用于生理參數感測的可定制的傳感器設備的制作方法

用于生理參數感測的可定制的傳感器設備的制作方法
【專利摘要】一種傳感器設備和方法，該方法用于利用腕套或帶（62）針對一定范圍的手腕尺寸和形狀或者其他身體部分拉緊和定位傳感器設備，從而在非固定使用期間獲得并維持最佳的傳感器位置，其提供了帶（62）的雙側緊固。帶（62）具有由配戴者定位在預定測量位置，例如手腕掌側中間的標記（67）。然后，將手腕置于桌子上以便固定其位置，并且在手腕兩側拉緊帶（62）。這確保了傳感器（66）在帶中的位置的至少5mm的精度。
【專利說明】用于生理參數感測的可定制的傳感器設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器設備以及用于將傳感器設備拉緊(tighten)和定位到患者身體部分的方法。
【背景技術】
[0002]如例如 Westerink, J.et al.: “Emotion measurement platform for daily lifesituations” (2009)中描述的手腕處用于精神和身體健康狀態評估的心理生理參數感測高度依賴于傳感器的正確且穩定的定位。在人類群體內，手腕周長和形狀大幅度不同，使得放之四海而皆準的傳感器帶設備(例如傳感器腕套)不可能制造。舉例而言，皮膚電導傳感器腕套可以包括離散張力指示器、活力手鐲、Q傳感器等等。
[0003]然而，在手腕的掌側，皮膚電導比手掌上的標準位置處更低。對于手腕掌側的血容量脈沖測量而言，光源和光電檢測器的最佳位置是在動脈附近。人類群體的手腕周長和形狀分布跨越大的范圍。因此，腕套傳感器設備不可能放之四海而皆準，而是需要專家定位在最佳地點并且定制腕套的尺寸和形狀。這對于主流產品而言太昂貴且復雜。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種可以容易且有效地針對患者的個人需要定制的基于帶的傳感器設備。
[0005]這個目的通 過如權利要求1所述的傳感器設備以及通過如權利要求11所述的緊固(fasten)方法而實現。
[0006]相應地，具有集成的傳感器的單根帶可以在兩端可調節地固定到信號處理單元。這確保了腕套中的傳感器位置相對于身體處的測量位置的高精度。
[0007]依照第一方面，所述信號處理單元可以包括用戶接口，使得配戴傳感器設備的用戶或者患者可以監視和/或控制測量或者傳感器功能。
[0008]依照可以與第一方面組合的第二方面，所述信號處理單元可以包括用于存儲測量結果的數據存儲裝置。由此，測量結果可以被監視和存儲以供以后評價或評估測量趨勢。
[0009]依照可以與第一或第二方面組合的第三方面，所述帶可以包括用于將所述至少一個傳感器定位在身體的手腕的預定測量位置處的至少一個標記。這促進了傳感器設備的帶的正確定位和拉緊。依照一個示例性實現方式，預定測量位置可以位于手腕的掌側的拇指側。
[0010]依照可以與第一至第三方面中的任何一方面組合的第四方面，所述帶可以適于通過可調節的緊固而在身體手腕的兩側被拉緊。這種雙側拉緊選項確保了電極的正確放置以及帶的緊而舒適的配合。
[0011]依照可以與第一至第四方面中的任何一方面組合的第五方面，所述帶可以適于在帶的一端插入信號處理單元中并且在帶的另一端可調節地固定到旋鈕部分。這些固定選項在傳感器設備的定位和拉緊期間提供了容易的操縱。[0012]依照可以與第一至第五方面中的任何一方面組合的第六方面，所述帶的一端可以包括具有預定分段模式的用于移除或者添加帶件(piece)的分段部分。分段模式通過提供預定的切割分段而促進了帶的長度調節。這些分段可以被布置成可以從其切割掉帶件的切割模式，或者可以已經彼此分離并且可以逐件地添加或移除。
[0013]依照可以與第一至第六方面中的任何一方面組合的第七方面，所述帶可以包括用于容納所述至少一個電極的至少一個凹口。由此，可以通過簡單地將傳感器壓進凹口中而促進傳感器(例如電極)的更換。
