用於屏蔽電磁波的生物電信號採集裝置的製作方法
2023-05-19 15:47:01 1
本發明涉及生物信號採集技術領域，尤其涉及用於屏蔽電磁波的生物電信號採集裝置。
背景技術：
生物電極可以用於感測存在於身體內的各種電信號，諸如心電信號和腦電信號。這些身體信號在強度上非常低，並且因此受到來自各個源的電幹擾，如來自手機、電腦、工業交流電以及其他電器產生的電磁波的幹擾、以及患者衣物所產生的靜電的幹擾。尤其是腦電信號，極易受低頻電磁波的幹擾。因此急需要一種能夠屏蔽此類電磁波的裝置，以保護身體信號尤其是腦電信號免其幹擾。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種用於屏蔽電磁波的生物電信號採集裝置，能夠對外部電磁波進行屏蔽，使所測得的生物信號免受電磁波的幹擾。
第一方面，本發明提供了一種用於屏蔽電磁波的生物電信號採集裝置，所述裝置包括：生物電極，具有屏蔽結構的信號傳輸線；其中，所述信號傳輸線的一端與所述生物電極1電連接，另一端與信號處理裝置電連接；
所述生物電極用於採集生物信號；
所述信號傳輸線用於傳輸生物信號以及屏蔽電磁波。
進一步地，所述信號傳輸線包括：信號線，第一屏蔽層；其中，所述信號線的一端與所述生物電極電連接，另一端與與所述信號處理裝置電連接；所述第一屏蔽層包裹在所述信號線的外圍。
進一步地，所述第一屏蔽層由高磁導率材料製成，其中，所述高磁導率材料為對100hz電磁波的磁導率μ>100h/m的材料。
進一步地，所述高磁導率材料為鐵、鐵氧體、矽鋼、鎳鋼、坡莫合金中的任意一種。
進一步地，所述第一屏蔽層由超導材料製成。
進一步地，所述信號傳輸線包括：信號線，第一屏蔽層，絕緣層，第二屏蔽層；
其中，所述信號線的一端與所述生物電極電連接，另一端與與所述信號處理裝置電連接；
其中，所述第一屏蔽層包裹在所述信號線的外圍，所述第二絕緣層包裹在所述第一屏蔽層的外圍，所述第二屏蔽層包裹在所述第二絕緣層的外圍。
進一步地，所述第一屏蔽層由高磁導率材料製成，所述第二屏蔽層由高電導率材料製成；其中，所述高磁導率材料為對100hz電磁波的磁導率μ>100h/m的材料，所述高電導率材料為電阻<0.0000001ω/m的材料。
進一步地，所述第一屏蔽層由高電導率材料製成，所述第二屏蔽層由高磁導率材料製成；其中，所述高電導率材料為電阻100h/m的材料。
進一步地，所述高磁導率材料為鐵、鐵氧體、矽鋼、鎳鋼、坡莫合金中的任意一種；所述高電導率材料為銅、銀、鋁中的任意一種。
進一步地，所述信號線為多條，每條信號線分別連接一個生物電極，所述第一屏蔽層同時包裹多條所述信號線。
由上述技術方案可知，本發明提供一種用於屏蔽電磁波的生物電信號採集裝置，能夠對外部電磁波進行屏蔽，使所測得的生物信號免受電磁波的幹擾。
附圖說明
圖1為本發明實施例一和實施例二提供的生物電信號採集裝置的結構示意圖。
圖2為本發明實施例三和實施例四提供的生物電信號採集裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
實施例一
圖1示出了實施例一提供的生物電信號採集裝置的結構示意圖，如圖所示，所述裝置包括：生物電極1，具有屏蔽結構的信號傳輸線2；其中，所述信號傳輸線2的一端與所述生物電極1電連接，另一端與信號處理裝置電連接；所述生物電極1用於連接生物體採集生物信號，所述信號傳輸線2用於將生物電極1採集到生物信號傳輸至信號處理裝置，並通過屏蔽結構屏蔽電磁波。
