CN111166305A - 耳部生理信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耳部生理信号采集装置，所述装置包括：装置主体、佩戴状态检测构件、生理信号检测组件、加速度传感器、信号采集处理模块以及电源组件，通过设置佩戴状态检测构件，实时监测受试者佩戴所述设备的滑脱状态，用于提示所述信号采集处理模块仅采集有效佩戴状态下的所述生理信号，防止由于所述装置佩戴滑脱导致的数据不准确。还通过所述加速度传感器监测运动状态，在运动幅度较大的状态下，对生理信号进行修正，以保证采集到最优的数据。

Description

耳部生理信号采集装置

技术领域

本发明涉及生理信号采集技术领域，尤其涉及一种耳部生理信号采集装置。

背景技术

现有技术中对于人体生理信号的检测所采用的设备一般包括医用检测设备和可穿戴检测设备。医用检测设备由于体积较大，操作复杂性较高，因此不能适用于一般用户对生理信号进行实时检测的要求。而目前市面上的可穿戴检测设备，一般采用光信号采集传感器等直接对人体进行事实监测，但其对所采集的信号不做甄别，受试者在运动过程中，可能由于设备滑脱或其他各种影响因素，导致采集的生理信号失真不准确，进一步导致心率数据、血氧数据等计算误差，使得设备所采集的生理信号失去参考价值。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种耳部生理信号采集装置，以消除受试者在运动过程中由于设备滑脱或其他干扰因素导致的信号采集失准的问题。

为解决该技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种耳部生理信号采集装置，包括：

装置主体，用于佩戴在受试者耳朵上；

佩戴状态检测构件，至少包括两个检测电极，所述检测电极用于在佩戴过程中与所述受试者的皮肤形成导电闭合回路，并确定所述导电闭合回路的阻抗在设定值域内的时段为所述装置的佩戴状态有效时段；

生理信号检测组件，用于检测所述受试者的生理信号，所述生理信号至少包括：心率信号、血氧信号和皮电信号；

加速度传感器，用于采集所述受试者在运动过程中产生的加速度信息；

信号采集处理模块，用于采集所述佩戴状态有效时段内的所述生理信号和所述加速度信息，当所述加速度信息高于设定阈值时，对相应时间段内的所述生理信号进行卡尔曼滤波处理得到修正后的生理信号；

电源组件，用于为所述耳部生理信号采集装置供电。

在一些实施例中，所述佩戴状态检测构件包括：

固定在所述装置主体一端的倒钩状探头，所述探头的中部和前端设有第一电极和第二电极，在佩戴过程中所述第一电极、所述第二电极与所述受试者的皮肤形成所述导电闭合回路，并通过检测所述导电闭合回路的阻抗在设定值域内以确认所述装置的佩戴状态有效时段。

在一些实施例中，所述装置还包括：

指示灯，用于提示所述装置的开关机状态以及所述受试者佩戴所述装置的状态是否有效。

在一些实施例中，所述生理信号检测组件包括：

耳垂夹，包括设置在所述耳垂夹一边夹体内侧的接收传感器，以及设置在所述耳垂夹另一边夹体内侧的红外发射灯和可见红光灯，用于夹持耳垂并从耳垂采集血氧信号和PPG心率信号；

