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視人們健康狀況的智能服裝可以滿(mǎn)足我們日益老齡化社會(huì )的需求。但是，常規的ECG信號測量很復雜，其電極會(huì )刺激皮膚，這使得常規測量方法不適用于智能服裝。

ECG信號是監視人的生理狀態(tài)的最重要參數之一，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準的12導聯(lián)心電圖，其中九個(gè)或十個(gè)凝膠 Ag / AgCl電極通過(guò)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準12導聯(lián) ECG 測量方法的使用。首先，由于過(guò)程復雜，只能由專(zhuān)業(yè)醫師在醫院或診所進(jìn)行12導聯(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(dòng)員。鍛煉時(shí)監視他們的健康狀況。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(lái)的費用和不適感使人們無(wú)法在日常生活中使用 12導聯(lián)測量。使用傳統的心電圖測量無(wú)法將所有這些人容納在醫療中心進(jìn)行心臟健康監測。因此，一種有前途的解決方案是設計一種基于智能服裝的可穿戴式測量系統，該系統可長(cháng)期穿戴在身上以記錄ECG 信號。

該系統主要由三個(gè)子系統組成：智能服裝，智能手機和PC終端。這三個(gè)子系統通過(guò)一些無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)連接在一起，例如WiFi ，藍牙，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。這些由導電紡織材料制成的電極應柔軟易洗，不會(huì )刺激人體皮膚，否則穿這種衣服會(huì )使人感到不舒服，也不想再穿。然后，由于用戶(hù)在日常生活中穿著(zhù)智能服裝以長(cháng)時(shí)間記錄 ECG信號，因此應減少智能服裝上的可穿戴電極的數量，以使電極對用戶(hù)的日常生活沒(méi)有影響。生活和工作。最后，可穿戴電極應可靠地測量ECG信號。

智能服裝的面料中只有三個(gè)ECG紡織電極，智能服裝可以通過(guò)藍牙將獲取的ECG信號傳輸到智能手機。然后， ECG信號由智能手機通過(guò)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，使用球形體積導體模型來(lái)計算人體的表面電勢，并且還計算兩個(gè)電極之間的 ECG信號偏差。MALT組的BSPM 數據模擬了電極測量 ECG信號的最佳位置。結果表明，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。