专利名称：生理信号采集设备和结合了该设备的能力监测设备的制作方法生理信号采集器有助于在体育运动中、体检中或日常生活中采集人体的生理数据。普遍被采集用于处理和分析 的典型生理信号包括ECG、心率、血压、血氧含量、体温。所采集的信号通常被处理和转换为提供关于人体的健康状态、身体素质或体能的信息。胸带是公知的一种适于人体胸部佩戴的生理信号采集器，用于在体育运动或活动中采集生理信号。胸带通常采集的生理信号包括例如心率、ECG脉冲、皮肤电导率、红外线吸收或者可从人体皮肤测量到的其他电信号或光电信号。典型的胸带通常包括以间隔开的方式安装在柔性塑料胸带上的多个电极或传感器，以从人体采集用于差分信号处理的电或光形式的弱生理信号。每个电极典型地包括信号接收盘，该信号接收盘具有表面积足够大的信号接收表面，以便采集足够强的信号用于信号处理装置(比如心率信号处理器)的处理。柔性塑料带通常为预装配的带环，其包括长度调节或松紧调节装置以便当用于在电极与用户皮肤之间提供电接触的期间将带子收紧在人的身体(通常为胸部)上。带子通常由软塑料制成以提供用于身体佩戴的柔软性以及电极之间的电绝缘性。松紧调节装置典型地包括一段软塑料带部分，其绕在带扣或带钩装置上。然而，这种胸带型生理数据采集器不舒服，并且难以佩戴和调节。而且，值得留意的是公知的胸带在湿应用方面效果不够好，例如游泳或水上运动。因此，提供改进的胸带以减轻传统胸带的不足之处是有益的。
根据本发明，提供了ー种生理信号采集电极，包括具有皮肤接触部分的信号采集盘、信号输出盘和将所述信号采集盘与所述信号输出盘互连的细长桥接部分，其中所述信号采集盘、信号输出部分和所述桥接部分由柔性的导电弹性材料整体模制而成；所述生理信号采集电极的特征在于所述桥接部分的宽度小于所述皮肤接触部分的宽度。在信号输出到信号输出盘之前，窄桥接部分操作来将由皮肤接触部分采集的采集生理信号集中。细长的桥接部分减小了皮肤覆盖面积以使佩戴者更舒适以及在桥接部分拉伸时为电极提供更好的弾性。与该窄桥接部分耦接的信号采集盘使得电极更柔韧，因此特别适合于例如从人的胸廓采集人体ECG信号。为了减小桥接部分的伪信号接收，可以采用柔性的弾性防水绝缘材料(比如橡胶、娃橡胶或软塑料)覆盖桥接部分。绝缘材料优选地过压成型(over-moulded)在电极上以便更好地屏蔽伪信号。皮肤接触部分可以从信号采集盘升高并且可以被绝缘材料包围。绝缘材料的表面优选地与皮肤接触部分的表面齐平，从而造成连续的齐平的表面以使得在保持良好限定的信号采集面积的同时佩戴更为舒适。信号输出盘可以包括信号输出端子以输出用于外部处理的所采集的生理信号。在皮肤接触部分与信号输出端子之间测量的所述电极的有效电阻小于IkQ，优选地小于500 Ω，并且更优选地小于400 Ω。已经发现这样低的电阻对于水中或水下应用是有利的。因此，可以将电极构造为用于采集游泳时的ECG信号的ECG信号采集器。皮肤接触表面可以是柔性的和细长的，并且具有处于7. 5cm2至20cm2之间的有效皮肤接触表面。皮肤接触部分可以为I. 5cm至2. 5cm宽以及5cm至8cm长。窄桥接部分可以为6cm至IOcm长并且为皮肤接触部分的宽度的大约一半或小于 一半。柔性的导电弹性材料可以从碳化橡胶、碳化织物、镀镍铜聚酯、银尼龙网、银棉竹纤维或诸如金属化织物之类的其他导电织物中选择。根据本发明的另一方面，提供了ー种ECG信号采集带，包括分别安装在绝缘带的第一和第二自由纵向末端处的第一和第二 ECG信号米集电极,其中姆个信号米集电极包括信号输出端子和具有适于从用户皮肤采集ECG信号的皮肤接触表面的信号采集盘，所述ECG信号采集带的特征在干所述ECG信号采集电极是本发明的电极。