專利名稱：生理信號(hào)非接觸采集方法及非接觸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到生理信號(hào)采集領(lǐng)域，特別涉及到一種生理信號(hào)非接觸采集方法及非接觸傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的人體生理信號(hào)采集裝置，需要通過(guò)將信號(hào)電極與人體皮膚緊密接觸，以采集肌肉產(chǎn)生的壓力信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行處理，獲取人體重要的生理信號(hào)，比如心跳、呼吸以及抽搐等生理信號(hào)。上述人體生理信號(hào)采集裝置，在進(jìn)行生理信號(hào)的采集過(guò)程中需要與人體皮膚緊密接觸，在使用過(guò)程中將會(huì)給使用者帶來(lái)諸多不便；同時(shí)，采集時(shí)需將信號(hào)電極黏貼于人體皮膚表面，可能由于每次黏貼的人體皮膚位置不同等原因形成不同的阻抗，從而導(dǎo)致采集的信號(hào)的強(qiáng)度(振幅)不穩(wěn)定，使得可能無(wú)法準(zhǔn)確采集到所需要的生理信號(hào)，比如心跳的強(qiáng)度
信號(hào)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種生理信號(hào)非接觸采集方法，提升生理信號(hào)采集的便利性。本發(fā)明提出一種生理信號(hào)非接觸采集方法，包括步驟獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)。優(yōu)選地，所述處理包括電信號(hào)的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，所述方法還包括通過(guò)無(wú)線透?jìng)鲗⑺錾硇盘?hào)輸出。本發(fā)明還提出一種非接觸傳感器，包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元，獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；信號(hào)產(chǎn)生及處理單元，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)。優(yōu)選地，所述信號(hào)產(chǎn)生及處理單元包括傳感器，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生模擬電信號(hào)；信號(hào)放大電路，將所述模擬電信號(hào)放大；濾波電路，對(duì)放大后的模擬電信號(hào)進(jìn)行濾波，獲取所需要的人體的生理信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換電路，將濾波后的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。優(yōu)選地，所述非接觸傳感器還包括無(wú)線透?jìng)麟娐罚瑢⑺鰯?shù)字信號(hào)通過(guò)無(wú)線透?jìng)鬏敵?。?yōu)選地，所述非接觸傳感器還包括電源單元，提供電源；
電源管理單元，管理所述電源單元。優(yōu)選地，所述電源單元包括蓄電池。本發(fā)明通過(guò)獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號(hào)，使生理信號(hào)的獲取更加便捷；同時(shí)，使用無(wú)線技術(shù)將獲取的生理信號(hào)傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，將信號(hào)采集與進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等操作進(jìn)行分離，進(jìn)一步方便生理信號(hào)的采集。


圖1是本發(fā)明生理信號(hào)非接觸采集方法一實(shí)施例的步驟流程示意圖；圖2是本發(fā)明生理信號(hào)非接觸采集方法一實(shí)施例的硬件架構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明生理信號(hào)非接觸采集方法另一實(shí)施例的步驟流程示意圖；圖4是本發(fā)明生理信號(hào)非接觸采集方法另一實(shí)施例的硬件架構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明非接觸傳感器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明非接觸傳感器一實(shí)施例中信號(hào)產(chǎn)生及處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明非接觸傳感器一實(shí)施例中信號(hào)產(chǎn)生及處理單元的另一結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照?qǐng)D1，提出本發(fā)明一種生理信號(hào)非接觸采集方法一實(shí)施例。該方法可包括步驟S10、獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；步驟S11、根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)生理信號(hào)的采集通常需要與皮膚進(jìn)行直接接觸，本實(shí)施例中的生理信號(hào)非接觸采集方法可通過(guò)非直接接觸獲取人體壓力并轉(zhuǎn)換為拉伸力，再根據(jù)拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后可取得人體的生理信號(hào)。該處理可包括電信號(hào)的放大、濾波以及A/ D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換等操作。上述生理信號(hào)包括呼吸、心跳、抽搐以及運(yùn)動(dòng)等信號(hào)。參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中需應(yīng)用的硬件架構(gòu)包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元21、傳感器22、信號(hào)放大電路23、濾波電路M以及A/D轉(zhuǎn)換電路25等。上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元21的外形結(jié)構(gòu)可為波浪形柔性體，可設(shè)置于床墊、座墊、靠墊以及腳墊等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具時(shí)獲取使用者的人體壓力。由于波浪形柔性體受壓后該波浪區(qū)域可將壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力，因此通過(guò)該拉伸力轉(zhuǎn)換單元21 則可將人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。