[0001] 本申请涉及人体监测设备技术领域，具体而言，涉及一种监测设备。

[0002] 目前，研究报道的可重复使用的长时间监测心率/心电和呼吸的带体设备，主要是将心电电极和应变传感器分别装配于不同带体上，使用不同采集模块来实现，这样才能同时使得心率/心电监测的电极位置稳定，呼吸监测的应变传感器被拉伸，心率/心电和呼吸信号的彼此不会产生干扰，检测准确性高。

[0003] 多数技术中的监测设备为仅装备心电电极的心率/心电带和仅配有应变传感器，功能单一，多功能监测成本高；个别技术中也尝试外接其他监测部件，提供多项监测功能，例如，通过导连线在呼吸带上外接一次性心电电极，使用相同采集模块，可同时监测心电和呼吸信号，但是外接一次性电极穿戴繁琐、不舒适，不可长时间使用，运动情况信号干扰大。此类监测设备使用受限，采集的信号稳定性、重复性、可靠性都存在较大隐患。

[0004] 在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

[0023] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0024] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0025] 应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

[0026] 正如背景技术所介绍的，现有技术中不能使用同一个带体准确地监测心率/心电和呼吸，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种监测设备。

[0027] 图1是根据本发明实施例的监测设备的结构示意图，如图1所示，该监测设备包括：

[0028] 弹性穿戴载体10，用于穿戴在用户的身上；

[0029] 电极组件20，位于上述弹性穿戴载体10的表面上，上述电极组件20包括至少一个电极对，各上述电极对包括两个电极，分别为第一电极和第二电极；

[0030] 应变传感器30，位于上述弹性穿戴载体10的表面上或者上述弹性穿戴载体的内部，且应变传感器30位于各上述电极对的上述第一电极和上述第二电极之间。

[0031] 上述监测设备中，电极组件的各电极对和应变传感器均位于弹性穿戴载体表面，且应变传感器位于各上述电极对的第一电极和第二电极之间，使得弹性穿戴载体穿戴在用户的身上时，应变传感器位于左右肋骨的之间的间隙处，应变传感器通过用户呼吸时左右肋骨相对距离的变化检测呼吸，各电极对的第一电极和第二电极分别位于左右肋骨处，各电极对的第一电极和第二电极在用户呼吸时相对左右肋骨位置的皮肤的位置稳定，以保证检测心率/心电的准确性，从而实现了使用同一个弹性穿戴载体既可以准确地监测心率/心电，又可以准确地监测和呼吸。

[0032] 需要说明的是，应变传感器可以位于上述弹性穿戴载体的表面上，也可以位于其内部。对于位于内部的情况来说，该弹性穿戴载体应该具有容纳空间，内部就是指容纳空间内。对于位于表面上的情况来说，对应的该弹性穿戴载体可以具有容纳空间，也可以不具有容纳空间，并且，应变传感器可以与电极组件位于同一侧的表面上，也可以位于不同侧的表面上。

[0033] 还需要说明的是，上述应变传感器捕捉到织带的拉伸应变，并将其转换为电信号，即呼吸信号，即当用户胸部或腹部的围度随呼吸而变化时，弹性穿戴载体也会随之发生长度变化，从而建立了胸部或腹部围度与应变传感器长度和电信号变化的对应关系，以监测呼吸的频率、次数和深浅等，上述电极组件的电极对与皮肤接触，即可监测到实时心电/心率信号。

[0034] 还需要说明的是，如图2和图3所示，监测设备100的弹性穿戴载体的穿戴位置为胸围下线和肚脐之间的部位，该部位人体的剖面图大致为一不规则的椭圆，在椭圆的上半部分的左右两侧分别有左右肋骨，中部无骨结构。当人体吸气时，左右肋骨同时向身体外侧轻微移动，同时，左右肋骨之间的距离增大，即胸扩运动，当人体呼气时，左右肋骨同时向身体内侧轻微移动，同时，左右肋骨之间的距离减小，即胸部回缩。借助上述人体特征，弹性穿戴载体的穿戴位置位于胸围下线和肚脐之间，即使得电极对的第一电极和第二电极分别位于在该位置左右肋骨外面，应变传感器位于在左右肋骨中间的空隙位置，以实现在同一条带子上既能保证电极位置稳定，又能使应变传感器可以捕捉到呼吸引起的胸围或腹部围度的变化。另外，弹性穿戴载体的穿戴位置针对不同体型人群之间有所差别，例如，以身高175cm的成年男性为例，穿戴位置可选胸围线下5cm左右处。

