一种电极复用生理参数监测指环制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电极复用生理参数监测指环，包括内置电源、微处理器模块、心电监测模拟前端、皮肤电导监测模块、第一电极、第二电极，微处理器模块与心电监测模拟前端、皮肤电导监测模块连接，第一电极、第二电极连接至心电监测模拟前端，心电监测模拟前端处理通过第一电极、第二电极采集的心电信号；第一电极、第二电极还连接至皮肤电导监测模块，皮肤电导监测模块处理通过第一电极、第二电极采集的皮肤阻抗信号；第一电极、第二电极与心电监测模拟前端之间直流耦合或交流耦合，且相反于其与皮肤电导监测模块之间的耦合方式。本实用新型专利技术仅通过双电极同时实现心电监测、心率监测以及皮肤电导监测，减少了电极数量，简化了系统设计。

A Physiological Parameter Monitoring Ring with Electrode Multiplexing

The utility model discloses an electrode multiplexing physiological parameter monitoring ring, which comprises a built-in power supply, a microprocessor module, an ECG monitoring analog front end, a skin conductivity monitoring module, a first electrode and a second electrode. The microprocessor module is connected with the ECG monitoring analog front end and the skin conductivity monitoring module. The first electrode and the second electrode are connected to the ECG monitoring analog front end and the ECG monitoring analog front end. The first and second electrodes are also connected to the skin conductivity monitoring module. The skin conductivity monitoring module processes the skin impedance signals collected through the first and second electrodes. The DC or AC coupling between the first and second electrodes and the ECG monitoring analog front-end is opposite to the skin conductivity monitoring module. Coupling mode between skin conductivity monitoring modules. The utility model realizes ECG monitoring, heart rate monitoring and skin conductivity monitoring at the same time only through two electrodes, reduces the number of electrodes and simplifies the system design.

【技术实现步骤摘要】
一种电极复用生理参数监测指环
本技术涉及健康医疗设备领域，具体涉及一种电极复用生理参数监测指环。
技术介绍
实时记录人体生理参数和皮肤阻抗信号，对于长期生理状况评估具有非常重要的意义。随着医学监测技术的发展，可穿戴设备得到了越来越广泛的应用。通常，现有的可穿戴设备需要至少两个电极采集心电信号用于心电和心率监测；此外，为进行皮肤电导监测，现有的可穿戴设备采用不同于心电信号采集电极的另外四个电极采集皮肤阻抗信号，其中一对电极作为激励源产生信号，另一对电极作为采集端收集相应的电压信号。可见，现有的可穿戴设备电极数量多、冗余高，系统设计复杂、无法实现设备小型化。
技术实现思路
