用于屏蔽电磁波的生物电信号采集装置的制作方法

本发明涉及生物信号采集技术领域，尤其涉及用于屏蔽电磁波的生物电信号采集装置。

背景技术：

生物电极可以用于感测存在于身体内的各种电信号，诸如心电信号和脑电信号。这些身体信号在强度上非常低，并且因此受到来自各个源的电干扰，如来自手机、电脑、工业交流电以及其他电器产生的电磁波的干扰、以及患者衣物所产生的静电的干扰。尤其是脑电信号，极易受低频电磁波的干扰。因此急需要一种能够屏蔽此类电磁波的装置，以保护身体信号尤其是脑电信号免其干扰。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于屏蔽电磁波的生物电信号采集装置，能够对外部电磁波进行屏蔽，使所测得的生物信号免受电磁波的干扰。

第一方面，本发明提供了一种用于屏蔽电磁波的生物电信号采集装置，所述装置包括：生物电极，具有屏蔽结构的信号传输线；其中，所述信号传输线的一端与所述生物电极1电连接，另一端与信号处理装置电连接；

所述生物电极用于采集生物信号；

所述信号传输线用于传输生物信号以及屏蔽电磁波。

进一步地，所述信号传输线包括：信号线，第一屏蔽层；其中，所述信号线的一端与所述生物电极电连接，另一端与与所述信号处理装置电连接；所述第一屏蔽层包裹在所述信号线的外围。

进一步地，所述第一屏蔽层由高磁导率材料制成，其中，所述高磁导率材料为对100hz电磁波的磁导率μ>100h/m的材料。

进一步地，所述高磁导率材料为铁、铁氧体、硅钢、镍钢、坡莫合金中的任意一种。

进一步地，所述第一屏蔽层由超导材料制成。

进一步地，所述信号传输线包括：信号线，第一屏蔽层，绝缘层，第二屏蔽层；

其中，所述信号线的一端与所述生物电极电连接，另一端与与所述信号处理装置电连接；

其中，所述第一屏蔽层包裹在所述信号线的外围，所述第二绝缘层包裹在所述第一屏蔽层的外围，所述第二屏蔽层包裹在所述第二绝缘层的外围。

进一步地，所述第一屏蔽层由高磁导率材料制成，所述第二屏蔽层由高电导率材料制成；其中，所述高磁导率材料为对100hz电磁波的磁导率μ>100h/m的材料，所述高电导率材料为电阻<0.0000001ω/m的材料。

进一步地，所述第一屏蔽层由高电导率材料制成，所述第二屏蔽层由高磁导率材料制成；其中，所述高电导率材料为电阻<0.0000001ω/m的材料，所述高磁导率材料为对100hz电磁波的磁导率μ>100h/m的材料。

进一步地，所述高磁导率材料为铁、铁氧体、硅钢、镍钢、坡莫合金中的任意一种；所述高电导率材料为铜、银、铝中的任意一种。

进一步地，所述信号线为多条，每条信号线分别连接一个生物电极，所述第一屏蔽层同时包裹多条所述信号线。

由上述技术方案可知，本发明提供一种用于屏蔽电磁波的生物电信号采集装置，能够对外部电磁波进行屏蔽，使所测得的生物信号免受电磁波的干扰。

附图说明

图1为本发明实施例一和实施例二提供的生物电信号采集装置的结构示意图。

图2为本发明实施例三和实施例四提供的生物电信号采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

图1示出了实施例一提供的生物电信号采集装置的结构示意图，如图所示，所述装置包括：生物电极1，具有屏蔽结构的信号传输线2；其中，所述信号传输线2的一端与所述生物电极1电连接，另一端与信号处理装置电连接；所述生物电极1用于连接生物体采集生物信号，所述信号传输线2用于将生物电极1采集到生物信号传输至信号处理装置，并通过屏蔽结构屏蔽电磁波。