[0035] 另外，在同一采集位置，电极与皮肤接触压力、面积越大，则采集到的心电信号越准确，为便于施加压强和增加接触面积，电极组件设置在弹性穿戴载体靠近用户身体的一侧。

[0036] 本申请的一种实施例中，上述电极对有一个，且上述电极对的上述第一电极和上述第二电极之间的距离在5～20cm之间。具体地，将电极对的第一电极和第二电极之间的距离设置在上述范围内，进一步保证弹性穿戴载体穿戴在用户的身上时，电极对的第一电极和第二电极分别位于左右肋骨处，从而保证各电极对的第一电极和第二电极在用户呼吸时相对左右肋骨位置的皮肤的位置稳定，有效避免了因呼吸扩胸运动而引起的干扰，从而进一步保证了心率/心电的检测的准确性。

[0037] 本申请的另一种实施例中，上述电极对有多个，且各上述电极对的上述第一电极和上述第二电极之间的距离在5～20cm之间。具体地，这样可以进一步保证各电极对检测的信号的准确性，并且，可以采用多个电极对获取的多个信号计算用户的心率/心电，比如，可以计算各电极对采集得到的信号的平均值，也可以根据各电极对的位置确定各电极对对应权重，从而根据各电极对对应的权重和信号计算用户的心率/心电，这样可以进一步保证可以准确地监测用户的心率/心电。

[0038] 本申请的一种实施例中，上述监测设备包括至少一个驱动电极，上述的电极对的两个电极用于获取心率/心电信号，驱动电极向人体注入一个与共模干扰反相的电流信号，驱动电极可以提高共模抑制比，从而获得更准确的心电波形。

[0039] 本申请的一种实施例中，上述电极组件还包括非弹性织物层，上述非弹性织物层位于上述弹性穿戴载体的表面上且位于上述应变传感器的至少一侧，上述电极位于上述非弹性织物层的远离上述弹性穿戴载体的一侧。具体地，电极与非弹性织物层通过热熔胶膜热压或者缝纫而结合，非弹性织物层不会随着胸围变化发生形变，这样在弹性穿戴载体发生弹性形变时，非弹性织物层不会发生弹性形变，这样在其上的电极就不会发生移动，从而进一步保证了电极检测心率/心电的准确性。

[0040] 更为具体地，上述非弹性织物层可以为非织造布、不可拉伸但柔软的机织布或者编织物，当然，非弹性织物层不限于此，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的非弹性织物层。

[0041] 需要说明的是，本申请中的非弹性织物层的个数可以与电极的个数相同，且二者一一对应设置，即一个非弹性织物层上设置有一个电极。当然，非弹性织物层的个数与电极的个数也可以不同，例如，在有多个电极对的情况下，非弹性织物层可以有两个且间隔设置，所有的第一电极位于一个非弹性织物层上，所有的第二电极位于另一个非弹性织物层上；再例如，有的电极可以不设置在非弹性织物层上，这样检测的结果可能相对来说较差些。

[0042] 本申请的一种优选的实施例中，上述电极和弹性穿戴载体之间均设置有非弹性织物层，这样能够进一步保证监测得到的心率/心电更为准确。

[0043] 本申请的一种实施例中，上述电极组件还包括填充物层，上述填充物层位于上述非弹性织物层和上述电极之间且位于上述应变传感器的至少一侧。该填充物层可以填充在非弹性织物层和电极之间，进一步避免在弹性穿戴载体弹性形变时，电极位置保持相对稳定，即不发生滑移，进一步避免因呼吸扩胸运动而引起的心率/心电信号噪声，进一步保证信号的稳定获取。

[0044] 另外，本领域技术人员公知的是，电极对在保持一定的湿润状态时，测试结果更加准确，所以，在开始测试时，会在测试电极上设置水，使得电极保持湿润状态，但是随着时间的变化，水会逐渐变少，而上述的填充物层可以起到一个蓄水的功能，其内可以储存部分水，相对于没有上述的填充物层的电极组件来说，该组件的测试效果更好，测试更准确，且无需人在较短时间间隔内在电极上再设置水。

[0045] 更为具体地，上述填充物可选用羽绒、人造绵、海绵，具体的材质可以为PU、PE、EVA、纤维棉、明胶等，优选地，填充物为发泡PU，其密度和形状都可调节，当然，填充物不限于此，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的填充物。