使用者可在日常生活中隨時(shí)隨地即可使用，十分便利。上述傳感器22可與上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元21連接，根據(jù)上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元21所轉(zhuǎn)換取得的拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)，完成(拉伸)力信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。該傳感器22可為任意可將拉伸力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感元件。該電信號(hào)通常為模擬信號(hào)。上述信號(hào)放大電路23可與上述傳感器22連接，對(duì)該傳感器22產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行放大，以便對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行濾波操作。該信號(hào)放大電路23對(duì)電信號(hào)的放大程度，可根據(jù)具體需要而定。上述濾波電路M可與上述信號(hào)放大電路23連接，對(duì)該信號(hào)放大電路23放大后的電信號(hào)進(jìn)行濾波。該濾波電路M可通過(guò)設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，濾掉不需要的信號(hào)頻段，獲取需要的電信號(hào)，比如可過(guò)濾掉0. 7Hz 3Hz之外的信號(hào)，取得心跳信號(hào)(頻率通常為0. 7Hz 3Hz)。該濾波電路M可通過(guò)設(shè)置頻率等參數(shù)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾從而獲取所需要的生理信號(hào)。上述A/D轉(zhuǎn)換電路25可與上述濾波電路M連接，可將濾波后的電信號(hào)進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。由于上述傳感器22所產(chǎn)生的電信號(hào)通常為模擬電信號(hào)，則該濾波后的電信號(hào)也為模擬電信號(hào)。該A/D轉(zhuǎn)換電路25可將該模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，方便對(duì)信號(hào)的進(jìn)一步處理以及傳輸?shù)炔僮鳌⒄請(qǐng)D3，在另一實(shí)施例中，上述方法還可包括步驟S12、通過(guò)無(wú)線透?jìng)鲗⑺錾硇盘?hào)輸出。為增強(qiáng)人體的生理信號(hào)采集的便利性，可將生理信號(hào)的采集與生理信號(hào)的進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等進(jìn)行分離。在采集到所需要的生理信號(hào)后，可通過(guò)無(wú)線透?jìng)骷夹g(shù)將該生理信號(hào)傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，以進(jìn)行進(jìn)一步的分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等。實(shí)現(xiàn)該生理信號(hào)的無(wú)線透?jìng)鳎?需在上述硬件架構(gòu)上增設(shè)無(wú)線透?jìng)麟娐飞颉?參照?qǐng)D4)上述生理信號(hào)非接觸采集方法，通過(guò)獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號(hào)，使生理信號(hào)的獲取更加便捷；同時(shí)，使用無(wú)線技術(shù)將獲取的生理信號(hào)傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，將信號(hào)采集與進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等操作進(jìn)行分離，進(jìn)一步方便生理信號(hào)的采集。參照?qǐng)D5，提出本發(fā)明一種非接觸傳感器30的一實(shí)施例。該非接觸傳感器30可包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元31以及信號(hào)產(chǎn)生及處理單元32等；該拉伸力轉(zhuǎn)換單元31，獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；該信號(hào)產(chǎn)生及處理單元32，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)。本實(shí)施例中的非接觸傳感器30可通過(guò)非直接接觸獲取人體壓力并轉(zhuǎn)換為拉伸力，再根據(jù)拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后可取得人體的生理信號(hào)。該處理可包括電信號(hào)的放大、濾波以及A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換等操作。參照?qǐng)D6，上述信號(hào)產(chǎn)生及處理單元32進(jìn)一步包括傳感器321、信號(hào)放大電路 322、濾波電路323以及A/D轉(zhuǎn)換電路324 ；該傳感器321，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生模擬電信號(hào)； 該信號(hào)放大電路322，將所述模擬電信號(hào)放大；該濾波電路323，對(duì)放大后的模擬電信號(hào)進(jìn)行濾波，獲取所需要的人體的生理信號(hào)；該A/D轉(zhuǎn)換電路324，將濾波后的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元31的外形結(jié)構(gòu)可為波浪形柔性體，可設(shè)置于床墊、座墊、靠墊以及腳墊等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具時(shí)獲取使用者的人體壓力。由于波浪形柔性體受壓后該波浪區(qū)域可將壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力，因此通過(guò)該拉伸力轉(zhuǎn)換單元31 則可將人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。使用者可在日常生活中隨時(shí)隨地即可使用，十分便利。上述傳感器321可與上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元31連接，根據(jù)上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元31 所轉(zhuǎn)換取得的拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)，完成(拉伸)力信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。