优选地，所述屏蔽结构为第一屏蔽层22，所述信号传输线2为包括信号线21、第一屏蔽层22的同轴电缆；其中，所述信号线21为包有绝缘层的导电体，所述信号线21的一端与所述生物电极1电连接，电连接方式包括但不限于插孔式连接、夹式连接、焊接连接等多种方式。信号线21的另一端与与所述信号处理装置电连接，用于接收和传输医用电极采集到脑电信号，并将该信号传输至对应的信号处理装置，如脑电图设备或心电图设备；其中，所述第一屏蔽层22包裹在所述信号线21的外围，用于屏蔽外部电磁波对该生物信号的干扰。

其中，对应的信号处理装置上通常可同时连接多条信号传输线2，每条信号传输线2均连接有生物电极1，可同时采集和传输多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物信号。对于采集多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物一项，也可以通过以下方式进行处理：信号处理装置同时连接多条信号线21，且第一屏蔽层22同时包裹多条信号线21，即能达到屏蔽效果，同时也能减少屏蔽层的用料，节省成本。

进一步优选地，所述第一屏蔽层22由高磁导率材料制成，所述高磁导率材料优选为对100hz电磁波的磁导率μ>100h/m的材料，并具体优选为铁、铁氧体、硅钢、镍钢、坡莫合金中的任意一种，但并不限于以上列举的几种材料，还可以其他的铁磁材料和软磁材料。所述第一屏蔽层22采用该种材料，可有效屏蔽信号传输线2周围的低频电磁波。

优选地，所述生物电极1除与生物体直接或间接接触的区域之外，该生物电极1的其它部分外围均包裹有电极屏蔽层，该电极屏蔽层用于屏蔽电极周围的电磁波对所采集的生物信号的干扰。

可选地，所述电极屏蔽层的外部也可增加电极绝缘层，覆盖在电极屏蔽层的外围，该电极绝缘层可选择热塑性材料，用于实现与其他可能出现的电危害的绝缘，所述电极屏蔽层和电极绝缘层并未在附图中详细示出，但不影响本领域技术人员对本方案的理解。

优选地，所述生物电极1可以是脑电电极或心电电极，用于测试脑电信号或心电信号，也可以是其它类型的生物电极1，用于测试其它类型的生物信号。同时，所述生物电极的类型可以是日常使用的夹式电极、平板电极、吸附电极、圆盘电极等，图1不用于限制其形状、尺寸等。

实施例二

图1示出了实施例二提供的生物电信号采集装置的结构示意图，如图所示，所述装置包括：生物电极1，具有屏蔽结构的信号传输线2；其中，所述信号传输线2的一端与所述生物电极1电连接，另一端与信号处理装置电连接；所述生物电极1用于连接生物体采集生物信号，所述信号传输线2用于将生物电极1采集到生物信号传输至信号处理装置，并通过屏蔽结构屏蔽电磁波。

优选地，所述屏蔽结构为第一屏蔽层22，所述信号传输线2为包括信号线21、第一屏蔽层22的同轴电缆；其中，所述信号线21为包有绝缘层的导电体，所述信号线21的一端与所述生物电极1电连接，电连接方式包括但不限于插孔式连接、夹式连接、焊接连接等多种方式。信号线21的另一端与与所述信号处理装置电连接，用于接收和传输医用电极采集到脑电信号，并将该信号传输至对应的信号处理装置，如脑电图设备或心电图设备；其中，所述第一屏蔽层22包裹在所述信号线21的外围，用于屏蔽外部电磁波对该生物信号的干扰。

其中，对应的信号处理装置上通常可同时连接多条信号传输线2，每条信号传输线2均连接有生物电极1，可同时采集和传输多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物信号。对于采集多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物一项，也可以通过以下方式进行处理：信号处理装置同时连接多条信号线21，且第一屏蔽层22同时包裹多条信号线21，即能达到屏蔽效果，同时也能减少屏蔽层的用料，节省成本。

进一步优选地，所述第一屏蔽层22由超导材料制成，由于迈斯纳效应的存在，超导材料具有良好的抗磁性，几乎可以屏蔽所有频段的电磁波，实现全方位的屏蔽。

优选地，所述生物电极1除与生物体直接或间接接触的区域之外，该生物电极1的其它部分外围均包裹有电极屏蔽层，该电极屏蔽层用于屏蔽电极周围的电磁波对所采集的生物信号的干扰。