根据本发明的又一方面，提供了ー种ECG信号采集带，包括分别安装在绝缘带的第一和第二自由纵向末端处的第一和第二 ECG信号米集电极,其中姆个信号米集电极包括信号输出端子和具有适于从用户皮肤采集ECG信号的皮肤接触表面的信号采集盘，所述ECG信号采集带的特征在于在所述带的所述第一和第二纵向末端处分别提供第一和第二机械紧固组件，以用于将纵向的带转换成带环以便佩戴在用户的身体上，并且所述第一和第二机械紧固组件被布置为在所述带环被佩戴在所述用户的身体上并且所述紧固组件接合时使得所述带将第一和第二电极的皮肤接触表面绷紧来紧挨用户的皮肤，从而进行电接触和采集生理信号。这样的布置有利于在前面佩戴所述带，因为用户能够将紧固组件在胸前进行接ムロ ο信号输出端子包括导电的机械紧固组件的机械配合部分，其适于与对应方的机械紧固组件的互补机械配合部分接合。也作为导电机械紧固组件的机械部分的信号输出端子意味着増加了用户的便利，因为用户仅需作出单个连接步骤就能同时实现电连接和机械连接。信号采集带的第一和第二机械紧固组件可以适于与便携式ECG信号处理装置进行机械接合，并且在与便携式ECG信号处理装置接合时形成完整的带环，并且其中所述带被布置为使得电极采集的ECG信号经由机械紧固组件传送到便携式ECG信号处理装置。便携式ECG信号处理装置有助于ECG信号处理，并且用作将所述带转换为带环的锁定桥接。信号输出端子还可以是卡扣紧固组件的导电配合部分。这有利于卡扣紧固以使得更方便地进行电连接和机械连接。绝缘带可以是弹性的并且其长度可以调节。绝缘带可以由比如人造橡胶聚酰胺之类的透气和/或可透水的弹性织物或者比如尼龙Lycra 、聚酯之类的游泳衣织物制成。可以在绝缘带的在使用中与用户皮肤接触的部分上形成防滑纹理。每个电极的桥接部分可以嵌入绝缘带内。每个电极的信号采集盘可以结合在绝缘带上。机械紧固组件可以被布置为将纵向的松紧带转换成松紧带环。机械紧固组件的导电组件可以形成信号输出端子的一部分和/或反之亦然。游泳运动检测器和ECG信号处理装置可以被形成为模块并且可以被容纳在共同的外壳内，并且所述ECG信号处理装置具有第一和第二信号输入端子。ECG信号处理装置可以被布置为经由带的信号输出端子从带获得ECG信号。游泳运动检测器可以包括被布置来采集游泳运动数据的3轴加速度计。电极的皮肤接触部分与相应输出端子之间的有效信号路径电阻可以小于接触所述电极的皮肤与相应输出端子之间的游泳水信号路径的电阻。该监测器适于用在海水、加氯水或其他离子水中，并且每个电极的有效信号路径电阻在800欧姆以下，优选地在500欧姆以下。ECG处理装置的第一和第二端子的每ー个可以被形成为机械紧固组件的配合部分，并且带的输出端子的每ー个被形成为对应方的机械紧固组件的互补配合部分。生理信号处理模块可以与信号采集带连接以在它们机械地接合时形成完整的带环。该带环是缚身帯，比如胸带、头带、臂带、腿带等。

下面将參照附图并以示例方式说明本发明的实施例，在附图中图I是示出本发明第一实施例的胸带的透视图，图2和图3分别示出图I的胸带的主视图和后视图，图4示出当与ECG处理设备扣在一起时的图I至图3的带子，图4A示出当ECG处理设备部分地从胸带拆下时的图4的带子，图5是示出图I的胸带在使用中的示意图，图5A是示出结合了 ECG信号处理器的图I的胸带的放大示图，图6是覆盖有绝缘体的ECG电极的第一实施例的平面图，图6A和图6B分别是单独的电极的平面视图和侧视图，图6C是示出与输出端子连接的图6的电极的示意性侧视图，图7示出ECG电极的第二实施例，和图7A示出图7的电极的截面图。



一种生理信号采集电极，包括具有皮肤接触部分的信号采集盘、信号输出盘和将所述信号采集盘与所述信号输出盘互连的细长桥接部分。所述信号采集盘、信号输出部分和所述桥接部分由柔性的导电弹性材料整体模制而成。所述桥接部分的宽度实质上小于所述皮肤接触部分的宽度。在信号输出到所述信号输出盘之前，窄桥接部分操作来将由所述皮肤接触部分采集的采集生理信号集中。细长桥接部分减小了皮肤覆盖面积以使佩戴者更舒适以及在桥接部分拉伸时为所述电极提供更好的弹性。