優選地，所述屏蔽結構為第一屏蔽層22，所述信號傳輸線2為包括信號線21、第一屏蔽層22的同軸電纜；其中，所述信號線21為包有絕緣層的導電體，所述信號線21的一端與所述生物電極1電連接，電連接方式包括但不限於插孔式連接、夾式連接、焊接連接等多種方式。信號線21的另一端與與所述信號處理裝置電連接，用於接收和傳輸醫用電極採集到腦電信號，並將該信號傳輸至對應的信號處理裝置，如腦電圖設備或心電圖設備；其中，所述第一屏蔽層22包裹在所述信號線21的外圍，用於屏蔽外部電磁波對該生物信號的幹擾。
其中，對應的信號處理裝置上通常可同時連接多條信號傳輸線2，每條信號傳輸線2均連接有生物電極1，可同時採集和傳輸多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物信號。對於採集多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物一項，也可以通過以下方式進行處理：信號處理裝置同時連接多條信號線21，且第一屏蔽層22同時包裹多條信號線21，即能達到屏蔽效果，同時也能減少屏蔽層的用料，節省成本。
進一步優選地，所述第一屏蔽層22由高磁導率材料製成，所述高磁導率材料優選為對100hz電磁波的磁導率μ>100h/m的材料，並具體優選為鐵、鐵氧體、矽鋼、鎳鋼、坡莫合金中的任意一種，但並不限於以上列舉的幾種材料，還可以其他的鐵磁材料和軟磁材料。所述第一屏蔽層22採用該種材料，可有效屏蔽信號傳輸線2周圍的低頻電磁波。
優選地，所述生物電極1除與生物體直接或間接接觸的區域之外，該生物電極1的其它部分外圍均包裹有電極屏蔽層，該電極屏蔽層用於屏蔽電極周圍的電磁波對所採集的生物信號的幹擾。
可選地，所述電極屏蔽層的外部也可增加電極絕緣層，覆蓋在電極屏蔽層的外圍，該電極絕緣層可選擇熱塑性材料，用於實現與其他可能出現的電危害的絕緣，所述電極屏蔽層和電極絕緣層並未在附圖中詳細示出，但不影響本領域技術人員對本方案的理解。
優選地，所述生物電極1可以是腦電電極或心電電極，用於測試腦電信號或心電信號，也可以是其它類型的生物電極1，用於測試其它類型的生物信號。同時，所述生物電極的類型可以是日常使用的夾式電極、平板電極、吸附電極、圓盤電極等，圖1不用於限制其形狀、尺寸等。
實施例二
圖1示出了實施例二提供的生物電信號採集裝置的結構示意圖，如圖所示，所述裝置包括：生物電極1，具有屏蔽結構的信號傳輸線2；其中，所述信號傳輸線2的一端與所述生物電極1電連接，另一端與信號處理裝置電連接；所述生物電極1用於連接生物體採集生物信號，所述信號傳輸線2用於將生物電極1採集到生物信號傳輸至信號處理裝置，並通過屏蔽結構屏蔽電磁波。
優選地，所述屏蔽結構為第一屏蔽層22，所述信號傳輸線2為包括信號線21、第一屏蔽層22的同軸電纜；其中，所述信號線21為包有絕緣層的導電體，所述信號線21的一端與所述生物電極1電連接，電連接方式包括但不限於插孔式連接、夾式連接、焊接連接等多種方式。信號線21的另一端與與所述信號處理裝置電連接，用於接收和傳輸醫用電極採集到腦電信號，並將該信號傳輸至對應的信號處理裝置，如腦電圖設備或心電圖設備；其中，所述第一屏蔽層22包裹在所述信號線21的外圍，用於屏蔽外部電磁波對該生物信號的幹擾。
其中，對應的信號處理裝置上通常可同時連接多條信號傳輸線2，每條信號傳輸線2均連接有生物電極1，可同時採集和傳輸多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物信號。對於採集多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物一項，也可以通過以下方式進行處理：信號處理裝置同時連接多條信號線21，且第一屏蔽層22同時包裹多條信號線21，即能達到屏蔽效果，同時也能減少屏蔽層的用料，節省成本。
進一步優選地，所述第一屏蔽層22由超導材料製成，由於邁斯納效應的存在，超導材料具有良好的抗磁性，幾乎可以屏蔽所有頻段的電磁波，實現全方位的屏蔽。