[0046] 本申请的一种实施例中，如图1所示，上述监测设备还包括数据处理模块40和连接件50，其中，上述数据处理模块40分别与上述应变传感器30和上述电极组件20电连接，上述数据处理模块40至少用于对上述电极组件和上述应变传感器30检测的信号进行存储；上述连接件50用于连接上述电极组件20和上述数据处理模块40以及用于连接上述应变传感器30和上述数据处理模块40。

[0047] 具体地，上述数据处理模块包含壳体、PCB板、处理模块、金属按扣和电池，该数据处理模块采用可拆卸式按扣连接，上述连接件包括为漆包线、导电纱线、导电布料和具有拉伸能力的柔性电路板，漆包线通过波浪形布置获得拉伸能力，漆包线的一端连接应变传感器和电极组件，另一端与数据处理模块的金属按扣电连接，使得电极组件和应变传感器分别与数据处理模块电连接。

[0048] 当然，本申请中的数据处理模块和连接件并不限于上述列举的结构或者形式，还可以为其他的结构或者形式，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的数据处理模块和连接件。

[0049] 具体地，数据处理模块的数据处理过程中，数据处理模块通过两路独立的模拟信号调理电路，分别对电极组件检测的心电/心率信号和应变传感器检测的呼吸信号进行放大与滤波处理。心电/心率电路采集人体表的微弱电压信号，然后将调理好的信号输送给数据采集模块的ADC采集口，呼吸电路向应变传感器供电，将传感器的电阻等信号转化成可直接测量的电压信号，然后将信号输出给数据采集模块的ADC采集口，数据处理模块中的MCU按照设定的采样率接收调理过的心电/心率与呼吸信号，然后将AD值做算法分析，并存储检测结果或者通过蓝牙、WiFi或者移动网络传输至用户的终端设备。

[0050] 本申请的一种实施例中，上述数据处理模块位于上述弹性穿戴载体的表面上且位于各上述电极对的上述第一电极和上述第二电极之间，使得用户穿戴弹性穿戴载体时，数据处理模块位置不影响人的正常生活和学习，提高使用舒适度。

[0051] 本申请的一种实施例中，上述弹性穿戴载体为弹性织带或胸罩，便于应变传感器捕捉到呼吸引起的胸围或腹部围度的变化，且方便穿戴，具备一定穿戴舒适性，适合长期、多次重复使用。

[0052] 本申请的一种实施例中，上述弹性穿戴载体还包括本体部和长度调节部，上述电极组件、上述应变传感器以及数据处理模块位于上述本体部的表面上，上述长度调节部与上述本体部连接。具体地，上述本体部长度固定，保证用户穿戴弹性穿戴载体时，电极组件和应变传感器贴合在用户身体上，提高检测的准确性，长度调节部可以调节弹性穿戴载体的松紧，提高舒适性，且能够适用于不同体重的用户。

[0053] 本申请的一种实施例中，上述电极包括纺织结构和位于上述纺织结构表面上的导电物。具体地，纺织结构可以为非织造布，上述电极是通过在非织造布表面涂抹、电镀、印刷、浸泡导电物而形成，相比于针织物，非织造布表面更加致密，利于导电物分布均匀。当然，电极也不限于上述结构，本领域技术人员可以根据实际情况选择其他结构的电极，例如，导电纱线针织而成的电极。

[0054] 本申请的一种实施例中，上述应变传感器为织物应变传感器，更为具体地，上述应变传感器可以为电容式、电阻式或压电式的织物应变传感器，使得应变传感器检测呼吸时胸围变化更加灵敏，提高检测准确性，当然，应变传感器也不限于织物应变传感器，本领域技术人员可以根据实际情况选择其他的应变传感器。

[0055] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

[0056] 本申请的监测设备中，电极组件的各电极对和应变传感器均位于弹性穿戴载体表面，且应变传感器位于各上述电极对的第一电极和第二电极之间，使得弹性穿戴载体穿戴在用户的身上时，应变传感器位于左右肋骨的之间的间隙处，应变传感器通过用户呼吸时左右肋骨相对距离的变化检测呼吸，各电极对的第一电极和第二电极分别位于左右肋骨处，各电极对的第一电极和第二电极在用户呼吸时相对左右肋骨位置的皮肤的位置稳定，以保证检测心率/心电的准确性，从而实现了使用同一个弹性穿戴载体既可以准确地监测心率/心电，又可以准确地监测和呼吸。

[0057] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。