表皮处理装置和生物电采集系统的制作方法

1.本技术涉及生物体表皮处理领域，特别是涉及表皮处理装置和生物电采集系统。


背景技术：

2.生物电信号主要包括心电信号、肌电信号、脑电信号和腹壁母胎心电信号，它们是由对应的器官、组织和细胞在生命活动过程中发生的电位和极性变化产生的。体表生物电是人体内多器官组织产生的多种生物电在体表形成的产物。生物电监测必须借助电极采集信号，常用的电极使用的是接触式电极，接触式电极直接与皮肤接触，性能较为完善，使用范围广泛。
3.由于不同的生物电信号大小不一样，采集回来的信噪比不一样，对于比较小的生物电信号需要对皮肤做良好的处理才能获取到有效信号。目前常用于医疗生物电采集的皮肤处理方式多为酒精擦拭和研磨膏擦拭，这两种擦拭方式的效果具有较多的不确定性，多与医护人员擦拭的力道和时间有较大的关系，需要进过多次擦拭或者研磨，可能导致皮肤处理过度。
4.针对相关技术中存在的表皮处理方法存在表皮被过度处理造成表皮损伤的问题，目前还没有提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种表皮处理装置和生物电采集系统，以至少解决相关技术中存在的表皮处理方法存在表皮被过度处理造成表皮损伤的问题。
6.第一个方面，本技术实施例提供了一种表皮处理装置，包括：控制单元、旋转部件和金属电极，所述控制单元包括处理器、电机和输出轴，所述处理器与所述电机连接，所述电机与所述输出轴连接，所述输出轴与所述旋转部件连接，所述金属电极装载于所述旋转部件上且与所述控制单元连接；其中，
7.所述输出轴通过所述电机运行带动所述旋转部件进行旋转运动；
8.所述金属电极用于采集生物体表皮的阻抗，并将所述阻抗传递至所述控制单元。
9.在其中一些实施例中，所述旋转部件包括旋转载盘，所述旋转载盘在所述电机的驱动下进行旋转运动。
10.在其中一些实施例中，所述表皮处理装置还包括研磨替换件，所述研磨替换件与所述旋转部件和生物体表面接触的一侧可拆卸连接。
11.在其中一些实施例中，所述研磨替换件开设有通孔，所述研磨替换件套设于所述金属电极之上且附着于所述旋转部件和生物体表面接触的一侧。
12.在其中一些实施例中，所述研磨替换件包括研磨砂纸。
13.在其中一些实施例中，所述旋转部件开设有连接所述金属电极的限位孔，所述金属电极穿过所述限位孔露出至所述旋转部件和生物体表面接触的一侧。
14.在其中一些实施例中，所述金属电极与所述旋转部件和生物体表面接触的一侧可
相对活动。
15.在其中一些实施例中，所述表皮处理装置还包括：输入单元和输出单元，所述输入单元、所述输出单元分别与所述控制单元连接；其中，
16.所述输入单元用于接收用户的输入信号，并将所述输入信号发送至所述控制单元；
17.所述输出单元用于接收并输出所述控制单元生成的输出信号。
18.在其中一些实施例中，所述输入单元包括用于接收用户所设定的参数的输入部件，所述参数包括以下至少之一：阻抗预设值，生物体表皮类型，生物电采集类型；所述输入部件包括以下至少之一：实体按键，虚拟按键，麦克风。
19.第二个方面，本技术实施例提供了一种生物电采集系统，包括生物电采集单元和上述第一个方面所述的表皮处理装置，所述生物电采集单元与所述表皮处理装置连接，所述生物电采集单元用于通过所述生物体表皮采集生物电信号。
20.在其中一些实施例中，所述生物电采集单元采集的生物电信号包括以下至少之一：心电信号、肌电信号、脑电信号、孕妇母胎心电信号。
21.相比于相关技术，本技术实施例提供的表皮处理装置和生物电采集系统，其中，表皮处理装置包括：控制单元、旋转部件和金属电极，控制单元包括处理器、电机和输出轴，处理器与电机连接，电机与输出轴连接，输出轴与旋转部件连接，金属电极装载于旋转部件上且与控制单元连接；其中，输出轴通过电机运行带动旋转部件进行旋转运动；金属电极用于采集生物体表皮的阻抗，并将阻抗传递至控制单元。通过本技术，解决了相关技术中存在的表皮被过度处理造成表皮损伤的问题，实现了合理去除表皮角质的效果。
22.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
24.图1是本技术一实施例的表皮处理装置的拆分结构示意图一；
25.图2是本技术一实施例的表皮处理装置的运行流程图；
26.图3是本技术一实施例的表皮处理装置的拆分结构示意图二；
27.图4是本技术一实施例的旋转部件的结构示意图；
28.图5是本技术一实施例的表皮处理装置和表皮接触的纵剖面示意图；