为了解决上述全部或部分问题，本技术提供一种电极复用生理参数监测指环。本技术的实施方式公开了一种电极复用生理参数监测指环，包括内置电源、微处理器模块、心电监测模拟前端、皮肤电导监测模块、第一电极以及第二电极，所述微处理器模块与所述心电监测模拟前端、所述皮肤电导监测模块相连接；所述第一电极、所述第二电极分别与所述心电监测模拟前端相连接，所述心电监测模拟前端处理通过所述第一电极、所述第二电极采集的心电信号；所述第一电极、所述第二电极还分别与所述皮肤电导监测模块相连接，所述皮肤电导监测模块处理通过所述第一电极、所述第二电极采集的皮肤阻抗信号；所述第一电极、所述第二电极与所述心电监测模拟前端之间为直流耦合或交流耦合，并且相反于所述第一电极、所述第二电极与所述皮肤电导监测模块之间的耦合方式。在一示范例中，所述指环还包括与微处理器模块相连接的电源管理模块，所述第一电极、所述第二电极分别通过所述电源管理模块与所述内置电源相连接；所述电源管理模块被配置为，当所述第一电极、所述第二电极与皮肤接触时，使所述第一电极与所述内置电源之间形成断路；当所述第一电极、所述第二电极与外部充电器相连接时，使所述第一电极与所述内置电源之间形成通路；所述微处理器模块被配置为，当所述第一电极与所述内置电源之间形成通路时，使所述心电监测模拟前端、所述皮肤电导监测模块停止工作。在一示范例中，所述指环还包括连接至所述心电监测模拟前端的第三电极，所述心电监测模拟前端处理通过所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极采集的心电信号，所述第三电极与所述心电监测模拟前端之间为直流耦合。在一示范例中，所述皮肤电导监测模块包括信号激励模块和信号处理模块。在一示范例中，所述信号激励模块包括电流源、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容，所述第一电阻一端连接所述电流源，另一端连接所述第一电容，所述第一电容的另一端连接所述第一电极；所述第二电阻一端连接所述电流源，另一端连接所述第二电容，所述第二电容的另一端连接所述第二电极。在一示范例中，所述信号激励模块产生的交变电流的频率高于32kHz，幅度低于100μA。在一示范例中，所述信号处理模块包括第三电容、第四电容、带通滤波器以及低通滤波器，所述第三电容一端连接所述第一电极，另一端连接所述带通滤波器，所述带通滤波器另一端连接所述低通滤波器；所述第四电容一端连接所述第二电极，另一端连接所述带通滤波器。在一示范例中，所述电源管理模块包括第三电阻、第四电阻、偏置电压以及压控开关，所述第三电阻一端连接所述第一电极以及所述压控开关，另一端连接所述第四电阻，所述第四电阻的另一端连接所述偏置电压；当所述第一电极与皮肤接触时，所述压控开关的另一端连接所述第三电阻与所述第四电阻的连接点；当所述第一电极与所述外部充电器相连接时，所述压控开关的另一端连接所述内置电源。在一示范例中，所述偏置电压大于2V小于3.3V。本技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：通过复用第一电极和第二电极，能够仅使用双电极同时实现心电监测、心率监测以及皮肤电导监测，并且由于第一电极和第二电极分别采用不同的耦合方式与心电监测模拟前端、皮肤电导监测模块相耦合，心电监测、心率监测与皮肤电导监测之间不会相互干扰。此外，本技术实施例的生理参数监测指环能够减少电极数量，简化系统设计、实现设备小型化。进一步地，第一电极和第二电极还能够实现充电功能，并且生理参数监测功能和充电功能可以自动切换，进一步降低了系统复杂度，并实现了更低的功耗。进一步地，使用三个电极采集心电信号，能够高心电监测、心率监测效果。附图说明图1为根据本技术实施例的电极复用生理参数监测指环的功能模块示意图；图2为根据本技术实施例的电极复用生理参数监测指环的电极分布示意图；图3为根据本技术实施例的电极复用生理参数监测指环的皮肤电导监测模块的电路示意图；图4为根据本技术实施例的电极复用生理参数监测指环的另一个功能模块示意图；图5为根据本技术实施例的电极复用生理参数监测指环的电源管理模块的电路示意图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的实施方式作进一步地详细描述。