生物电采集装置和生物电描记器的制作方法

本技术涉及医疗设备，具体涉及一种生物电采集装置和生物电描记器。

背景技术：

1、在病人接受治疗期间，特别是病情风险程度大，如icu病房中的患者，通常需要借助心电描记器等医疗器件来采集患者的生物电信息，进而来监控患者的生命体征，以便于医生能及时了解患者的病情是否出现恶化等。

2、通常是将电极贴在患者皮肤表面来采集生物电，电极与皮肤之间的接触情况决定了电极所采集的信号质量，电极与皮肤之间的接触面越大，电极与皮肤之间接触电阻就越小，所采集的信号质量也就越好；采集电极包括干电极和带有导电凝胶的湿电极，湿电极采集质量高，但多为一次性电极，使用成本较高，并且导电凝胶中的导电离子长期接触皮肤容易让人过敏；相比之下，干电极使用方便，可以重复使用，但是干电极因为未设置导电凝胶，所以电极与皮肤之间的接触效果较差，导致采集的信号质量较低。

技术实现思路

1、本技术提供的生物电采集装置和生物电描记器，旨在解决现有技术中干电极因为未设置导电凝胶，所以电极与皮肤之间的接触效果较差，导致采集的信号质量较低的问题。

2、本技术提供了一种生物电采集装置，包括：制冷片、电极片、制冷片驱动模块、充放电管理模块、放大滤波模块和mcu控制模块，所述制冷片与所述制冷片驱动模块连接，所述制冷片驱动模块用于驱动所述制冷片工作，所述制冷片驱动模块与所述mcu控制模块连接，所述电极片与所述放大滤波模块连接，所述放大滤波模块与所述mcu控制模块连接，所述放大滤波模块用于采集和处理所述电极片采集的生物电信号，所述充放电管理模块用于给整个装置供电。

3、优选的，还包括温湿度采集模块，所述温湿度采集模块与所述mcu控制模块连接，所述温湿度采集模块内设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器分别用于采集所述电极片的温度和湿度。

4、优选的，所述制冷片驱动模块包括升压芯片u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r10、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电感l1和二极管d1；所述电阻r1的第一端与所述升压芯片u1的频率调节引脚frep连接，所述电阻r1的第二端与所述充放电管理模块的电压输出端连接，所述电阻r2的第一端与所述升压芯片u1的补偿引脚comp连接，所述电阻r2的第二端与所述电容c1的第一端连接，所述电容c1的第二端接地，所述电阻r3的第一端与所述制冷片连接，所述电阻r3的第二端分别与所述升压芯片u1的反馈输入引脚fb、所述电阻r4的第一端、所述电阻r10的第一端连接，所述电阻r4的第二端分别与所述升压芯片u1的接地引脚gnd、所述电容c5的第一端连接并接地，所述电阻r10的第二端与所述mcu控制模块的数字模拟转换器dac连接，所述电容c5的第二端分别与所述制冷片、所述二极管d1的负极连接，所述二极管d1的正极分别与所述升压芯片u1的pwm输出引脚lx、所述电感l1的第一端连接，所述电感l1的第二端分别与所述升压芯片u1的电源引脚vin、所述充放电管理模块的电压输出端、所述电容c3的第一端、所述电容c4的第一端连接，所述电容c3的第二端与所述电容c4的第二端连接并接地，所述电容c2的第一端与所述升压芯片u1的启动控制引脚ss连接，所述电容c2的第二端与所述升压芯片u1的ep引脚连接并接地。

5、优选的，所述充放电管理模块包括电源管理芯片u2、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、热敏电阻ntc、电容c6、电容c7、双色发光二极管d2、可充电电池，所述电阻r5的第一端与所述可充电电池的正极连接，所述电阻r5的第二端分别与所述电阻r6的第一端、所述热敏电阻ntc的第一端、所述电源管理芯片u2的温度监控引脚temp连接，所述热敏电阻ntc的第二端接地，所述电阻r6的第二端与所述电源管理芯片u2的ep引脚连接并接地，所述电阻r7的第一端与所述电源管理芯片u2的接地引脚gnd连接并接地，所述电阻r7的第二端与所述电源管理芯片u2的地址锁存允许信号端prog连接，所述电阻r8的第一端分别与所述可充电电池的正极、所述电阻r9的第一端连接，所述电阻r8的第二端与所述双色发光二极管d2的第一正极端连接，所述双色发光二极管d2的第一负极端与所述电源管理芯片u2的充电完成指示引脚stdby连接，所述电阻r9的第二端与所述双色发光二极管d2的第二正极端连接，所述双色发光二极管d2的第二负极端与所述电源管理芯片u2的充电状态指示引脚chrg连接，所述电容c6的第一端分别与所述可充电电池的正极、所述电源管理芯片u2的电源输入引脚vcc连接，所述电容c6的第二端接地，所述电容c7的第一端与所述电源管理芯片u2的电池连接引脚bat连接，所述电容c7的第二端接地，其中，所述电池连接引脚bat为所述充放电管理模块的电压输出端。