29.图6是本技术一实施例的表皮处理装置的结构框图；
30.图7是本技术一实施例的生物电采集系统的结构框图。
31.附图标记：11、电机；12、输出轴；20、旋转部件；21、限位孔；30、金属电极；40、研磨替换件；41、通孔；50、生物体表皮；61、控制单元；62、输入单元；63、输出单元；71、生物电采集单元；72、表皮处理装置。
具体实施方式
32.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
33.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
34.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
35.在本技术的一个实施例中提供了一种表皮处理装置，图1是本技术一实施例的表皮处理装置的拆分结构示意图一，如图1所示，表皮处理装置包括：
36.控制单元(图中未示出)、旋转部件20和金属电极30，控制单元包括处理器、电机11和输出轴12，处理器与电机11连接，电机11与输出轴12连接，输出轴12与旋转部件20连接，金属电极30装载于旋转部件20上且与控制单元连接；其中，输出轴12通过电机11运行带动旋转部件20进行旋转运动；金属电极30用于采集生物体表皮的阻抗，并将阻抗传递至控制单元。
37.参考图1，在一些实施例中，旋转部件20包括旋转载盘，旋转载盘在电机11的驱动下进行旋转运动。当然，旋转部件20还可以设置成不同于图中所示的圆形形状，例如可以设置成椭圆形和多边形。旋转载盘直径可以设置成25mm。
38.金属电极30可以设置成两个，两个金属电极30放置于旋转载盘上，其中，金属电极30的直径可以设置成0.5mm，两个金属电极30的中心距离为15mm。通过将两个金属电极30和生物体表皮进行接触，采集生物体表皮的阻抗。
39.以下将结合表皮处理装置的运行过程来对其进行介绍，图2是本技术一实施例的表皮处理装置的运行流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
40.步骤s1，控制单元获取金属电极30采集生物体表皮所得到的阻抗。
41.电机驱动和阻抗检测可以同时运行，即当旋转部件20对生物体表皮进行摩擦处理
的过程中，金属电极30实时监测生物体表皮的阻抗，并把采集得到的阻抗发送给控制单元。
42.步骤s2，控制单元判断阻抗是否不大于预设值。
43.控制单元将金属电极30实时采集得到的生物体表皮的阻抗和预设值进行比较，判断阻抗是否降低至预设值或者预设值以下。
44.步骤s3，控制单元在判断到阻抗不大于预设值的情况下，控制电机11停止运行，以停止旋转部件20对生物体表皮进行摩擦处理。
45.在对生物体表皮进行摩擦处理的过程中，生物体表皮的阻抗会趋向于减小，当该阻抗减小至预设值时，说明此时的生物体表皮已经满足生物电信号采集条件，此时通过控制电机11停止运行，以停止对生物体表皮进行摩擦处理，能够避免表皮的过度处理。
46.在上述步骤s1至s3中，通过表皮处理装置实现自动式皮肤处理代替传统手动式皮肤处理，在表皮处理过程中实时监测表皮阻抗，达到设定值时停止进行表皮处理，形成表皮处理与阻抗监测闭环，避免表皮被过度处理造成损伤，解决了相关技术中存在的表皮被过度处理造成表皮损伤的问题，实现了合理去除表皮角质的效果。
47.在本技术一实施例中，控制单元可以包括一个或多个处理器(处理器可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)和用于存储数据的存储器，可选地，控制单元还可以包括用于通信功能的传输设备以及输入输出设备。存储器可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如上述实施例中步骤s1至步骤s3的方法对应的计算机程序，处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法步骤。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端控制单元。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