可选地，所述电极屏蔽层的外部也可增加电极绝缘层，覆盖在电极屏蔽层的外围，该电极绝缘层可选择热塑性材料，用于实现与其他可能出现的电危害的绝缘，所述电极屏蔽层和电极绝缘层并未在附图中详细示出，但不影响本领域技术人员对本方案的理解。

优选地，所述生物电极1可以是脑电电极或心电电极，用于测试脑电信号或心电信号，也可以是其它类型的生物电极1，用于测试其它类型的生物信号。同时，所述生物电极的类型可以是日常使用的夹式电极、平板电极、吸附电极、圆盘电极等，图1不用于限制其形状、尺寸等。

实施例三

图2示出了实施例三提供的生物电信号采集装置的结构示意图，如图所示，所述装置包括：生物电极1，具有屏蔽结构的信号传输线2；其中，所述信号传输线2的一端与所述生物电极1电连接，另一端与信号处理装置电连接；所述生物电极1用于连接生物体采集生物信号，所述信号传输线2用于将生物电极1采集到生物信号传输至信号处理装置，并通过屏蔽结构屏蔽电磁波。

优选地，所述屏蔽结构包括第一屏蔽层22和第二屏蔽层24，所述信号传输线22为包括信号线21、第一屏蔽层22、绝缘层23，第二屏蔽层24的同轴电缆；其中，所述信号线21为包有绝缘层的导电体，所述信号线21的一端与所述生物电极1电连接，电连接方式包括但不限于插孔式连接、夹式连接、焊接连接等多种方式。信号线21的另一端与与所述信号处理装置电连接，用于接收和传输医用电极采集到脑电信号，并将该信号传输至对应的信号处理装置，如脑电图设备或心电图设备；其中，所述第一屏蔽层22包裹在所述信号线21的外围，所述绝缘层23包裹在所述第一屏蔽层22的外围，所述第二屏蔽层24包裹在所述第二绝缘层23的外围，两个屏蔽层共同屏蔽外部电磁波对生物信号的干扰。

其中，对应的信号处理装置上通常可同时连接多条信号传输线2，每条信号传输线2均连接有生物电极1，可同时采集和传输多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物信号。对于采集多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物一项，也可以通过以下方式进行处理：信号处理装置同时连接多条信号线21，且第一屏蔽层22同时包裹多条信号线21，即能达到屏蔽效果，同时也能减少屏蔽层的用料，节省成本。

进一步优选地，所述第一屏蔽层22由高磁导率材料制成，所述高磁导率材料优选为对100hz电磁波的磁导率μ>100h/m的材料，并具体优选为铁、铁氧体、硅钢、镍钢、坡莫合金中的任意一种，但并不限于以上列举的几种材料，还可以是其他的铁磁材料和软磁材料，第一屏蔽层22选用该种材料可有效屏蔽信号线21周围的低频电磁波；所述第二屏蔽层24由高电导率材料制成，所述高电导率材料也即低电阻材料，优选为电阻<0.0000001ω/m的材料，并具体优选为铜、银、铝中的任意一种，但不仅限于铜、银、铝，也可以是其它能够实现同样功能的电导材料，第二屏蔽层24采用该种材料，可有效屏蔽外部高频电磁波以及静电的干扰。本实施例采用双层屏蔽结构，能够加强屏蔽功能，同时屏蔽多个频段的电磁波，不仅可以屏蔽低频电磁波，还可以屏蔽调频电磁波和静电。

优选地，所述生物电极1除与生物体直接或间接接触的区域之外，该生物电极1的其它部分外围均包裹有电极屏蔽层，该电极屏蔽层用于屏蔽电极周围的电磁波对所采集的生物信号的干扰。

可选地，所述电极屏蔽层的外部也可增加电极绝缘层，覆盖在电极屏蔽层的外围，该电极绝缘层可选择热塑性材料，用于实现与其他可能出现的电危害的绝缘，所述电极屏蔽层和电极绝缘层并未在附图中详细示出，但不影响本领域技术人员对本方案的理解。