[0014]下文中限定了另外的有利實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]現在，將基于參照附圖的實施例通過舉例的方式描述本發明，在附圖中:
圖1示出了具有用于測量電極的最佳位置的患者的示意手腕；
圖2示出了依照第一實施例的具有提升的上殼部分的傳感器設備的透視圖；
圖3示出了在定位和拉緊之前的依照第二實施例的傳感器設備的信號處理單元和分離的傳感器帶的底視圖；
圖4示出了依照第 二實施例的具有用戶接口的傳感器設備的透視圖；
圖5示出了在人類手腕處定位和拉緊之后的依照第二實施例的具有用戶接口的傳感器設備的透視圖；以及
圖6示出了用于定位和拉緊依照第二實施例的傳感器設備的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]現在，基于用于測量人類或動物患者的手腕處的皮膚電導的監視或傳感器設備描述本發明的各個不同的實施例。當然，本發明可以用于測量身體的相同或其他部分處的其他生理或心理生理參數。技術人員應當清楚的是，所述傳感器設備以及尤其是所述帶可以適于可以測量希望的參數的其他身體部分的尺寸和形狀。
[0017]具有其電極的傳感器設備可以被定位和拉緊到患者并且監視患者的皮膚電導。皮膚電導測量可以例如用于確定患者是否處于其中可以或者應當改變通風的條件下，或者用于確定通風的改變是否成功。當然，用于其他應用和其他測量參數也是可能的。
[0018]圖1示出了具有測量電極的優選地點的患者的示意手。在圖1中，示出了左手，但是相同的定位方法也以鏡像的方式適用于右手。皮膚電導信號的質量主要取決于放置電極的地點。在手腕的掌側，皮膚電導比手掌上的標準位置處更低。當研究作為手腕掌側的確切地點的函數的皮膚電導時，發現了大的變化。最佳的是手腕掌側的拇指側的區域。中心區域表現出皮膚電導的中間值，而小指側給出最低的皮膚電導值。由于需要具有大約1cm的直徑的兩個電極，并且不希望寬的腕套，圖1中示出了最佳的測量位置110、120。
[0019]更特別地，獲得最佳信號的地點在手腕上，一個電極在手腕掌側中間的線上，距離手大約3-5cm，并且另一個電極緊挨第一電極垂直于該線定位在拇指側。電極之間的最佳距離為5mm,最小值為1mm且最大值為10mm。該距離在測量位置110、112處從電極的外邊緣測量。因此，在一個示例性情況下，電極可以具有大約15mm的標準直徑。于是，電極中心之間的間距或距離可以為大約20mm。[0020]在另一個實施例中，接地電極可以位于沿著帶的任何地方，并且優選地比活性電極大得多。活性電極優選地為圓形的，并且可以具有lcm的直徑且可以離手腕掌側中心2cm放置在拇指側。作為另一個選項，接地電極可以由覆蓋帶的內側的大部分的導電布組成。
[0021]皮膚電導可以通過在串聯電路中測量跨兩個電極的電壓降而測量，所述串聯電路包含穩定參考電壓源、應當對于熱波動穩定的參考電阻以及由能夠橋接電子/離子接口而沒有或者具有很小的電容性或者電阻性干擾的導電且皮膚兼容或者非刺激性或者非過敏性材料制成的電極所接觸的人類皮膚。電極可以是由皮膚電導專家所使用的標準皮膚電導電極。
[0022]作為另一個選項，測量的皮膚電導可以與其他生理參數(例如Sp02、PrtC02、呼吸率、呼吸率變異性等等)和/或呼吸機設置組合以便給出最終的建議或指示或者控制輸出。最終的建議可以是數值(例如1 (例如放松)至10 (例如嚴重不適))、交通燈顏色(紅-黃/橙-綠)或者像“準備拔管”、“停止SBT”、“開始STB”、“減少通風”或者“增加通風”那樣的輸出指令消息的形式。當然，這很可能僅僅是可能的用法之一。一個可替換的焦點可能放在工作的壓力以及防止長期的壓力相關疾病(例如倦怠、腎上腺疲勞)上。另一個用法可能是對于精神病患者防止攻擊性，其中所述設備提供怒火上升的早期警告。
