用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置和方法。使用半环形结构的电极阵列贴附于人体皮肤合适的位置，获取皮肤表面的电势信号并提取结缔组织电势所处频段的特征，实时采集人体结缔组织代谢的数据，最后根据数据的信号特征实时图像显示代谢异常的位置。本发明专利技术结构简单测量方便，能够测量结缔组织电势变化进行体表代谢监测，能够实时采集数据并图像显示，结构紧凑，系统小巧，便于佩戴。佩戴。佩戴。

【技术实现步骤摘要】
用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置和方法


[0001]本专利技术属于健康管理中慢性疾病监测领域的一种穿戴监测装置和方法，具体涉及一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置和代谢特征的表征方法。

技术介绍

[0002]慢性精神疾病会引起的人体生理状态变化,据文献报道，这些生理状态变化，发生在结缔组织里。所对应的急性与慢性炎症与情绪显著相关，特别是在反复发生炎症的情况下。但是结缔组织损伤的可逆性是有限的，如果炎症反复发生，结缔组织的可逆性损伤会逐渐发展为不可逆的慢性疾病。因此精神疾病引发的长期结缔组织受损，会形成慢性疾病。结缔组织的健康决定了人体健康。
[0003]结缔组织遍布人体，是一个复杂的网络系统。结缔组织电势的变化反映了人体代谢及氧化应激水平的变化。特定的慢性疾病有特定的结缔组织电势变化特征。目前结缔组织电势信号的采集基本上都是单点采集，而没有阵列采集的设备，难以对同一结缔组织电势在不同位置的变化进行检测。将结缔组织的变化特征转化为实时的图像显示，能够直观地找到体表代谢的问题。柔性的基材使得电极阵列更好地贴附于皮肤表面。