在一些实施例中，所述接收传感器的周围设置有PC垫层，所述红外发射灯和所述可见红光灯的周围设置有塑料垫层，用于吸收外界红外光和可见光；

所述耳垂夹的两边夹体上还分别由内向外设置塑料垫层、金属垫层以及橡胶漆层，用于阻隔外界红外光和可见光。

在一些实施例中，所述耳垂夹还包括带通滤波电路和放大电路，所述接收传感器通过所述滤波电路和所述放大电路连接所述信号采集处理模块。

在一些实施例中，所述生理信号检测组件包括：

两个电极采集扣，所述电极采集扣分别连接所述信号采集处理模块，用于采集肩背部皮电信号。

在一些实施例中，所述装置还包括：

连接所述信号采集处理模块的无线通信模块，用于无线连接上位机或移动终端设备。

优选的，所述无线通信设备为移动数据传输模块、WiFi模块和/或ZigBee无线传输模块。

在一些实施例中，所述装置还包括：

充电接口，用于对电源组件充电；

开关键，用于控制所述装置开关机，以及控制对心率信号、血氧信号和/或皮电信号进行基线校准。

本发明所述耳部生理信号采集装置通过设置佩戴状态检测构件，实时监测受试者佩戴所述设备的滑脱状态，用于提示所述信号采集处理模块仅采集有效佩戴状态下的所述生理信号，防止由于所述装置佩戴滑脱导致的数据不准确。还通过所述加速度传感器监测运动状态，在运动幅度较大的状态下，对生理信号进行修正，以保证采集到最优的数据。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例所述耳部生理信号采集装置结构示意图；

图2为本发明另一实施例所述耳部生理信号采集装置结构框图；

图3为本发明另一实施例所述耳部生理信号采集装置结构示意图；

图4为本发明一实施例所述耳部生理信号采集装置的耳垂夹结构示意图；

图5为本发明另一实施例所述耳部生理信号采集装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

现有技术中对于生理信号的检测场景，一方面是医疗环境中的专业检测，其设备较体积较大、操作复杂且应用场景较为单一，虽然检测效果准确但是不能应用于日常环境；另一方面是针对日常环境中的实时检测，通常采用可穿戴智能检测设备实现。市场上现有的可穿戴智能检测设备，体积较小，佩戴方式多样，由于主体在不同的使用场景下不断切换，数据采集的误差不可避免。具体的，可穿戴智能检测设备佩戴滑脱时无法采集到有效数据，或者在剧烈运动过程中，会由于传感器元件与受试者皮肤不贴合或由于外界光线干扰导致采集的信号出现扰动失真。现有技术中用于采集生理信号的可穿戴智能监测设备，没有针对设备滑脱状态和剧烈运动状态中采集的数据进行处理和调整，导致检测得到的生理信号数据偏离实际值。

本发明通过提供一种耳部生理信号采集装置，能够检测装置佩戴状态和运动状态，并针对特定的情况对相应的数据信号进行调整，以保证所采集的生理信号更准确有效。

具体的，如图1和图2所示，本发明所述的耳部生理信号采集装置，包括：

装置主体101，装置主体呈倒钩形，用于佩戴在受试者耳朵上。

佩戴状态检测构件102，至少包括两个检测电极(图中未示出)，检测电极用于在佩戴过程中与受试者的皮肤形成导电闭合回路，并确定导电闭合回路的阻抗在设定值域内的时段为所述装置的佩戴状态有效时段。

生理信号检测组件103，用于检测受试者的生理信号，生理信号至少包括：心率信号、血氧信号和皮电信号。

加速度传感器104，用于采集受试者在运动过程中产生的加速度信息；

信号采集处理模块105，用于采集佩戴状态有效时段内的生理信号和加速度信息，当加速度信息高于设定阈值时，对相应时间段内的生理信号进行卡尔曼滤波处理得到修正后的生理信号。

电源组件106，用于为耳部生理信号采集装置供电。

现有技术中，市场上较多的佩戴在手腕上的生理信号智能检测设备，会由于手臂的多方向大幅度的摆动导致设备始终处于不稳定的工作状态中，信号的检出由于设备的滑动失真严重，无法检出稳定有效的生理信号。

本发明实施例中，将装置本体101设置为倒钩形结构，与受试者的耳朵形状对应，用于佩戴在受试者的耳朵上采集相应的生理信号信息。相比于一般的可穿戴智能检测设备的佩戴位置，人的头部由于其生理结构特征，在各种行为活动过程中会一直处于相对稳定的状态。绝大多数的运动过程中，受试者头部的摆动幅度相对于手腕以及其他身体部位较小，因此固定在受试者耳朵上的耳部生理信号采集装置能够较少地受到运动影响，以采集相对较为准确的生理信号，尤其是，能够降低运动相关的三轴加速度信号的杂乱状态。