48.传输设备用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括控制单元的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
49.相关技术的表皮处理方法除了存在表皮被过度处理造成表皮损伤的问题，还存在表皮处理不到位的问题，常用的、价格低廉的心电电极只有用研磨膏和酒精对表皮仔细处理之后才能获得较好的采集效果与信噪比，但是，这可能需要进行多次擦拭或者研磨，这样的操作大大增加医护人员的负担。
50.为解决该问题，在本技术一实施例中，在控制单元判断到阻抗大于预设值的情况下，控制单元控制电机11继续运行，以使得旋转部件20对生物体表皮进行摩擦处理。如此设置，解决了相关技术的表皮处理方法存在表皮处理不到位的问题，避免因表皮处理不到位造成生物电信号采集噪声过大。
51.图3是本技术一实施例的表皮处理装置的拆分结构示意图二，如图3所示，在本技术的一个实施例中，表皮处理装置还包括研磨替换件40，研磨替换件40与旋转部件20和生物体表面接触的一侧可拆卸连接。在具体实施时，在使用表皮处理装置之后，对旋转载盘进
行酒精擦拭且更换新的研磨替换件40，可以避免生物体之间皮肤感染。
52.参考图3，在一些实施例中，研磨替换件40开设有通孔41，研磨替换件40套设于金属电极30之上且附着于旋转部件20和生物体表面接触的一侧。
53.优选地，研磨替换件40包括研磨砂纸，以增大旋转部件20的摩擦系数。
54.图4是本技术一实施例的旋转部件的结构示意图，如图4所示，旋转部件20开设有连接金属电极30的限位孔21，金属电极30穿过限位孔21露出至旋转部件20和生物体表面接触的一侧。
55.图5是本技术一实施例的表皮处理装置和表皮接触的纵剖面示意图，如图5所示，旋转部件20上承载有两个金属电极30和研磨替换件40，两个金属电极30和生物体表皮50接触以实时监测阻抗。
56.实际使用时，在两个金属电极30突起周围，研磨替换件40和生物体表皮50存在间隙，导致旋转部件20无法充分对生物体表皮50进行磨皮处理。为解决该问题，在本技术一优选实施例中，金属电极30与旋转部件20和生物体表皮50接触的一侧可相对活动，即将两个金属电极30设置成相对于旋转部件20进行伸缩运动，在金属电极30不检测生物体表皮50的阻抗时，控制单元控制两个金属电极30缩回旋转部件20的表面，使得两个金属电极30和研磨替换件40的表面齐平，不阻碍摩擦单元10的磨皮工作；相应地，在金属电极30检测生物体表皮50的阻抗时，控制单元控制两个金属电极30伸出研磨替换件40的表面，使得两个金属电极30和生物体表皮50充分接触。如此，实现的磨皮任务和阻抗检测任务的协调运行。
57.图6是本技术一实施例的表皮处理装置的结构框图，如图6所示，表皮处理装置还包括：输入单元62和输出单元63，输入单元62、输出单元63分别与控制单元61连接；其中，输入单元62用于接收用户的输入操作，根据输入操作生成输入信号，并将输入信号发送至控制单元61；输出单元63用于接收并输出控制单元61生成的输出信号。
58.在本技术的一个实施例中，输入单元62包括用于接收用户所设定的参数的输入部件，参数包括以下至少之一：阻抗预设值，生物体表皮类型，生物电采集类型；输入部件包括以下至少之一：实体按键，虚拟按键，麦克风。
59.结合上述步骤s1至s3的流程，用户可以通过输入单元62自定义阻抗预设值，以及，在针对不同的生物体表皮类型和/或生物电采集类型时，能够自适应地设定预设值，适用于不同生物电采集场景下的表皮处理。其中，生物体表皮类型可以根据表皮所在生物体上的位置、生物体的年龄、表皮角质层厚度来确定；生物电采集类型包括但不限于心电采集、肌电采集、脑电采集、孕妇母胎心电采集。
60.其中，输入单元62可以设置成实体按键的形式接收用户的输入操作，也可以设置成虚拟按键的形式接收用户的输入操作，还可以设置成麦克风的形式接收用户的语音信号。输出单元63包括显示屏，可以用于显示用户输入的预设值，也可以显示金属电极30采集得到的阻抗。
61.以下将通过优选实施例介绍表皮处理装置的使用方法。在本技术的一个优选实施例中，用户通过显示屏和按键和表皮处理装置进行人机交互。首先，设置皮肤处理模式或设置皮肤研磨后的阻抗大小，然后，控制单元启动电机11启动，驱动旋转部件20旋转，以对皮肤进行磨皮，金属电极30接触皮肤实时监测皮肤阻抗，控制单元判断皮肤阻抗是否到达预设值，若否，则继续控制电机11运行，若是，则控制电机11停止运行。