技术实现思路

[0004]为了实时检测人体的结缔组织体表代谢异常并收集监测数据，本专利技术所涉及的电极阵列贴附于人体皮肤合适的位置，通过获取皮肤表面的电势信息来获取结缔组织代谢特征，并能够实时图像显示。本专利技术结构紧凑，系统小巧，便于佩戴。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一、一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置：
[0007]包括主机、连接导线和阵列式电极；阵列式电极经连接导线和主机电连接，阵列式电极贴附在所需监测的体表，阵列式电极主要由多个双电极结构单元阵列排布而成。
[0008]所述的双电极结构单元是主要由两个半环形的电极间隔相对布置构成，且两个半环形的电极分别为参考电极和测量电极。
[0009]不同双电极结构单元的参考电极共用串联一起连接或者独立连接。
[0010]不同双电极结构单元的参考电极可以是独立使用任意一个双电极结构单元中的参考电极，不与其他参考电极串联，也可以是将双电极结构单元中必要的参考电极串联共用。
[0011]所述的主机部分包括无源低通滤波模块、差分放大模块、模数转换模块、微控制器模块和无线模块；阵列式电极的各个双电极结构单元均连接到无源低通滤波模块，无源低通滤波模块依次经差分放大模块和模数转换模块后连接到微控制器模块，微控制器模块经无线模块接入互联网。
[0012]所述的主机部分的无源低通滤波模块包括数量为阵列式电极中的双电极结构单元数目两倍的阵列RC滤波电路，RC滤波电路的输入和阵列式电极中的双电极结构单元连
接，RC滤波电路的输出与差分放大模块的输入端相连。
[0013]还包括图像显示模块，图像显示模块连接到微控制器模块，接收来自微控制器模块发送过来的信号进行显示，图像显示模块按照和各个双电极结构单元阵列排布相同的排布呈现显示多个图像显示色块，所显示的图像显示色块和阵列式电极中的双电极结构单元一一对应。
[0014]二、一种结缔组织体表代谢异常监测方法：
[0015]阵列式电极的各个双电极结构单元的两个电极间的电势信号被采集后发送到微控制器模块，微控制器模块控制采集每个双电极结构单元在一段时间内的电势信号作为体表生物电信号，然后对各个双电极结构单元的体表生物电信号进行处理分析，进行结缔组织体表代谢异常位置的识别和显示。
[0016]用卷积函数将每个双电极结构单元的体表生物电信号自身和其他一个双电极结构单元的体表生物电信号进行互相关计算获得绝对时间延迟量，然后求取当前双电极结构单元的所有绝对时间延迟量的平均值作为时间延迟量平均值，再求取所有双电极结构单元的时间延迟量平均值的平均值并额外加时间偏移量获得时间阈值，将每个双电极结构单元的时间延迟量平均值和时间阈值进行比较：
[0017]若时间延迟量平均值大于时间阈值，则该时间延迟量平均值对应的双电极结构单元处为结缔组织体表代谢异常处；
[0018]若时间延迟量平均值不大于时间阈值，则时间延迟量平均值对应的双电极结构单元处不为结缔组织体表代谢异常处。
[0019]所述微控制器模块中，计算各个双电极结构单元的体表生物电信号在特定频段的小波功率，获取各个双电极结构单元的结缔组织体表代谢的活跃度信息，并据此产生显示控制信号发送到图像显示模块对各个图像显示色块进行显示。
[0020]所述微控制器模块中，计算每个双电极结构单元的体表生物电信号在0.05
‑
0.25Hz频段的小波功率的大小，再根据小波功率的大小处理获得小波能量，根据小波能量进行归一化后转换为色块亮度，进而控制双电极结构单元对应的图像显示色块进行显示。
[0021]本专利技术使用半环形结构的电极阵列贴附于人体皮肤合适的位置，获取皮肤表面的电势信号并提取结缔组织电势所处频段的特征，实时采集人体结缔组织代谢的数据，最后根据数据的信号特征实时图像显示代谢异常的位置。
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术结构简单测量方便，能够测量结缔组织电势变化进行体表代谢监测，能够实时采集数据并图像显示。
[0024]本专利技术通过对数据的阵列式采集，获取与皮肤表面位置相关的反映结缔组织代谢状态的疾病特征，可以利用这些数据特征进行与慢性精神疾病、结缔组织损伤相关的诊断。
附图说明
[0025]图1是双电极结构和阵列示意图；
[0026]图2是设备使用演示示意图；
[0027]图3为主机部分的框架示意图。
[0028]图4是实施例一的示意图；
[0029]图5是实施例二的示意图。
[0030]图中：主机1、连接导线2、阵列式电极3。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0032]如图2所示，装置包括主机1、连接导线2和阵列式电极3；阵列式电极3经连接导线2和主机1电连接，阵列式电极3贴附在所需监测的体表表面，阵列式电极3主要由多个双电极结构单元阵列在表面排布而成。装置使用阵列式电极采集体表生物电信号。
[0033]具体实施中，阵列式电极的布置位置为从所需监测的体表区域的角点A处开始延伸至角点B处，起始位置电极0号即x
‑
y坐标用来标注体表位置信息。
[0034]如图1所示，双电极结构单元是主要由两个半环形的电极间隔不接触地相对布置构成，且两个半环形的电极分别为参考电极(数字序号
‑
)和测量电极(数字序号+)。阵列式电极采用半环形的电极结构，用于人体代谢状态的保护和监测。
[0035]一个双电极结构单元中的两个电极必须为一个参考电极和一个测量电极，但不限制位置关系，且功能可以通过微控制器模块控制模数转换模块调整互换，但不做功能限定。
[0036]不同双电极结构单元的参考电极可以只使用任意一个双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置，其特征在于：包括主机(1)、连接导线(2)和阵列式电极(3)；阵列式电极(3)经连接导线(2)和主机(1)电连接，阵列式电极(3)贴附在所需监测的体表，阵列式电极(3)主要由多个双电极结构单元阵列排布而成。2.根据权利要求1所述的一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置，其特征在于：所述的双电极结构单元是主要由两个半环形的电极间隔相对布置构成，且两个半环形的电极分别为参考电极和测量电极。3.根据权利要求1所述的一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置，其特征在于：不同双电极结构单元的参考电极共用串联一起连接或者独立连接。4.根据权利要求1所述的一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置，其特征在于：所述的主机部分包括无源低通滤波模块、差分放大模块、模数转换模块、微控制器模块和无线模块；阵列式电极(3)的各个双电极结构单元均连接到无源低通滤波模块，无源低通滤波模块依次经差分放大模块和模数转换模块后连接到微控制器模块，微控制器模块经无线模块接入互联网。5.根据权利要求4所述的一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置，其特征在于：所述的主机部分的无源低通滤波模块包括数量为阵列式电极(3)中的双电极结构单元数目两倍的阵列RC滤波电路，RC滤波电路的输入和阵列式电极(3)中的双电极结构单元连接，RC滤波电路的输出与差分放大模块的输入端相连。6.根据权利要求4所述的一种用于结缔组织体表代谢异常监测的穿戴式装置，其特征在于：还包括图像显示模块，图像显示模块连接到微控制器模块，接收来自微控制器模块发送过来的信号进行显示，图像显示模块按照和各个双电极结构单元阵列排布相同的排布呈现显示多个图像显示色块，所显示的图像显示色块和阵列式电极中的双电极结构单元一一对应。7.应用于权利要求1所述穿戴...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹军杰，李宇波，冯文思，蒋轲，汪小知，骆季奎，
申请(专利权)人：海宁市产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：