为了防止由于耳部生理信号采集装置滑脱导致采集到的相关数据信息失真或者无法采集到相关数据信息，本发明通过设置佩戴状态检测构件102对佩戴状态进行检测。其中佩戴状态检测构件102包括两个检测电极，在有效佩戴的状态下，两个检测电极与受试者的皮肤构成一个导电闭合回路，由于人的皮肤结构近似，因此导电闭合回路会形成相对统一阻抗，其变化幅度有限。

具体的，当检测到导电闭合回路的阻抗在设定值域内时，可以判断耳部生理信号采集装置佩戴状态有效。当导电闭合回路的阻抗高于设定阈值的上限时，表明导电闭合回路断路，可以判断耳部生理信号采集装置滑落，在此期间采集和产生的数据为无效的。当导电闭合回路的阻抗低于设定阈值的下限时，可以判断受试者处于出汗或者潮湿的环境中，这种状态下采集的生命特征信号可能受到干扰。因此，本发明通过佩戴状态检测构件102判断生理信号信息采集装置的佩戴状态，并进行针对性的处置。示例性的，生理信号信息采集装置可以仅采集佩戴状态有效时段内的生理信号信息，也可以在采集全部生理信号信息的基础上对佩戴状态无效的时段进行标注，不作分析使用。

生理信号检测组件103可以包括多种传感器设备，例如心率传感器、血氧传感器、皮电信号传感器等。生理信号检测组件103可以设置在装置主体101内侧，也可以为外置的形式并连接装置主体101。

加速度传感器104可以采用三轴加速度传感器或其他类型的加速度传感器，其设置在装置主体101，以保证有效采集到受试者耳朵位置的加速度信息。

信号采集处理模块105可以采用CPU处理器(central processing unit中央处理器)、单片机或其他可用于采集处理数据信息的计算机存储设备。进一步地，信号采集处理模块105结合佩戴状态检测构件102检出的佩戴状态有效时段，采集并记录佩戴状态有效时段内的生理信号信息，处理并反馈。同时，为了消除受试者在运动过程中由于生理信号采集设备滑动、外界光信号干扰或设备硬件精度偏移等原因导致的生理信号信息失真，通过对运动状态进行监测，将运动状态下的数据进行修订以获得精度更高的数据。

具体的，受试者在日常生活中，利用可穿戴智能检测设备检测生理信号数据包括两种状态，一种是活动较为缓和或静止的状态，如正常行走、静坐或静卧状态，这种情况下生理信号检测组件103所检测获取的数据相对准确，可信度高，不需要进一步修订；另一种是活动较为剧烈的状态，例如跑步、上下楼梯等状态，这种情况下由于身体活动幅度较大，生理信号检测组件103中的传感器由于与受试者身体接触不稳定或由于外界的光束感到传感器导致检测到的生理信号失真，需要进行修订。

本发明实施例中，对加速度传感器104获取的加速度信息进行实时判断，当加速度信息中标注的加速度高于设定阈值时，表明受试者属于运动相对剧烈的状态，有可能会导致数据失真。该设定阈值可以根据实际应用场景和生理信号检测装置的传感器硬件性质确定。本发明实施例中，在相对剧烈运动状态下，采用卡尔曼滤波(Kalman filtering)对采集到的生理信号信息进行修订。卡尔曼滤波是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响，所以最优估计也可看作是滤波过程。在本实施例中，将生理信号检测组件103检出的心率信息、血氧信息和皮电信息等作为观测值输入卡尔曼滤波算法中，结合对应的均方误差值，可以修正得到最优估计的心率信息、血氧信息和皮电信息等生理信号数据。

示例性的，针对某一类信号如PPG心率信号，引入一个离散控制过程的系统，该系统可用一个线性随机微分方程来描述：

X(k)＝AX(k-1)+BU(k)+W(k).....................................(1)

同时，引入系统的测量值：

Z(k)＝HX(k)+V(k)..........................................(2)