图1为根据本技术实施例的电极复用生理参数监测指环的功能模块示意图，如图1所示，电极复用生理参数监测指环包括微处理器模块1、内置电源2、心电监测模拟前端3、皮肤电导监测模块4、第一电极6以及第二电极7；微处理器模块1与心电监测模拟前端3、皮肤电导监测模块4相连接；第一电极6、第二电极7分别与心电监测模拟前端3相连接，心电监测模拟前端3处理通过第一电极6、第二电极7采集的心电信号；第一电极6、第二电极7还分别与皮肤电导监测模块4相连接，皮肤电导监测模块4处理通过第一电极6、第二电极7采集的皮肤阻抗信号；第一电极6、第二电极7与心电监测模拟前端3之间为直流耦合或交流耦合，并且相反于第一电极6、第二电极7与皮肤电导监测模块4的耦合方式。在本实施例中，第一电极6、第二电极7与心电监测模拟前端3构成单导联心电监测结构，实现单导联心电监测、心率监测；第一电极6、第二电极7与皮肤电导监测模块4构成皮肤电导监测结构，实现皮肤电导监测。通过复用第一电极6和第二电极7，本技术实施例的生理参数监测指环能够仅使用双电极同时实现心电监测、心率监测以及皮肤电导监测，并且由于第一电极6和第二电极7分别采用不同的耦合方式与心电监测模拟前端3、皮肤电导监测模块4相耦合，心电监测、心率监测与皮肤电导监测之间不会相互干扰。此外，本技术实施例的生理参数监测指环能够减少电极数量，简化系统设计、实现设备小型化。微处理器模块1控制心电监测和皮肤电导监测，并接收、处理来自心电监测模拟前端3和皮肤电导监测模块4的信号。微处理器模块1与心电监测模拟前端3之间通过SPI接口、I2C接口或者ADC接口连接。微处理器模块1与皮肤电导监测模块4之间通过IO口、ADC接口连接。内置电源2根据系统设计的需要，向指环内部的组成模块供电。心电监测模拟前端3与第一电极6、第二电极7可以采用直流耦合的方式连接，并处理(例如，信号放大、滤波等)通过第一电极6、第二电极7采集的心电信号，心电监测模拟前端3可以是TI公司的ADS系列AFE，也可以是具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极复用生理参数监测指环，包括内置电源、微处理器模块、心电监测模拟前端、皮肤电导监测模块、第一电极以及第二电极，所述微处理器模块与所述心电监测模拟前端、所述皮肤电导监测模块相连接，其特征在于，所述第一电极、所述第二电极分别与所述心电监测模拟前端相连接，所述心电监测模拟前端处理通过所述第一电极、所述第二电极采集的心电信号；所述第一电极、所述第二电极还分别与所述皮肤电导监测模块相连接，所述皮肤电导监测模块处理通过所述第一电极、所述第二电极采集的皮肤阻抗信号；所述第一电极、所述第二电极与所述心电监测模拟前端之间为直流耦合或交流耦合，并且相反于所述第一电极、所述第二电极与所述皮肤电导监测模块之间的耦合方式。

【技术特征摘要】
1.一种电极复用生理参数监测指环，包括内置电源、微处理器模块、心电监测模拟前端、皮肤电导监测模块、第一电极以及第二电极，所述微处理器模块与所述心电监测模拟前端、所述皮肤电导监测模块相连接，其特征在于，所述第一电极、所述第二电极分别与所述心电监测模拟前端相连接，所述心电监测模拟前端处理通过所述第一电极、所述第二电极采集的心电信号；所述第一电极、所述第二电极还分别与所述皮肤电导监测模块相连接，所述皮肤电导监测模块处理通过所述第一电极、所述第二电极采集的皮肤阻抗信号；所述第一电极、所述第二电极与所述心电监测模拟前端之间为直流耦合或交流耦合，并且相反于所述第一电极、所述第二电极与所述皮肤电导监测模块之间的耦合方式。2.根据权利要求1所述的电极复用生理参数监测指环，其特征在于，还包括与微处理器模块相连接的电源管理模块，所述第一电极、所述第二电极分别通过所述电源管理模块与所述内置电源相连接；所述电源管理模块被配置为，当所述第一电极、所述第二电极与皮肤接触时，使所述第一电极与所述内置电源之间形成断路；当所述第一电极、所述第二电极与外部充电器相连接时，使所述第一电极与所述内置电源之间形成通路；所述微处理器模块被配置为，当所述第一电极与所述内置电源之间形成通路时，使所述心电监测模拟前端、所述皮肤电导监测模块停止工作。3.根据权利要求1或2所述的电极复用生理参数监测指环，其特征在于，还包括连接至所述心电监测模拟前端的第三电极，所述心电监测模拟前端处理通过所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极采集的心电信号，所述第三电极与所述心电监测模拟前端之间为直流耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：周聪聪，胡钧，袁海权，
申请(专利权)人：杭州兆观传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33