[发明专利]一种全无线分布式人体生理信号采集有源电极系统

说明书

本发明属于模拟电路信号处理技术领域，具体为一种全无线分布式人体生理信号采集有源电极系统。本发明系统包括依次电路连接的：生物电极，仪表放大器，模数转换器，发射机，接收机，数模转换器，共模检测模块，共模反馈放大器；将生物电极与仪表放大器、模数转换器以及发射机集成构成有源电极，并将有源电极所采集到的人体共模信号通过收发机反馈到右腿驱动电极，构成无线共模反馈结构，抑制了有源电极的阻抗和增益失配，提高了系统整体的共模抑制比。本发明利用有源电极以及无线共模反馈的形式，最终实现全无线传输分布式人体生理信号采集。

技术领域

本发明属于模拟电路信号处理技术领域，具体涉及一种全无线分布式人体生理信号采集有源电极系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对于健康的关注程度也随之提高。心电信号、脑电信号等人体生理信号可以有效反应心脏、大脑等器官兴奋的电活动过程。医生可以通过相关人体生理信号发现人体中对应器官不规则的变化。因此人体生理信号在心脏以及大脑等器官的基本功能以及病理研究方面具有极其重要的参考价值。

在传统的人体生理信号采集设备中，采集电极通过复杂连线连接到处理模块，处理模块在对采集电极所采集到的生理信号进行处理之后，再通过连线将数据传输至存储显示模块。因此在传统的生理采集设备中，生理信号从采集到处理再到传输的整个过程全部是通过有线传输的方式来进行的，这不符合用户对于便捷性和舒适性的要求，因此便携式生理采集模块应运而生。

在以往的便携式生理信号采集模块中，采集电极通过连线连接到处理模块，处理模块对生理信号进行处理之后，通过无线传输的方式将处理之后的生理信号传输至存储显示模块，从而实现人体生理信号的采集、处理以及传输的过程。文献[1]中通过将采集电极所采集到的人体共模信号反馈至右腿驱动电极以实现抑制人体共模信号干扰的目的，而往往采集电极与右腿驱动电极之间的数据传输都是通过有线传输的方式来进行的。专利[2]中提出的人体生理信号采集贴片实现了采集电极与外部存储模块的无线传输，但是依旧需要依赖采集电极之间的连线，并没有实现全无线人体生理信号采集。总结而言，在以往的便携式生理信号采集模块中，采集电极与外部存储显示模块的数据传输是通过无线传输的方式来进行的，而采集电极依旧是通过有线传输的方式将数据传输到右腿驱动电极，并非是全部采用无线传输方式。

因此要想实现全无线传输便携式生理信号采集模块，需要将采集电极与处理模块以及采集电极与右腿驱动模块之间的有线传输方式转变为无线传输方式。通过将采集电极与处理模块集成在一起构成有源电极，使得采集电极与仪表放大器等处理模块之间连线距离大大缩短，可以有效抑制连线所引起信号衰减和干扰。同时利用无线收发模块将采集电极采集到的人体生理信号传输到右腿驱动电极，经过共模信号检测电路检测以及共模反馈放大器放大之后，最终反馈至人体，实现减小人体共模信号干扰以及抑制电极阻抗和仪表放大器增益失配的目的，可以有效提高系统整体的共模抑制比。因此利用有源电极以及无线共模反馈的形式，最终可以实现全无线传输便携式生理信号采集模块。

参考文献

【1】J. Xu, R. F. Yazicioglu, B. Grundlehner, P. Harpe, K. A. A. Makinwa,and C. Van Hoof, “A 160 μW 8-channel active electrode system for EEGmonitoring,” IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst., vol. 5, no. 6, pp. 555–567,Dec. 2011.

【2】张亮.人体生理信号采集贴片:中国201521139783.8[P],2016-08-10.。

发明内容

本发明的目的是提供一种全无线分布式人体生理信号采集有源电极系统。