其中，X(k)是k时刻的系统状态，即PPG心率信号的预测值；U(k)是k时刻对系统的控制量。A和B是系统参数，对于多模型系统，A和B为矩阵；Z(k)是k时刻的测量值，H是测量系统的参数，对于多测量系统，H为矩阵。W(k)和V(k)分别表示过程和测量的噪声，假设W(k)和V(k)为高斯白噪声(WhiteGaussianNoise)，他们的协方差分别是Q和R(假设不随系统状态变化而变化)。

下面我们来用他们结合他们的协方差来估算系统的最优化输出，即PPG心率信号的最优输出。

首先利用系统的过程模型，来预测下一状态的系统。假设现在的系统状态是k，根据系统的模型，可以基于系统的上一状态而预测出现在状态，即通过k-1状态下的PPG心率信号预测k状态下的PPG心率信号：

X(k|k-1)＝AX(k-1|k-1)+BU(k).............................(3)

其中，X(k|k-1)是利用上一状态预测的结果，X(k-1|k-1)是上一状态最优的结果，U(k)为现在状态的控制量，如果没有控制量，U(k)可以为0。

到现在为止，系统预测值已经更新了，可是，对应于X(k|k-1)的协方差还没更新。用P表示协方差：

P(k|k-1)＝AP(k-1|k-1)A’+Q............................(4)

式(4)中，P(k|k-1)是X(k|k-1)对应的协方差，P(k-1|k-1)是X(k-1|k-1)对应的协方差，A’表示A的转置矩阵，Q是系统过程的协方差。式子3，4就是卡尔曼滤波器对系统的预测，即对PPG心率信号的预测值。

结合预测值和测量值，我们可以得到现在状态k的最优化估算值X(k|k)：

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(k)-HX(k|k-1)).........(5)

其中，Kg为卡尔曼增益(KalmanGain)：

Kg(k)＝P(k|k-1)H’/(HP(k|k-1)H’+R)..............(6)

其中，H’为H的转置；至此，得到了k状态下最优的估算值X(k|k)，但是为了要令卡尔曼滤波器不断的运行下去直到系统过程结束，我们还要更新k状态下X(k|k)的协方差：

P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)........................(7)

其中，I为1的矩阵，对于单模型单测量，I＝1。

对于其他类型生理信号的处理，可以参照上述示例中的内容。

在一些实施例中，电源组件106可以采用5V直流电源。

在一些实施例中，如图1和图3所示，佩戴状态检测构件102包括：

固定在装置主体101一端的倒钩状探头(图中未标注)，探头的中部和前端设有第一电极1021和第二电极1022，在佩戴过程中第一电极1021、第二电极1022与受试者的皮肤形成导电闭合回路(图中未示出)，并通过检测导电闭合回路的阻抗在设定值域内以确认生理信号信息采集装置的佩戴状态有效时段。

示例性的，设置第一电极1021为片状金属电极，第二电极1022为球状金属电极，在第一电极1021和第二电极1022上分别添加正负电压，受试者佩戴生理信号信息采集装置时，耳侧的皮肤会贴合第一电极1021和第二电极1022，同时形成导电闭合回路。由于人的皮肤导电性近似，第一电极1021和第二电极1022之间的皮肤阻抗保持在一个特定的值域范围内。在一些实施例中，设定值域为(2000，10000000)欧，只有当检测到导电闭合回路的阻抗在(2000，10000000)欧范围内时，认为设备佩戴装填正常，才进行生理信号信息的采集。

在一些实施例中，如图3所示，所述装置还包括：

指示灯108，用于开关机状态以及提示受试者佩戴本发明所述生理信号信息采集装置的状态是否有效。具体的，当导电闭合回路的阻抗在设定值域范围内时，判断佩戴状态有效，闪烁绿光提示。当导电闭合回路的阻抗在设定值域范围外时，判断佩戴状态无效，闪烁红光提示。在另一些实施例中，也可以通过设置声音报警器，进行声音报警提示。

在一些实施例中，如图3所示，生理信号检测组件103包括：

耳垂夹107，包括设置在耳垂夹107一边夹体内侧的接收传感器1071，以及设置在耳垂夹107另一边夹体内侧的红外发射灯1072和可见红光灯1073，耳垂夹107用于夹持受试者的耳垂并从耳垂采集血氧信号和PPG心率信号。

