專利名稱：采用電極組來(lái)表征在兩個(gè)任意表面之間的接觸分布的方法
背景技術(shù)：
(a)發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種采用由設(shè)在接觸表面中的電極組測(cè)量出的電信號(hào)來(lái)表征兩個(gè)任意表面之間接觸的空間分布及其隨時(shí)間的變化的方法。
(b)現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明在材料機(jī)械性能的研究中，表征兩個(gè)表面之間接觸的方法起著非常重要的作用。存在幾種表征兩個(gè)表面之間的接觸和壓力分布的方法。已經(jīng)研制出一種壓力和接觸傳感器系統(tǒng)用來(lái)測(cè)量牙齒堵塞(US4856993，WO8902727和EP0379524)。還曾經(jīng)研制出一種靈活的觸覺傳感器用來(lái)測(cè)量基腳和墊片的壓力分布(US5033291，WO9109289和EP0457900)。在這些系統(tǒng)中，兩組電極由一層薄壓敏電阻涂層隔開并且電子地檢測(cè)出電阻的變化以確定表面接觸的時(shí)限、力和位置。其它裝置采用了設(shè)置在壓電薄膜(US4216403，US5341687和US5054323)或?qū)щ姀椥泽w(US4163204)上的兩個(gè)相對(duì)表面上的兩個(gè)或多個(gè)電極以表征壓力分布。還已研制出一種采用了類似技術(shù)的指紋傳感器(US4394773)。
測(cè)量?jī)蓚€(gè)表面之間接觸的一個(gè)普通方法利用了在接觸的兩個(gè)表面之間的復(fù)寫紙材料。該接觸也可以用一種壓敏復(fù)寫紙來(lái)表征(US4630079)。這些定性方法用作表面之間壓力分布的最初的說(shuō)明，但是沒有提供任何該接觸隨時(shí)間變化的說(shuō)明。
還已經(jīng)研制出在無(wú)須研究接觸隨時(shí)間的變化或測(cè)量壓力分布的情況下測(cè)量?jī)蓚€(gè)表面之間的接觸的方法。例如，研制出用來(lái)確定生物醫(yī)學(xué)器具和組織，如在摘除手術(shù)期間的導(dǎo)管和組織之間的接觸的方法。在該情況中，測(cè)量了導(dǎo)管上的電極和病人身上的另一個(gè)電極之間的電壓(WO9843547A2)。其它技術(shù)采用了測(cè)量電極的全部接觸阻抗的變化速率(WO9909899A1)或測(cè)量電極的兩個(gè)不同部分中的電流的相位角(WO9844856)以測(cè)量出生物醫(yī)學(xué)電極和皮膚之間接觸的損失。
還采用了一些技術(shù)來(lái)研究表面的外形，如精確的小型力傳感器，該傳感器基于探針和表面之間的合成吸引力和/或排斥力來(lái)產(chǎn)生導(dǎo)致其電特性改變的應(yīng)變儀材料的變形(US5092163)。在該情況中，電極不與表面接觸。
因此，非常需要提供一種能夠直接而且精確地表征兩個(gè)表面之間的接觸時(shí)間，并且間接地表征所施加的變形和表面的機(jī)械響應(yīng)的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種采用來(lái)自暴露在接觸表面上的電極的多個(gè)電信號(hào)來(lái)精確地確定兩個(gè)表面之間的接觸時(shí)間的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于采用表示接觸分布的時(shí)間變化的電信號(hào)來(lái)估計(jì)出隨著時(shí)間施加在所測(cè)試材料上的位移的幅度和速度以及在接觸和加壓期間包含這些電極的表面的角度取向。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于使得能夠借助于兩個(gè)表面之間接觸的瞬時(shí)變化和特性來(lái)表征材料的機(jī)械響應(yīng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供具有多維電極組的各種表面結(jié)構(gòu)以精確地評(píng)估接觸分布，所施加的位移和材料的機(jī)械響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種采用位于接觸表面中的電極組來(lái)表征兩個(gè)表面之間的接觸分布隨著時(shí)間變化的新方法。