[0023]圖2示出了具有提升的上殼或覆蓋物的傳感器設備的基于帶的實現方式。為了將電極定位在手腕的上面提到的希望的地方或者測量位置，可以使用如圖2中所繪出的帶62。該帶62包含所述兩個電極(未示出)并且具有可在兩個不同的地方在兩端調節的長度。適當數量的分段從一側(例如通過切除)從分段部分63移除以便將皮膚電導傳感器電極定位在圖1的位置處，并且緊挨最佳的孔的多余部分從帶的另一側切除以便使帶適合人的手腕，使得皮膚電導電極處于牢 固但舒適的位置，完全接觸手腕掌側的皮膚。因此，可以提供一種用于針對一定范圍的手腕尺寸和形狀拉緊和定位傳感器腕套的過程，其中帶的雙側緊固確保了在非固定使用期間維持的最佳電極或傳感器位置。作為一個可替換的選項，分段部分63的分段。
[0024]皮膚電導可以通過在串聯電路中測量跨所述兩個電極的電壓而測量，所述串聯電路包含從優選地為1.2V (但是不超過5V)的電壓源65 (例如電池)生成的穩定參考電壓、典型地為3.3MQ或10MQ的參考電阻以及由具有lcm直徑的導電材料制成的所述兩個電極所接觸的人類皮膚。電路或者電氣連接可以在柔性電路箔64上提供，并且可以受可以在其上布置用戶接口 61的覆蓋物保護。電壓由具有例如12-16比特精度的使用3.0V穩定參考電壓的模數轉換器(未不出)放大和數字化。
[0025]圖3示出了具有非調節的腕帶62和信號處理單元71的第二實施例的底視圖，所述腕帶在一端具有分段模式63并且在另一端具有一個或兩個固定孔系列，所述信號處理單元可以包括用戶接口和數據存儲裝置或存儲器。此外，在腕帶62中提供凹口 69以便容納感測電極。腕帶62可以由具有中空通道(tunnel)的橡膠制成，所述中空通道用于感測電極與具有其用戶接口和數據存儲裝置的信號處理單元71之間的電子布線。
[0026]圖4示出了依照第二實施例的傳感器設備的透視圖，其中示出了具有其控制元件(例如機械、光學和/或音頻指示和/或控制元件等等)的用戶接口 61。此外，將基于旋鈕的固定機構68安裝到信號處理單元71，該固定機構可以被固定到腕帶62中提供的一對孔。另外，腕帶62具有由配戴者定位在手腕掌側中間的標記67。然后，可以將手腕置于桌子上以固定其位置，并且所述帶在手腕的兩側通過雙側固定機構利用腕帶62的分段模式63和孔拉緊。這確保了傳感器66在腕帶62中的位置的至少5mm的精度。改進可以通過提供手腕周長的桌子以及推薦數量的分段從帶62切割或移除而實現。作為一個可替換的選項，分段部分63的分段可能已經彼此分離并且可以逐件地添加或移除。
[0027]圖5示出了在手腕處定位和拉緊之后的依照第二實施例的傳感器設備的透視圖。如可以從圖5得知的，腕帶62的一端利用基于旋鈕的固定機構68的旋鈕固定。當然，具有夾緊、翻轉鎖定或者其他鎖定機制的其他自適應固定機構可以用于將腕帶62固定到信號處理單元71。帶62的附加的拉伸功能可以幫助提供良好的配合。為了實現這點，可以在帶62的通道中提供橡皮筋，其可以在那里緊挨著柔性電路箔64的蜿蜒的電氣布線。
[0028]圖6示出了用于定位和拉緊依照所述實施例的傳感器設備的過程的流程圖。
[0029]在步驟S110中，將傳感器電極66置于例如如圖1的測量位置110、120所指示的手腕掌側的最佳位置處。接著，在步驟S120中，腕帶62的兩側或兩端纏繞手腕，并且傳感器設備的信號處理單元71置于手腕之上。在步驟S130中，用于這個人的腕帶的最佳尺寸例如通過向帶62的切割模式63和/或孔添加標記而進行標記。在步驟S140中，利用刀或剪刀移除多余的材料。如上面已經提到的，可以像在項鏈中那樣提供單獨的分段。分段可以在內側具有小的間隙以便允許容易移除。于是，步驟S140被修改成移除多余的分段或者添加最佳尺寸所需的缺失的分段。在步驟S150中，如圖4中所示，在一側將腕帶62插入且固定在腕帶62的信號處理單元71中。最后，在步驟S160中，如圖5中所示，在將設備置于手腕上之后，將腕帶62的另一側固定到基于旋鈕的固定機構68的一個或兩個旋鈕上。該帶可以由橡膠材料制成，所述橡膠材料可以提供緊而舒適的配合和拉伸能力，使得傳感器設備可以在緊固之 后很好地適合。
