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基于智能服裝的心電信號可穿戴測

2020-10-30


可以測量心電圖信號并監(jiān)視人們健康狀況的智能服裝可以滿足我們?nèi)找胬淆g化社會的需求。但是，常規(guī)的ECG信號測量很復(fù)雜，其電極會刺激皮膚，這使得常規(guī)測量方法不適用于智能服裝。

ECG信號是監(jiān)視人的生理狀態(tài)的最重要參數(shù)之一，因為它攜帶有關(guān)人心臟的有意義的信息。心電圖測量最常用的方法是標(biāo)準(zhǔn)的12導(dǎo)聯(lián)心電圖，其中九個或十個凝膠 Ag / AgCl電極通過與皮膚的電流接觸固定在四肢和軀干的明確位置。但是，由于某些原因，限制了智能服裝中標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián) ECG 測量方法的使用。首先，由于過程復(fù)雜，只能由專業(yè)醫(yī)師在醫(yī)院或診所進行12導(dǎo)聯(lián)心電圖測量，這不適合那些想要在家中護理的慢性心臟病患者和運動員。鍛煉時監(jiān)視他們的健康狀況。為了同樣的原因，這種測量方法也不適合士兵，消防員，警務(wù)人員，礦山的救援人員等。其次，皮膚接觸電極帶來的費用和不適感使人們無法在日常生活中使用 12導(dǎo)聯(lián)測量。使用傳統(tǒng)的心電圖測量無法將所有這些人容納在醫(yī)療中心進行心臟健康監(jiān)測。因此，一種有前途的解決方案是設(shè)計一種基于智能服裝的可穿戴式測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可長期穿戴在身上以記錄ECG 信號。

該系統(tǒng)主要由三個子系統(tǒng)組成：智能服裝，智能手機和PC終端。這三個子系統(tǒng)通過一些無線通信技術(shù)連接在一起，例如WiFi ，藍(lán)牙，蜂窩網(wǎng)絡(luò)和Internet。

必須將某些電極與智能服裝集成在一起，以測量人體表面上的ECG信號。這些由導(dǎo)電紡織材料制成的電極應(yīng)柔軟易洗，不會刺激人體皮膚，否則穿這種衣服會使人感到不舒服，也不想再穿。然后，由于用戶在日常生活中穿著智能服裝以長時間記錄 ECG信號，因此應(yīng)減少智能服裝上的可穿戴電極的數(shù)量，以使電極對用戶的日常生活沒有影響。生活和工作。最后，可穿戴電極應(yīng)可靠地測量ECG信號。

智能服裝的面料中只有三個ECG紡織電極，智能服裝可以通過藍(lán)牙將獲取的ECG信號傳輸?shù)街悄苁謾C。然后， ECG信號由智能手機通過WiFi，蜂窩網(wǎng)絡(luò)或Internet 發(fā)送到 PC終端。為了獲得更重要的ECG信號，應(yīng)將ECG 紡織電極連接到人體的最佳位置。因此，使用球形體積導(dǎo)體模型來計算人體的表面電勢，并且還計算兩個電極之間的 ECG信號偏差。MALT組的BSPM 數(shù)據(jù)模擬了電極測量 ECG信號的最佳位置。結(jié)果表明，所提出的基于智能服裝的心電信號測量方法具有良好的性能。