以对接触阻抗进行幅值分析(例如,波动值/附近的平均值等),以获取运动伪迹的强度信息。
激励源370可以为提供电能的电路元件。在一些实施例中,激励源370可以提供第一频率的激励信号,以产生反映第二电极330与人体之间接触阻抗的检测信号。在一些实施例中,激励源370可以为电流源或电压源。同时需要说明的是,激励源370的强度的设置还需要考虑人体的安全电压或安全电流,以保证人体安全,激励源370的强度不宜过高。在一些实施例中,激励源370的电流强度可以小于1mA。进一步的,在一些实施例中,激励源370的电流强度可以小于100μA。再进一步的,在一些实施例中,激励源370的电流强度可以10μA。
在一些实施例中,激励源370的数量可以为一个,可以通过多个分路与多个第二电极330连接,为多个第二电极330提供激励信号,其中,每个分路可以设置有一个第二电极330。在一些实施例中,激励源370可以为多个,每个激励源370可以分别与一个或多个第二电极330连接,为每个第二电极330提供激励信号。
在一些实施例中,激励源370可以同时产生多个具有不同频率的激励信号,并且可以给多个第二电极330提供具有相同频率或不同频率的激励信号,由此产生不同频率的检测信号。例如,激励源370可以为多个第二电极330提供不同频率的激励信号以采集不同的检测信号。多个第二电极330之间可以具有较大的距离(例如大于或等于5cm),以使激励信号流经的闭环回路可以经由不同的人体组织,如此设置,多个第二电极330对应的不同频率的检测信号可以用于反映人体的体成分信息,如体脂率、骨密度、体液含量等等体成分信息。具体地,激励源370可以提供与第一频率不同的第二频率的第二激励信号,以产生第二检测信号。第二检测信号可以反映在第二频率下第二电极330与人体之间形成的闭环回路上的阻抗信息,包括第二电极330与人体的接触阻抗以及闭环回路上人体组织的阻抗。在一些实施例中,利用通过第一激励信号(如,具有第一频率的激励信号)产生的第一检测信号,以及通过第二激励信号产生的第二检测信号,可以确定人体的体成分信息。
在一些实施例中,激励信号可以为电压信号或电流信号。在一些实施例中,激励信号可以为具有第一频率的交流信号,以使产生的检测信号也具有第一频率。第一频率可以设置在受外界干扰(例如,工频干扰)较小且对生理信号干扰较小的频率范围。
在一些实施例中,激励信号的频率可以根据生理信号的频率范围进行设定。在一些实施例中,激励信号的频率可以高于所述生理信号的频率范围,以避开生理信号所在的大部分频段,减小生理信号与激励信号之间的相互干扰。在一些实施例中,激励频率可以不小于850Hz。例如,激励频率可以不小于400Hz。若激励信号的强度较大或者与待测量部位的电极对应的接触阻抗能分到足够多的电压,则生理信号对激励信号的干扰较低,激励信号(例如,频率可以不小于400Hz的激励信号)可以容忍少部分的生理信号(如,频率在400Hz~850Hz内的生理信号)。在一些实施例中,由于生理信号(例如,肌电信号)的频率主要集中在20Hz~400Hz,并且,低频段中具有强度较大的运动伪迹,为了避免受到肌电信号和运动伪迹的影响,激励源370提供的激励信号的频率可以大于250Hz。在一些实施例中,由于信号采集***300中还存在工频(如,50Hz或60Hz的交流供电及其谐波)噪声的干扰,激励源的频率还可以避开工频噪声所在的频率范围。在一些实施例中,激励源370提供的激励信号的频率与50Hz或60Hz的任一整数倍频的差值可以不小于1Hz,或者,激励源370提供的激励信号的频率与50Hz或60Hz的任一整数倍频的差值可以不小于2%。在一些实施例中,激励源370提供的激励信号的频率可以为400Hz以上,例如460Hz、640Hz、830Hz等。在一些实施例中,激励源370提供的激励信号的频率的设置还需要结合处理电路340的采样频率进行考虑。具体来说,为了采集到检测信号,该采样频率可以是激励源370提供的激励信号的频率的至少2倍及以上。为了减少误差,在一些实施例中,采样频率可以是激励源370提供的激励信号的频率的4倍及以上。需要说明的是,由于待采样的通道数目可能较多,大部分处理电路340难以支持多通道的极高采样频率,所以处理电路340的采样频率和激励源370提供的激励信号的频率也不宜过高。基于此,在一些实施例中,激励源370提供的激励信号的频率可以在设置在250Hz~2000Hz范围内。
在一些实施例中,信号采集***300可以在不同的时间段内分别采集生理信号和检测信号。示例性的,信号采集***300可以在第一时间段内采集生理信号。信号采集***300可以在第二时间段内采集检测信号。例如,信号采集***300可以包括开关电路,开关电路可以用于控制第一电极组与处理电路340的导通状态,还可以用于控制第二电极组与激励源370的导通状态,以使在同一时刻仅有第一电极组与处理电路340保持电导通状态,或是仅有第二电极组与激励源370保持电导通状态。如此,通过分时采集以及处理检测信号和生理信号,可以在避免信号互相干扰的同时,减轻设备的处理压力,节约计算资源。在一些实施例中,信号采集***300可以同时采集生理信号和检测信号,并通过不同的传输通道传输给不同的处理电路,以避免信号互相干扰。