6、优选的，所述放大滤波模块包括电压转化电路和采集电路，所述电压转化电路的输入端与所述电源管理芯片u2的电池连接引脚bat连接，所述电压转化电路的输出端与所述采集电路连接，所述采集电路还与所述mcu控制模块连接，所述电压转化电路用于给所述采集电路提供工作电压，所述采集电路用于采集和处理生物电信号。

7、优选的，所述电压转化电路包括电压转化芯片ul1、电容c8、电容cl1，所述电容c8的第一端分别与所述电压转化芯片ul1的电源输入管脚vin、使能管脚en以及所述电源管理芯片u2的电池连接引脚bat连接，所述电容c8的第二端分别与所述电源管理芯片u2的接地端gnd、epad引脚及所述电容cl1的第一端连接，所述电容cl1的第二端与所述电源管理芯片u2的电源输出引脚vout连接，所述电源管理芯片u2的电源输出引脚vout与所述采集电路的输入端连接，其中所述电源管理芯片u2的电源输出引脚vout输出3.3v电压。

8、优选的，所述采集电路包括采集芯片u3、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电容c9、电容c10、电容c11，所述电极片包括第一电极片和第二电极片，所述电阻r11的第一端与所述第一电极片连接，所述电阻r11的第二端分别与所述电阻r14的第一端、所述采集芯片u3的反相输入引脚inn连接，所述电阻r12的第一端与所述第二电极片连接，所述电阻r12的第二端分别与所述电阻r13的第一端、所述采集芯片u3的同相输入引脚inp连接，所述电阻r14的第二端分别与所述电阻r13的第二端及1.8v电源连接，所述电阻r15的第一端与所述1.8v电源连接，所述电阻r15的第二端分别与所述电阻r16的第一端、所述电容c10的第一端、所述采集芯片u3的共模电压引脚vcm连接，所述电阻r16的第二端分别与所述电容c10的第二端、所述采集芯片u3的数字电源地引脚vss连接并接地，所述电阻r17的第一端与所述电源管理芯片u2的电源输出引脚vout连接，所述电阻r17的第二端与所述采集芯片u3的复位引脚reset连接，所述电容c9的第一端分别与所述采集芯片u3的工作电压输入管脚vdd、所述1.8v电源连接，所述电容c9的第二端接地，所述电容c11的第一端分别与所述电源管理芯片u2的电源输出引脚vout、所述采集芯片u3的数字电平输入引脚ovdd连接，所述采集芯片u3的输出引脚out与所述mcu控制模块的模拟输入端adc连接。

9、优选的，所述电极片为干电极片，所述干电极片包括金属电极或柔性纺织物电极。

10、优选的，所述制冷片由n型半导体材料和p型半导体材料联结制成。

11、第二方面，本技术还提供一种生物电描记器，所述生物电描记器上设置有如上任意一项中所述的生物电采集装置。

12、本技术的生物电采集装置和生物电描记器，所述生物电采集装置，包括制冷片、电极片、制冷片驱动模块、充放电管理模块、放大滤波模块和mcu控制模块，所述制冷片与所述制冷片驱动模块连接，所述制冷片驱动模块用于驱动所述制冷片工作，所述制冷片驱动模块与所述mcu控制模块连接，所述电极片与所述放大滤波模块连接，所述放大滤波模块与所述mcu控制模块连接，所述放大滤波模块用于采集和处理所述电极片采集的生物电信号，所述充放电管理模块用于给整个装置供电，本技术中，通过在电极片处设置制冷片，再通过mcu控制模块控制放大滤波模块，进而调整制冷片的制冷功率，制冷片制冷时会让电极片周边温度降低，当电极片的周边温度低于环境中水汽的结露温度时，就可以让电极片表面结露，使电极片转化成带有水滴的湿电极，填充了电极与皮肤之间的空隙，大大减小了电极片与皮肤表面的接触阻抗，提高生物电的采集效果。