[0030]總的說來，本發明涉及一種傳感器設備和方法，該方法用于利用腕套或帶針對一定范圍的手腕尺寸和形狀或者其他身體部分拉緊和定位傳感器設備，從而在非固定使用期間獲得并且維持最佳的傳感器位置，其提供了帶的雙側緊固。帶具有由配戴者定位在預定測量位置，例如手腕掌側中間的標記。然后，將手腕置于桌子上以便固定其位置，并且在手腕兩側拉緊帶。這確保了傳感器在帶中的位置的至少5_的精度。
[0031]盡管在所述附圖和前面的描述中已經詳細地圖示和描述了本發明，但是這樣的圖示和描述應當被認為是說明性或示例性的，而不是限制性的。本發明并不限于所公開的實施例。通過閱讀本公開內容，其他修改對于本領域技術人員將是清楚明白的。這樣的修改可能涉及本領域中已知且可能代替或者附加于本文已經描述的特征而使用的其他特征。特別地，可以在帶62兩側或者兩端提供其他可變固定機構。具有傳感器帶的雙側固定的感測設備可以適于測量其他身體部分(例如腳踝)處的皮膚電導或其他參數。
[0032]本領域技術人員根據對于所述附圖、本公開內容以及所附權利要求書的研究，應當能夠理解并實施所公開實施例的若干變型。在權利要求書中，措詞“包括/包含”并沒有排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一”并沒有排除多個元件或步驟。在相互不同的從屬權利要求中記載特定措施這一事實并不意味著這些措施的組合不可以加以利用。
[0033]權利要求書中的任何附圖標記都不應當被視為對其范圍的限制。
【權利要求】
1.一種傳感器設備，包括: -帶(62)，其包括用于測量人類或動物身體的生理參數的至少一個傳感器(66);以及 -信號處理單元(71)，其用于處理從所述至少一個傳感器(66)獲得的測量輸出； 其中所述帶(62)適于在所述帶(62)兩端向所述信號處理單元(71)提供可調節的緊固。
2.依照權利要求1的設備，其中所述信號處理單元(71)包括用戶接口(61)。
3.依照權利要求1的設備，其中所述帶(62)包括用于容納所述至少一個傳感器(66)與所述信號處理單元(71)之間的布線的中空通道。
4.依照權利要求1的設備，其中所述信號處理單元(71)包括用于存儲測量結果的數據存儲裝置。
5.依照權利要求1的設備，其中所述帶(62)包括用于將所述至少一個傳感器(66)定位在所述身體的手腕的預定測量位置處的至少一個標記(67)。
6.依照權利要求5的設備，其中所述預定測量位置在所述身體的手腕掌側的拇指側。
7.依照權利要求1的設備，其中所述帶(62)適于通過所述帶(62)的所述可調節的緊固和拉伸能力在所述身體的手腕兩側被拉緊。
8.依照權利要求1的設備，其中所述帶(62)適于在帶(62)的一端插入信號處理單元(71)中并且在帶(62)的另一端可調節地固定到旋鈕部分(68)。
9.依照權利要求8的設備，其中所述帶(62)的所述一端包括具有預定分段模式的用于移除或者添加帶件的分段部分(63)。
10.依照權利要求1的設備，其中所述帶(62)包括用于容納所述至少一個電極(66)的至少一個凹口(69)。
11.一種用于將傳感器設備拉緊和定位到人類或動物身體的方法，所述方法包括: -將布置在所述傳感器設備的帶(62)上的傳感器(66)置于所述身體的預定位置處； -將所述傳感器設備的信號處理單元(71)置于所述身體的部分之上并且使帶纏繞所述身體部分； -標記帶的最佳尺寸； -從帶(62)的一端的分段模式(63)中移除多余的件或者向該分段模式添加缺失的件； -將所述一端插入到所述信號處理單元(71)中并且固定它；以及-通過具有可變長度的可拆卸固定機構(68)將所述帶(62)的另一端固定到所述信號處理單元(71)。
【文檔編號】A44C5/24GK103997960SQ201280058668
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年11月14日 優先權日:2011年11月29日
【發明者】M.奧維科克 申請人:皇家飛利浦有限公司