通過(guò)將電極設(shè)置在任意表面上的限定位置處并且在第二任意表面的加壓期間測(cè)量隨著時(shí)間而產(chǎn)生出的電信號(hào)，可以精確地表征出接觸的變化，因此提供了關(guān)于材料的機(jī)械響應(yīng)的基本信息。該方法與現(xiàn)有方法的不同之處在于以下兩個(gè)主要方面。首先，不是用壓敏涂層的相對(duì)側(cè)面上的兩個(gè)電極來(lái)檢測(cè)電阻，而是采用接觸表面上的電極組并且測(cè)量在第二任意表面加壓期間的電位。第二不同之處為測(cè)量的類型。不是測(cè)量壓力，而是測(cè)量在所測(cè)試材料的接觸和加壓期間產(chǎn)生出的差分或絕對(duì)電位。可以采用這種信息來(lái)評(píng)估施加在該材料上的位移以及包含電極的表面在接觸和加壓期間相對(duì)于該材料的角度取向。另外，材料的機(jī)械響應(yīng)直接由其順應(yīng)包含這些電極的表面的能力來(lái)表示。
兩個(gè)接觸表面之間力的產(chǎn)生主要取決于接觸的時(shí)間變化，并且隨著時(shí)間的接觸變化的知識(shí)對(duì)于說(shuō)明力信號(hào)是必要的。另一個(gè)實(shí)施例是在壓力產(chǎn)生的電場(chǎng)的測(cè)量中，其中接觸信息是重要的。典型的實(shí)施例是在包含微小電極的探針借助于在暴露的微小電極處產(chǎn)生出的電位與所要表征的物質(zhì)接觸并壓縮該物質(zhì)的時(shí)候。當(dāng)用手施加這種壓力從而缺乏關(guān)于所施加的位移類型方面的精確信息時(shí)，即使當(dāng)在手動(dòng)應(yīng)用的情況中控制不好時(shí)，接觸分布隨著時(shí)間的變化也能夠提供關(guān)于所施加的位移類型的信息。這種信息可以是探針相對(duì)于時(shí)間的位移或速度及其相對(duì)于所測(cè)試的物質(zhì)的角度取向的形式。隨著時(shí)間變化的接觸分布的精確測(cè)量還可以產(chǎn)生一種新的材料分析類型，該分析在其最普通的形式中可以被認(rèn)為表征一種“表面順應(yīng)性”。
發(fā)明詳述兩個(gè)任意表面之間的接觸可以由通過(guò)位于其中一個(gè)表面上的電極所檢測(cè)出的電信號(hào)來(lái)表征。而且，包含電極的表面能夠與任何材料表面接觸。
圖1A-圖1C顯示出可以用來(lái)表征兩個(gè)表面之間接觸的電極的許多表面幾何形狀和結(jié)構(gòu)的特定實(shí)施例。電極的幾何形狀、尺寸、間隔和材料類型可以根據(jù)應(yīng)用而改變。
在兩個(gè)任意表面接觸期間，在兩個(gè)相鄰電極之間(差分測(cè)量)或在每個(gè)電極和共同的參考物之間(絕對(duì)測(cè)量)可以測(cè)量出電信號(hào)。共同參照物可以是設(shè)在測(cè)試槽中并且接地的參考電極或者是接觸或不接觸第二表面的電極組中的特定電極。在差分測(cè)量或用電極組之外的另一個(gè)電極作為參考物的絕對(duì)測(cè)量的情況中可以顯著地減少電信號(hào)中的噪音含量。圖2、3、4和9顯示出差分測(cè)量的實(shí)施例。圖5A、5B、6A、6B、7和8顯示出相對(duì)于設(shè)置在測(cè)試槽中并且接地的參考電極的絕對(duì)測(cè)量的實(shí)施例。