优选地，所述生物电极1可以是脑电电极或心电电极，用于测试脑电信号或心电信号，也可以是其它类型的生物电极1，用于测试其它类型的生物信号。同时，所述生物电极的类型可以是日常使用的夹式电极、平板电极、吸附电极、圆盘电极等，图2不用于限制其形状、尺寸等。

实施例四

图2示出了实施例四提供的生物电信号采集装置的结构示意图，如图所示，所述装置包括：生物电极1，具有屏蔽结构的信号传输线2；其中，所述信号传输线2的一端与所述生物电极1电连接，另一端与信号处理装置电连接；所述生物电极1用于连接生物体采集生物信号，所述信号传输线2用于将生物电极1采集到生物信号传输至信号处理装置，并通过屏蔽结构屏蔽电磁波。

优选地，所述屏蔽结构包括第一屏蔽层22和第二屏蔽层24，所述信号传输线22为包括信号线21、第一屏蔽层22、绝缘层23，第二屏蔽层24的同轴电缆；其中，所述信号线21为包有绝缘层的导电体，所述信号线21的一端与所述生物电极1电连接，电连接方式包括但不限于插孔式连接、夹式连接、焊接连接等多种方式。信号线21的另一端与与所述信号处理装置电连接，用于接收和传输医用电极采集到脑电信号，并将该信号传输至对应的信号处理装置，如脑电图设备或心电图设备；其中，所述第一屏蔽层22包裹在所述信号线21的外围，所述绝缘层23包裹在所述第一屏蔽层22的外围，所述第二屏蔽层24包裹在所述第二绝缘层23的外围，两个屏蔽层共同屏蔽外部电磁波对生物信号的干扰。

其中，对应的信号处理装置上通常可同时连接多条信号传输线2，每条信号传输线2均连接有生物电极1，可同时采集和传输多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物信号。对于采集多个生物体的生物信号或同一生物体的多项生物一项，也可以通过以下方式进行处理：信号处理装置同时连接多条信号线21，且第一屏蔽层22同时包裹多条信号线21，即能达到屏蔽效果，同时也能减少屏蔽层的用料，节省成本。

进一步优选地，所述第一屏蔽层22由高电导率材料制成，所述高电导率材料也即低电阻材料，优选为电阻<0.0000001ω/m的材料，并具体优选为铜、银、铝中的任意一种，但不仅限于铜、银、铝，也可以是其它能够实现同样功能的电导材料，第一屏蔽层22采用该种材料，可有效屏蔽外部高频电磁波以及静电的干扰。所述第二屏蔽层24由高磁导率材料制成，所述高磁导率材料包括所有对100hz电磁波的磁导率μ>100h/m的材料，并优选为铁、铁氧体、硅钢、镍钢、坡莫合金中的任意一种，但并不限于以上列举的几种材料，还可以其他的铁磁材料和软磁材料。，第二屏蔽层24选用该种材料可有效屏蔽信号线21周围的低频电磁波。本实施例采用双层屏蔽结构，能够加强屏蔽功能，同时屏蔽多个频段的电磁波，不仅可以屏蔽低频电磁波，还可以屏蔽调频电磁波和静电。

优选地，所述生物电极1除与生物体直接或间接接触的区域之外，该生物电极1的其它部分外围均包裹有电极屏蔽层，该电极屏蔽层用于屏蔽电极周围的电磁波对所采集的生物信号的干扰。

可选地，所述电极屏蔽层的外部也可增加电极绝缘层，覆盖在电极屏蔽层的外围，该电极绝缘层可选择热塑性材料，用于实现与其他可能出现的电危害的绝缘，所述电极屏蔽层和电极绝缘层并未在附图中详细示出，但不影响本领域技术人员对本方案的理解。

优选地，所述生物电极1可以是脑电电极或心电电极，用于测试脑电信号或心电信号，也可以是其它类型的生物电极1，用于测试其它类型的生物信号。同时，所述生物电极的类型可以是日常使用的夹式电极、平板电极、吸附电极、圆盘电极等，图2不用于限制其形状、尺寸等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，附图仅作为示意图进行辅助说明，而非对其结构、形状、尺寸等进行限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。