图8是根据本说明书的一些实施例所示的示例性信号采集***400的框图。如图8所示,信号采集***400可以包括穿戴本体410、两个电极420、处理电路440及交流激励源470。图8示出的穿戴本体410、处理电路440及交流激励源470与图6所示的穿戴本体310、以及处理电路340类似,在此不再赘述。图8的信号采集***400与图6的信号采集***300的不同在于,信号采集***400仅包括一组电极(两个电极420),两个电极420可以既采集生理信号,又采集反映两个电极420与皮肤之间接触阻抗的检测信号;信号采集***400中的激励源为交流激励源470,而信号采集***300中的激励源可以为交流激励源,也可以为直流激励源,也可以为两者的组合。在一些实施例中,用于采集生理信号和检测信号的两个电极420可以固定于所述穿戴本体410并与用户皮肤接触。
在一些实施例中,交流激励源470与两个电极420电连接。交流激励源470用于提供激励信号,以产生反映两个电极420与人体之间接触阻抗的检测信号。仅作为示例,激励信号可以理解为通过电极420流经人体后形成闭环回路,此时,检测信号可以对应电极420与人体之间的接触阻抗在该闭环回路中的分压。在一些实施例中,如图7A和图7B所示,接触阻抗的值会随着运动而产生相关波动(例如,接触阻抗的值会随着肌电信号的增大而增大,也会随着肌电信号的减小而减小)。因此,可以根据接触阻抗获得运动伪迹,即可利用获得的运动伪迹(例如,通过两个电极420采集的反映两个电极420与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号来表征的运动伪迹)消除两个电极420采集的生理信号中的运动伪迹。应当理解的是,图8所示的信号采集***400采集的生理信号的频率、激励信号的频率等可以与图6所示的信号采集***300的类似,在此不赘述。由于生理信号和检测信号由同一组电极采集,信号采集***400可以在不同的时间段内分别采集生理信号和检测信号。示例性的,信号采集***400可以在第一时间段内采集生理信号。信号采集***400可以在第二时间段内采集检测信号。例如,信号采集***400可以包括开关电路,开关电路可以用于控制两个电极420与处理电路440的导通状态,还可以用于控制两个电极420与激励源370的导通状态,以使在同一时刻两个电极420与处理电路440保持电导通状态,或是两个电极420与交流激励源470保持电导通状态。如此,通过分时采集以及处理检测信号和生理信号,可以在避免信号互相干扰的同时,减轻设备的处理压力,节约计算资源。
需要注意的是,以上对于信号采集***的描述,仅为示例性描述,并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。其中不同实施例可能产生的有益效果不同,在不同的实施例里,可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合,也可以是其他任何可能获得的有益效果。
本说明书具有以下技术效果:(1)通过第一电极组和与第二电极组的差异化设计,可以实现第一电极组和第二电极组采集的生理信号的差异化;(2)通过第二电极组中两个第二电极的差异化设计,可以实现差异化的生理信号;(3)差异化的生理信号可以降低运动伪迹的干扰,从而提取质量较高的生理信号;(4)由于接触阻抗和运动之间存在关联性,根据接触阻抗消除生理信号中运动伪迹的干扰。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时,本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外,除非权利要求中明确说明,本申请处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用,并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例,但应当理解的是,该类细节仅起到说明的目的,附加的权利要求并不仅限于披露的实施例,相反,权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如,虽然以上所描述的***组件可以通过硬件设备实现,但是也可以只通过软件的解决方案得以实现,如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的***。
同理,应当注意的是,为了简化本申请披露的表述,从而帮助对一个或多个发明实施例的理解,前文对本申请实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料,如文章、书籍、说明书、出版物、文档等,特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外,对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是,如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请内容有不一致或冲突的地方,以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后,应当理解的是,本申请中实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此,作为示例而非限制,本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地,本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。