優選地，所述生物電極1除與生物體直接或間接接觸的區域之外，該生物電極1的其它部分外圍均包裹有電極屏蔽層，該電極屏蔽層用於屏蔽電極周圍的電磁波對所採集的生物信號的幹擾。
可選地，所述電極屏蔽層的外部也可增加電極絕緣層，覆蓋在電極屏蔽層的外圍，該電極絕緣層可選擇熱塑性材料，用於實現與其他可能出現的電危害的絕緣，所述電極屏蔽層和電極絕緣層並未在附圖中詳細示出，但不影響本領域技術人員對本方案的理解。
優選地，所述生物電極1可以是腦電電極或心電電極，用於測試腦電信號或心電信號，也可以是其它類型的生物電極1，用於測試其它類型的生物信號。同時，所述生物電極的類型可以是日常使用的夾式電極、平板電極、吸附電極、圓盤電極等，圖1不用於限制其形狀、尺寸等。
實施例三
圖2示出了實施例三提供的生物電信號採集裝置的結構示意圖，如圖所示，所述裝置包括：生物電極1，具有屏蔽結構的信號傳輸線2；其中，所述信號傳輸線2的一端與所述生物電極1電連接，另一端與信號處理裝置電連接；所述生物電極1用於連接生物體採集生物信號，所述信號傳輸線2用於將生物電極1採集到生物信號傳輸至信號處理裝置，並通過屏蔽結構屏蔽電磁波。
優選地，所述屏蔽結構包括第一屏蔽層22和第二屏蔽層24，所述信號傳輸線22為包括信號線21、第一屏蔽層22、絕緣層23，第二屏蔽層24的同軸電纜；其中，所述信號線21為包有絕緣層的導電體，所述信號線21的一端與所述生物電極1電連接，電連接方式包括但不限於插孔式連接、夾式連接、焊接連接等多種方式。信號線21的另一端與與所述信號處理裝置電連接，用於接收和傳輸醫用電極採集到腦電信號，並將該信號傳輸至對應的信號處理裝置，如腦電圖設備或心電圖設備；其中，所述第一屏蔽層22包裹在所述信號線21的外圍，所述絕緣層23包裹在所述第一屏蔽層22的外圍，所述第二屏蔽層24包裹在所述第二絕緣層23的外圍，兩個屏蔽層共同屏蔽外部電磁波對生物信號的幹擾。
其中，對應的信號處理裝置上通常可同時連接多條信號傳輸線2，每條信號傳輸線2均連接有生物電極1，可同時採集和傳輸多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物信號。對於採集多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物一項，也可以通過以下方式進行處理：信號處理裝置同時連接多條信號線21，且第一屏蔽層22同時包裹多條信號線21，即能達到屏蔽效果，同時也能減少屏蔽層的用料，節省成本。
進一步優選地，所述第一屏蔽層22由高磁導率材料製成，所述高磁導率材料優選為對100hz電磁波的磁導率μ>100h/m的材料，並具體優選為鐵、鐵氧體、矽鋼、鎳鋼、坡莫合金中的任意一種，但並不限於以上列舉的幾種材料，還可以是其他的鐵磁材料和軟磁材料，第一屏蔽層22選用該種材料可有效屏蔽信號線21周圍的低頻電磁波；所述第二屏蔽層24由高電導率材料製成，所述高電導率材料也即低電阻材料，優選為電阻<0.0000001ω/m的材料，並具體優選為銅、銀、鋁中的任意一種，但不僅限於銅、銀、鋁，也可以是其它能夠實現同樣功能的電導材料，第二屏蔽層24採用該種材料，可有效屏蔽外部高頻電磁波以及靜電的幹擾。本實施例採用雙層屏蔽結構，能夠加強屏蔽功能，同時屏蔽多個頻段的電磁波，不僅可以屏蔽低頻電磁波，還可以屏蔽調頻電磁波和靜電。
優選地，所述生物電極1除與生物體直接或間接接觸的區域之外，該生物電極1的其它部分外圍均包裹有電極屏蔽層，該電極屏蔽層用於屏蔽電極周圍的電磁波對所採集的生物信號的幹擾。