其中，红外发射灯1072用于发射940nm波长的红外光波；可见红光灯1073用于发射650nm波长的可见红光波。

耳垂夹107采用带有屏蔽的光电信号线连接信号采集处理模块105。

在一些实施例中，如图4所示，接收传感器1071的周围设置有PC(聚碳酸酯)垫层201，红外发射灯1072和可见红光灯1073的周围设置有塑料垫层202，用于吸收外界红外光和可见光；

耳垂夹的两边夹体上还分别由内向外设置塑料垫层202、金属垫层203以及橡胶漆层204，用于阻隔外界红外光和可见光。

在本实施例中，由于耳垂夹采用光电传感器检测PPG心率信息和血氧信息，为了抵抗外界可见光对接收传感器1071的影响，需要对外界光束进行阻隔。

在一些实施例中，耳垂夹107还包括带通滤波电路(图中未示出)和放大电路(图中未示出)，接收传感器1071通过滤波电路和放大电路连接信号采集处理模块105。

在本实施例中，滤波电路用于结合心率信号、血氧信号的频率配置相应的带通宽度，以消除其他杂波的影响。进一步通过放大电路放大信号以提升检出效果。

在一些实施例中，如图5所示，生理信号检测组件103包括：

两个电极采集扣111，电极采集扣111分别连接信号采集处理模块105，用于采集肩背部皮电信号。进一步地，电极采集扣111采用带有屏蔽的光电信号线连接信号采集处理模块105。

在一些实施例中，所述装置还包括：

连接信号采集处理模块105的无线通信模块(图中未示出)，用于无线连接上位机或移动终端设备。

本实施例中，为了实现生理信号数据的高效反馈，增设无线通信模块，将信号采集处理模块105与移动终端设备或上位机进行无线连接，用于实施查看和记录存储。

优选的，无线通信设备为移动数据传输模块、WiFi模块和/或ZigBee无线传输模块。

在一些实施例中，所述装置还包括：

充电接口110，用于对电源组件106充电。

开关键109，用于控制所述装置开关机，以及控制对心率信号、血氧信号和/或皮电信号进行基线校准。

在本实施例中，考虑到生理信号采集设备本身存在硬件性能的偏差，不同佩戴状态下的检测性能可能存在差异，因此，通过开关键109控制进行基线校准，以提高检测精度。

所述装置的工作步骤：

1.打开开关，指示灯亮起；

2.佩戴状态检测构件开始工作，检测阻抗，若测得的阻抗在2K欧到10兆欧之间，判断是受试者已经佩戴好耳部生理信号采集装置，此时灯呈现绿色长亮；若测得的阻抗低于2K欧，说明受试者正在处于一个出汗或者潮湿的环境中，此时不利于测量受试者的皮电EDA指标等指标，指示灯呈现橙色慢闪；若测得的阻抗大于10兆欧的，判断受试者没有穿戴好或者没有穿戴耳部生理信号采集装置，此时不适合测量所有指标，指示灯会处于红色长亮。

3.确定受试者带好后；佩戴状态检测构件的检测频率会降低，按1Hz的频率检测阻抗判断佩戴状态，一旦装置被取下采集立即停止，指示灯指示相应的颜色。

4.耳垂夹夹加在耳垂上，确保耳夹的上下盖全部覆盖住耳垂部位，否则会引起信号的失真。耳垂夹一侧发射红外光和可见红光，可见红光灯是用于测量心率PPG；另外，通过红外和可见红光组合检测的方式测量血氧Spo2。红外光波长为940nm，可见红光波长为660nm。

测量PPG心率信号时，红外光发射频率是512Hz；测量血氧信号时，红外光发射频率是1024Hz。接收传感器接收红外光和可见红光用于计算。

耳垂夹夹在耳垂上后，由于每一次心跳射血的会引起毛细血管的变化，而采集频率会比心脏的射血频率高很多，所以通过数据的采集接收可以直观的得到心率PPG的波形。通过PPG的波形中的R值可计算出心率；