62.结合上述实施例的表皮处理装置，在本技术一实施例中还提供了一种生物电采集系统，图7是本技术一实施例的生物电采集系统的结构框图，如图7所示，该生物电采集系统包括生物电采集单元71和上述任一实施例所描述的表皮处理装置72，生物电采集单元71与表皮处理装置72连接，生物电采集单元71用于通过生物体表皮采集生物电信号。
63.具体地，生物电采集单元71可以和表皮处理装置的控制单元连接，在控制单元判断到阻抗不大于预设值的情况下，控制单元控制电机11停止运行，以停止旋转部件20对生物体表皮进行摩擦处理之后，控制单元通知生物电采集单元71通过生物体表皮采集生物电信号。
64.表皮角质层处理的好坏决定了生物电采集信号的信噪比，表皮角质层处理越好，采集回来的生物电信号噪声越小，数据精度越高。在本实施例中，通过将生物电采集单元71与表皮处理装置72连接，集成表皮处理工序和生物电采集工序，使得表皮处理和生物电采集进行无缝衔接，提升了生物电采集工作的自动化性能和生物电采集工作的效率。
65.在本技术一实施例中，生物电采集单元71采集的生物电信号包括以下至少之一：心电信号、肌电信号、脑电信号、孕妇母胎心电信号。
66.本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种表皮处理装置，其特征在于，包括：控制单元、旋转部件和金属电极，所述控制单元包括处理器、电机和输出轴，所述处理器与所述电机连接，所述电机与所述输出轴连接，所述输出轴与所述旋转部件连接，所述金属电极装载于所述旋转部件上且与所述控制单元连接；其中，所述输出轴通过所述电机运行带动所述旋转部件进行旋转运动；所述金属电极用于采集生物体表皮的阻抗，并将所述阻抗传递至所述控制单元。2.根据权利要求1所述的表皮处理装置，其特征在于，所述旋转部件包括旋转载盘，所述旋转载盘在所述电机的驱动下进行旋转运动。3.根据权利要求1所述的表皮处理装置，其特征在于，所述表皮处理装置还包括研磨替换件，所述研磨替换件与所述旋转部件和生物体表面接触的一侧可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的表皮处理装置，其特征在于，所述研磨替换件开设有通孔，所述研磨替换件套设于所述金属电极之上且附着于所述旋转部件和生物体表面接触的一侧。5.根据权利要求3所述的表皮处理装置，其特征在于，所述研磨替换件包括研磨砂纸。6.根据权利要求1所述的表皮处理装置，其特征在于，所述旋转部件开设有连接所述金属电极的限位孔，所述金属电极穿过所述限位孔露出至所述旋转部件和生物体表面接触的一侧。7.根据权利要求1所述的表皮处理装置，其特征在于，所述金属电极与所述旋转部件和生物体表面接触的一侧可相对活动。8.根据权利要求1所述的表皮处理装置，其特征在于，所述表皮处理装置还包括：输入单元和输出单元，所述输入单元、所述输出单元分别与所述控制单元连接；其中，所述输入单元用于接收用户的输入信号，并将所述输入信号发送至所述控制单元；所述输出单元用于接收并输出所述控制单元生成的输出信号。9.根据权利要求8所述的表皮处理装置，其特征在于，所述输入单元包括用于接收用户所设定的参数的输入部件，所述参数包括以下至少之一：阻抗预设值，生物体表皮类型，生物电采集类型；所述输入部件包括以下至少之一：实体按键，虚拟按键，麦克风。10.一种生物电采集系统，其特征在于，包括生物电采集单元和权利要求1至9中任一项所述的表皮处理装置，所述生物电采集单元与所述表皮处理装置连接，所述生物电采集单元用于通过所述生物体表皮采集生物电信号。11.根据权利要求10所述的生物电采集系统，其特征在于，所述生物电采集单元采集的生物电信号包括以下至少之一：心电信号、肌电信号、脑电信号、孕妇母胎心电信号。

技术总结
本申请涉及一种表皮处理装置和生物电采集系统，其中，表皮处理装置包括：控制单元、旋转部件和金属电极，控制单元包括处理器、电机和输出轴，处理器与电机连接，电机与输出轴连接，输出轴与旋转部件连接，金属电极装载于旋转部件上且与控制单元连接；其中，输出轴通过电机运行带动旋转部件进行旋转运动；金属电极用于采集生物体表皮的阻抗，并将阻抗传递至控制单元。通过本申请，解决了相关技术中存在的表皮被过度处理造成表皮损伤的问题，实现了合理去除表皮角质的效果。理去除表皮角质的效果。理去除表皮角质的效果。


技术研发人员：付全胜
受保护的技术使用者：浙江智柔科技有限公司
技术研发日：2021.09.14
技术公布日：2022/5/25