Claims (16)
1.一种信号采集***,包括:
穿戴本体;
固定于所述穿戴本体并与用户皮肤接触的多个电极,所述多个电极包括第一电极组和第二电极组,所述第一电极组用于采集生理信号,所述第二电极组用于采集检测信号;以及
处理电路,用于根据所述检测信号消除所述生理信号中的运动伪迹。
2.根据权利要求1所述的信号采集***,其特征在于,所述第一电极组包括间隔布置的两个第一电极,所述第二电极组包括分别靠近所述两个第一电极布置的两个第二电极,所述生理信号为第一生理信号,所述检测信号为第二生理信号,所述处理电路用于根据所述第二生理信号消除所述第一生理信号中的运动伪迹。
3.根据权利要求2所述的信号采集***,其特征在于,所述两个第二电极满足以下条件中的至少一个:
所述两个第二电极的材料的导电性不同;
所述两个第二电极相对用户皮肤的凸起沿与用户皮肤表面垂直方向上的高度不同;
所述两个第二电极的材料的硬度不同;
所述两个第二电极的材料的褶皱程度不同;或
所述两个第二电极的面积不同。
4.根据权利要求1所述的信号采集***,其特征在于,所述第一电极组包括间隔布置的两个第一电极,所述第二电极组包括靠近所述两个第一电极中其中一个第一电极布置的一个第二电极,其中,所述第二电极和与之靠近的所述第一电极用于采集所述检测信号。
5.根据权利要求2或权利要求4所述的信号采集***,其特征在于,所述每个第二电极满足以下条件中的至少一个:
所述每个第二电极的材料比与之对应的第一电极的材料的导电性弱;
所述每个第二电极相对穿戴本体的凸起比与之对应的第一电极相对穿戴本体的凸起沿与用户皮肤表面垂直方向上的高度小;
所述每个第二电极的第二材料比与之对应的第一电极的第一材料的硬度大;
所述每个第二电极的第二材料比与之对应的第一电极的第一材料的褶皱程度大;或
所述每个第二电极与皮肤接触的面积比与之对应的第一电极与皮肤接触的面积小。
6.根据权利要求1所述的信号采集***,其特征在于,所述第一电极组包括间隔布置的两个第一电极,所述第二电极组包括分别靠近所述两个第一电极布置的两个第二电极,所述检测信号为反映所述两个第一电极与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号。
7.根据权利要求6所述的信号采集***,其特征在于,还包括与所述两个第二电极电连接的激励源,所述激励源用于提供激励信号。
8.根据权利要求7所述的信号采集***,其特征在于,所述生理信号的频率在20Hz-400Hz范围内,且所述激励信号的频率不小于250Hz。
9.根据权利要求8所述的信号采集***,其特征在于,所述激励信号的频率与50Hz的任一整数倍频的差值不小于1Hz;或者,所述激励信号的频率与60Hz的任一整数倍频的差值不小于1Hz。
10.根据权利要求6所述的信号采集***,其特征在于,所述激励信号的频率高于所述生理信号的频率范围。
11.根据权利要求6所述的信号采集***,其特征在于,所述检测信号和所述生理信号是在不同的时间段内分别采集的。
12.根据权利要求2所述的信号采集***,其特征在于,每个第二电极的边缘与对应第一电极的边缘之间的最小距离小于10cm。
13.根据权利要求2所述的信号采集***,其特征在于,每个第二电极分别与一个第一电极之间通过非弹性连接,且所述第二电极与对应第一电极在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的距离差与对应第一电极在与皮肤表面平行的表面上的可移动距离的比值不大于50%。
14.根据权利要求1所述的信号采集***,其特征在于,所述处理电路用于:
差分处理所述两个第一电极采集的信号得到生理信号;
差分处理所述两个第二电极采集的信号得到检测信号;以及
根据所述检测信号消除所述生理信号中的运动伪迹。
15.根据权利要求1所述的信号采集***,其特征在于,还包括惯性传感器,所述惯性传感器设置在所述第一电极组背离用户皮肤的一侧,并用于测量所述第一电极组的运动伪迹。
16.一种信号采集***,包括:
穿戴本体;
固定于所述穿戴本体并与用户皮肤接触的多个电极,所述多个电极包括间隔布置以采集生理信号的两个电极;
与所述两个电极电连接的激励源,所述激励源用于提供激励信号,以产生反映所述两个电极与用户皮肤之间接触阻抗的检测信号;以及
处理电路,用于根据所述检测信号消除所述生理信号中的运动伪迹。
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2022
- 2022-11-14 CN CN202211422147.0A patent/CN118058746A/zh active Pending
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