其中，接收传感器接收红外光和可见红光的电压值，假设接收可见红光的光强度是h1，红外光的光强度是h2，那么血氧饱和度Spo2＝(h1/(h1+h2))*100％；

5.准备完毕之后，进行基线校准。通过按动开关键；按键第一次进行心率信号PPG的校准，持续时间5分钟；按键第二次进行皮电EDA数据的校准，持续时间5分钟；按键第三次进行血氧SPO2的校准，持续时间5分钟；按键第三次进行加速度数据的校准，保持头部不动，读出的数据作为0点参考。

6.通过蓝牙模块连接上位机或者移动终端设备进行扫描，将检测得到的生理信号进行实时采集、记录和传输。

综上所述，本发明所述耳部生理信号采集装置，通过设置佩戴状态检测构件，实时监测受试者佩戴所述设备的滑脱状态，用于提示所述信号采集处理模块仅采集有效佩戴状态下的所述生理信号，防止由于所述装置佩戴滑脱导致的数据不准确。还通过所述加速度传感器监测运动状态，在运动幅度较大的状态下，对生理信号进行修正，以保证采集到最优的数据。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耳部生理信号采集装置，其特征在于，包括：

装置主体，用于佩戴在受试者耳朵上；

佩戴状态检测构件，至少包括两个检测电极，所述检测电极用于在佩戴过程中与所述受试者的皮肤形成导电闭合回路，并确定所述导电闭合回路的阻抗在设定值域内的时段为所述装置的佩戴状态有效时段；

生理信号检测组件，用于检测所述受试者的生理信号，所述生理信号至少包括：心率信号、血氧信号和皮电信号；

加速度传感器，用于采集所述受试者在运动过程中产生的加速度信息；

信号采集处理模块，用于采集所述佩戴状态有效时段内的所述生理信号和所述加速度信息，当所述加速度信息高于设定阈值时，对相应时间段内的所述生理信号进行卡尔曼滤波处理得到修正后的生理信号；

电源组件，用于为所述耳部生理信号采集装置供电。

2.根据权利要求1所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述佩戴状态检测构件包括：

固定在所述装置主体一端的倒钩状探头，所述探头的中部和前端设有第一电极和第二电极，在佩戴过程中所述第一电极、所述第二电极与所述受试者的皮肤形成所述导电闭合回路，并通过检测所述导电闭合回路的阻抗在设定值域内以确认所述装置的佩戴状态有效时段。

3.根据权利要求1所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述装置还包括：

指示灯，用于提示所述装置的开关机状态以及所述受试者佩戴所述装置的状态是否有效。

4.根据权利要求1所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述生理信号检测组件包括：

耳垂夹，包括设置在所述耳垂夹一边夹体内侧的接收传感器，以及设置在所述耳垂夹另一边夹体内侧的红外发射灯和可见红光灯，用于夹持耳垂并从耳垂采集血氧信号和PPG心率信号。

5.根据权利要求4所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述接收传感器的周围设置有PC垫层，所述红外发射灯和所述可见红光灯的周围设置有塑料垫层，用于吸收外界红外光和可见光；

所述耳垂夹的两边夹体上还分别由内向外设置塑料垫层、金属垫层以及橡胶漆层，用于阻隔外界红外光和可见光。

6.根据权利要求4所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述耳垂夹还包括带通滤波电路和放大电路，所述接收传感器通过所述滤波电路和所述放大电路连接所述信号采集处理模块。

7.根据权利要求1所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述生理信号检测组件包括：

两个电极采集扣，所述电极采集扣分别连接所述信号采集处理模块，用于采集肩背部皮电信号。

8.根据权利要求1所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述装置还包括：

连接所述信号采集处理模块的无线通信模块，用于无线连接上位机或移动终端设备。

9.根据权利要求8所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述无线通信设备为移动数据传输模块、WiFi模块和/或ZigBee无线传输模块。

10.根据权利要求1所述的耳部生理信号采集装置，其特征在于，所述装置还包括：

充电接口，用于对电源组件充电；

开关键，用于控制所述装置开关机，以及控制对心率信号、血氧信号和/或皮电信号进行基线校准。

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