[发明专利]柔性多模态信号采集器、及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种柔性多模态信号采集器、及其制备方法和用途，包括依次设置的第一柔性层、导电层、第二柔性层，导电层包括肌电信号捕集组件以及温度信号捕集组件，肌电信号捕集组件包括若干个的肌电电极、用以连接相邻肌电电极的导线、用于输出肌电信号的第一输出组件，第一输出组件包括肌电信号接口、一端与肌电信号接口连接另一端与肌电电极连接的肌电信号输出导线，温度信号捕集组件包括温度传感器、用于输出温度信号的第二输出组件，第二输出组件包括温度信号接口、一端与温度信号接口连接另一端与温度传感器连接的温度信号输出导线，第二柔性层开设有用于供肌电电极与皮肤直接接触的接触窗口，所选择采集的肌电信号不受温度因素的干扰，提高肌电信号采集的准确性。

技术领域

本发明涉及柔性电子器件微加工技术领域，具体涉及柔性多模态信号采集器、及其制备方法和用途。

技术背景

肌电信号(Electromyography，简称EMG)是肌肉收缩时产生的生理电信号，能有效的反应神经肌肉活动情况，因此，肌电信号中的特征信息的提取和分析，在神经肌肉疾病检测、肢体运动识别控制等领域有重要应用。

目前，市场上有各种型号的肌电仪设备，有针式电极、贴片式电极、埋入电极、微电极，贴片式电极作为柔性肌电电极，与刚性电极相比，其电极与人体皮肤贴合的更加紧密，信号质量也随之提高，检测方便易行，不产生伤害，并且信号能够反映整块肌肉的机能变化，还能适用于测量运动中的肌电变化。由于皮肤温度和汗液对皮肤与表 面肌电电极之间的阻抗变化很大，皮肤温度过高或过低都将影响表面肌电信号的准确性，测量出来的信号受到温度的影响，导致测量出来表面肌电信号的幅值偏低，干扰信号太多，并且信号成分较为复杂，不利于应用于人体肌肉组织状况监测。

现有技术中，为降低柔性肌电电极的干扰，公开号为CN204600468U的中国专利公开了一种无线肌电探头，包括：依次连接的采集探头、放大器、无线通信模块、电源模块；采集探头紧贴在肌体表面，用于采集肌体的肌电信号；放大器用于对肌电信号进行放大，将放大后的肌电信号发送给无线通信模块；无线通信模块用于将接收的肌电信号发送给外部的处理设备；电源模块用于对采集探头、放大器和无线通信模块供电；通过将采集到的肌电信号进行选择性放大，拉大与干扰源如温度影响、工频干扰等信号的差距，减小对肌电信号的干扰，该装置虽然解决了降低干扰信号的问题，但是该装置不适用于柔性肌电电极，各模块有刚性需求，另外，对信号放大器也有一定的要求，当信号放大倍数不足时，干扰因素仍存在，因此，未从根本上消除由温度影响带来的干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种柔性多模态信号采集器、及其制备方法和用途，可同时采集肌电信号和温度信号，选择性收集预设温度范围内的肌电信号，所选择采集的肌电信号排除了温度因素的干扰，提高肌电信号采集的准确性。

本发明人发现，若能得知采集到各个肌电信号时对应的采集温度，并分析该信号是否在目标采集温度范围内，对于温度过高或过低时所采集到的肌电信号进行选择性删除，则可降低由于温度波动对肌电信号的影响，而温度传感器能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，可用于人体体温监测，同时采集温度传感器检测到的温度信号和肌电电极采集到的肌电信号则可实现上述过程，但将温度传感器与肌电电极分开粘贴于人体皮肤组织表面则二者的面积占用大，且温度信号不能直观的反应肌电电极所接触皮肤的部位的温度，采集到的肌电信号不准确；另一方面，由于肌电电极需要与皮肤接触，而温度传感器需要受到保护，若将温度传感器与肌电电极进行叠设，则温度传感器与肌电电极相对于皮肤表面的落差加大，温度传感器测到的皮肤温度并不准确，且二者纵向叠设，由于温度信号和肌电信号以皮肤作为检测媒介的，信号采集有交叠，干扰较大，由此也会降低肌电信号采集的准确性。