該傳感器321可為任意可將拉伸力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感元件。該電信號(hào)通常為模擬信號(hào)。上述信號(hào)放大電路322可與上述傳感器321連接，對(duì)該傳感器321產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行放大，以便對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行濾波操作。該信號(hào)放大電路322對(duì)電信號(hào)的放大程度，可根據(jù)具體需要而定。上述濾波電路323可與上述信號(hào)放大電路322連接，對(duì)該信號(hào)放大電路322放大后的電信號(hào)進(jìn)行濾波。該濾波電路323可通過(guò)設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，濾掉不需要的信號(hào)頻段， 獲取需要的電信號(hào)，比如可過(guò)濾掉0. 7Hz 3Hz之外的信號(hào)，取得心跳信號(hào)(頻率通常為 0. 7Hz 3Hz)。該濾波電路323可通過(guò)設(shè)置頻率等參數(shù)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾從而獲取所需要的生理信號(hào)。上述A/D轉(zhuǎn)換電路3M可與上述濾波電路323連接，可將濾波后的電信號(hào)進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。由于上述傳感器321所產(chǎn)生的電信號(hào)通常為模擬電信號(hào)，則該濾波后的電信號(hào)也為模擬電信號(hào)。該A/D轉(zhuǎn)換電路3M可將該模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)， 方便對(duì)信號(hào)的進(jìn)一步處理以及傳輸?shù)炔僮?。參照?qǐng)D7，在另一實(shí)施例中，上述非接觸傳感器30還包括無(wú)線透?jìng)麟娐?25，將所述數(shù)字信號(hào)通過(guò)無(wú)線透?jìng)鬏敵觥樵鰪?qiáng)人體的生理信號(hào)采集的便利性，可將生理信號(hào)的采集與生理信號(hào)的進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等進(jìn)行分離。在采集到所需要的生理信號(hào)后，可通過(guò)上述無(wú)線透?jìng)麟娐?25 將該生理信號(hào)傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，以進(jìn)行進(jìn)一步的分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等。上述非接觸傳感器30還包括電源單元以及電源管理單元；該電源單元，提供電源；該電源管理單元，管理所述電源單元。上述電源單元可為蓄電池，可為上述非接觸傳感器30提供電源。該非接觸傳感器 30通過(guò)上述電源管理單元對(duì)該蓄電池進(jìn)行管理。上述電源單元還可為連接外部電源的連接部件，通過(guò)接入外部電源為上述非接觸傳感器30提供電源。該非接觸傳感器30通過(guò)上述電源管理單元對(duì)該連接部件進(jìn)行管理。上述非接觸傳感器30，通過(guò)獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號(hào)，使生理信號(hào)的獲取更加便捷；同時(shí)，使用無(wú)線技術(shù)將獲取的生理信號(hào)傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，將信號(hào)采集與進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲(chǔ)等操作進(jìn)行分離，進(jìn)一步方便生理信號(hào)的采集。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生理信號(hào)非接觸采集方法，其特征在于，包括步驟 獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生理信號(hào)非接觸采集方法，其特征在于，所述處理包括電信號(hào)的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生理信號(hào)非接觸采集方法，其特征在于，所述方法還包括通過(guò)無(wú)線透?jìng)鲗⑺錾硇盘?hào)輸出。
4.一種非接觸傳感器，其特征在于，包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元，獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；信號(hào)產(chǎn)生及處理單元，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述信號(hào)產(chǎn)生及處理單元包括 傳感器，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生模擬電信號(hào)；信號(hào)放大電路，將所述模擬電信號(hào)放大；濾波電路，對(duì)放大后的模擬電信號(hào)進(jìn)行濾波，獲取所需要的人體的生理信號(hào)； A/D轉(zhuǎn)換電路，將濾波后的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述非接觸傳感器還包括 無(wú)線透?jìng)麟娐?，將所述?shù)字信號(hào)通過(guò)無(wú)線透?jìng)鬏敵觥?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述非接觸傳感器還包括 電源單元，提供電源；電源管理單元，管理所述電源單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述電源單元包括蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種生理信號(hào)非接觸采集方法及非接觸傳感器。該方法包括步驟獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號(hào)并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號(hào)。本發(fā)明通過(guò)獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號(hào)，使生理信號(hào)的獲取更加便捷。
文檔編號(hào)A61B5/00GK102370463SQ20111025534
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者柳絮芳, 湯晅 申請(qǐng)人:深圳市視聆科技開發(fā)有限公司