可選地，所述電極屏蔽層的外部也可增加電極絕緣層，覆蓋在電極屏蔽層的外圍，該電極絕緣層可選擇熱塑性材料，用於實現與其他可能出現的電危害的絕緣，所述電極屏蔽層和電極絕緣層並未在附圖中詳細示出，但不影響本領域技術人員對本方案的理解。
優選地，所述生物電極1可以是腦電電極或心電電極，用於測試腦電信號或心電信號，也可以是其它類型的生物電極1，用於測試其它類型的生物信號。同時，所述生物電極的類型可以是日常使用的夾式電極、平板電極、吸附電極、圓盤電極等，圖2不用於限制其形狀、尺寸等。
實施例四
圖2示出了實施例四提供的生物電信號採集裝置的結構示意圖，如圖所示，所述裝置包括：生物電極1，具有屏蔽結構的信號傳輸線2；其中，所述信號傳輸線2的一端與所述生物電極1電連接，另一端與信號處理裝置電連接；所述生物電極1用於連接生物體採集生物信號，所述信號傳輸線2用於將生物電極1採集到生物信號傳輸至信號處理裝置，並通過屏蔽結構屏蔽電磁波。
優選地，所述屏蔽結構包括第一屏蔽層22和第二屏蔽層24，所述信號傳輸線22為包括信號線21、第一屏蔽層22、絕緣層23，第二屏蔽層24的同軸電纜；其中，所述信號線21為包有絕緣層的導電體，所述信號線21的一端與所述生物電極1電連接，電連接方式包括但不限於插孔式連接、夾式連接、焊接連接等多種方式。信號線21的另一端與與所述信號處理裝置電連接，用於接收和傳輸醫用電極採集到腦電信號，並將該信號傳輸至對應的信號處理裝置，如腦電圖設備或心電圖設備；其中，所述第一屏蔽層22包裹在所述信號線21的外圍，所述絕緣層23包裹在所述第一屏蔽層22的外圍，所述第二屏蔽層24包裹在所述第二絕緣層23的外圍，兩個屏蔽層共同屏蔽外部電磁波對生物信號的幹擾。
其中，對應的信號處理裝置上通常可同時連接多條信號傳輸線2，每條信號傳輸線2均連接有生物電極1，可同時採集和傳輸多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物信號。對於採集多個生物體的生物信號或同一生物體的多項生物一項，也可以通過以下方式進行處理：信號處理裝置同時連接多條信號線21，且第一屏蔽層22同時包裹多條信號線21，即能達到屏蔽效果，同時也能減少屏蔽層的用料，節省成本。
進一步優選地，所述第一屏蔽層22由高電導率材料製成，所述高電導率材料也即低電阻材料，優選為電阻100h/m的材料，並優選為鐵、鐵氧體、矽鋼、鎳鋼、坡莫合金中的任意一種，但並不限於以上列舉的幾種材料，還可以其他的鐵磁材料和軟磁材料。，第二屏蔽層24選用該種材料可有效屏蔽信號線21周圍的低頻電磁波。本實施例採用雙層屏蔽結構，能夠加強屏蔽功能，同時屏蔽多個頻段的電磁波，不僅可以屏蔽低頻電磁波，還可以屏蔽調頻電磁波和靜電。
優選地，所述生物電極1除與生物體直接或間接接觸的區域之外，該生物電極1的其它部分外圍均包裹有電極屏蔽層，該電極屏蔽層用於屏蔽電極周圍的電磁波對所採集的生物信號的幹擾。
可選地，所述電極屏蔽層的外部也可增加電極絕緣層，覆蓋在電極屏蔽層的外圍，該電極絕緣層可選擇熱塑性材料，用於實現與其他可能出現的電危害的絕緣，所述電極屏蔽層和電極絕緣層並未在附圖中詳細示出，但不影響本領域技術人員對本方案的理解。
優選地，所述生物電極1可以是腦電電極或心電電極，用於測試腦電信號或心電信號，也可以是其它類型的生物電極1，用於測試其它類型的生物信號。同時，所述生物電極的類型可以是日常使用的夾式電極、平板電極、吸附電極、圓盤電極等，圖2不用於限制其形狀、尺寸等。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，附圖僅作為示意圖進行輔助說明，而非對其結構、形狀、尺寸等進行限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的範圍當中。