除了間隔600μm的兩對(duì)電極(電極3和電極4以及電極8和電極9)之外，還用間隔300μm直徑50μm的11個(gè)鉑電極線性電極組來(lái)測(cè)量電信號(hào)。圖2、4、5A、5B、7、8和9顯示出在應(yīng)力松弛測(cè)試期間所測(cè)量出的電信號(hào)。為了精確地控制接觸和變形的幅度和速度并且為了測(cè)量施加在該表面上的力，采用了一種機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)。包含電極或柱子的表面與測(cè)壓元件相連，組織固定在裝滿鹽溶液并且安裝在啟動(dòng)器平臺(tái)上的測(cè)試室中，并且通過(guò)啟動(dòng)器施加位移。在典型的應(yīng)力松弛測(cè)試中，首先使包含電極的柱子與組織接觸(在位置相對(duì)時(shí)間的曲線圖上的位置0)。然后，將兩個(gè)表面以已知的距離分開，并且以固定的速度進(jìn)行加壓步驟。圖3、圖6A和圖6B表示在用包含與測(cè)壓元件相連的電極的柱子對(duì)材料進(jìn)行手動(dòng)加壓期間所測(cè)量出的電信號(hào)。
圖2顯示出在對(duì)放在鹽溶液中的關(guān)節(jié)軟骨試樣進(jìn)行應(yīng)力松弛測(cè)試期間測(cè)量出的差分電信號(hào)。關(guān)節(jié)軟骨是由固定的負(fù)電荷組成的生物組織。在軟骨的加壓期間，出現(xiàn)在流體中的流動(dòng)正離子相對(duì)于固定負(fù)電荷的位移，從而產(chǎn)生出電信號(hào)或流動(dòng)電位。在該應(yīng)力松弛測(cè)試期間，用包含電極的半圓錐形柱子在1秒內(nèi)將軟骨表面壓縮500μm。半圓錐形表面的示意圖顯示出每個(gè)差分通道的位置，該差分通道代表相鄰電極之間的電位差(用于11個(gè)電極的10條通道)。首先，在兩個(gè)表面接觸時(shí)(在位置相對(duì)于時(shí)間的曲線圖上的位置0)，觀察到壓力的增加。負(fù)載在位移結(jié)束時(shí)最大，并且在組織松弛期間開始下降以達(dá)到平衡。為每條通道測(cè)量出的電信號(hào)都能觀察到類似的特性。還應(yīng)指出的是，在平表面上的四條差分通道(通道4，5，6和7)的幅度比位于圓錐形表面上的通道幅度更低，并且用1秒時(shí)的接觸峰值來(lái)表征。由于相鄰電極之間的壓力差更高，所以位于圓錐形表面上的通道由更高的電位幅度來(lái)表征。實(shí)際上，在加壓期間，柱子的平表面首先接觸到組織，從而施加更高的變形，這樣壓力在那個(gè)表面上是最大的。然而，即使該壓力最大，但是因?yàn)閴毫κ蔷鶆虻?，所以位于平表面上的兩個(gè)相鄰電極之間的壓力差很小。對(duì)于位于圓錐形區(qū)域中的電極來(lái)說(shuō)，壓力是降低的，在周邊處壓力最小，這樣壓力差更高(Soulhat J等人，J Biomech Eng 121340，1999)。可以推算出每對(duì)電極接觸到組織的時(shí)間。對(duì)于通道3、2和1而言，電位分別在1秒、1.2秒和1.4秒時(shí)開始增加。對(duì)于對(duì)稱的通道8、9和10來(lái)說(shuō)觀察到了類似的結(jié)果。因?yàn)殡姌O對(duì)隔開600μm而不是300μm，通道3和8由更高的幅度來(lái)表征。另外，因?yàn)樵诩訅浩陂g流體流動(dòng)的方向相反，所以位于平表面的每個(gè)側(cè)面上的對(duì)稱通道其符號(hào)相反(相對(duì)于通道10、9和8的通道1、2和3)。實(shí)際上，由半圓錐形柱子施加在組織上的壓力在柱子的周邊處最小，在中央處增加到最大值，然后從中央到周邊再次降低。由于用線性電極組在一個(gè)方向上測(cè)量電位，所以平表面的每個(gè)側(cè)面上的對(duì)稱通道具有相反的符號(hào)。
圖3顯示出在通過(guò)手動(dòng)裝置使半圓錐形表面與放在鹽溶液中的軟骨試樣接觸時(shí)測(cè)量出的差分電信號(hào)的另一個(gè)實(shí)施例。如圖2所示，測(cè)量出的電信號(hào)的形狀與組織的機(jī)械負(fù)載響應(yīng)類似。在這個(gè)特定實(shí)施例中，由于柱子在手動(dòng)加壓期間的角度取向的緣故，通道9和10的幅度非常低。圖2和3的結(jié)果顯示出，在接觸和加壓期間從電信號(hào)和負(fù)載中可以獲得補(bǔ)充信息。
圖4顯示出在具有電極的半圓錐形柱子與彈性材料接觸時(shí)測(cè)量出的差分電信號(hào)的實(shí)施例。進(jìn)行該測(cè)試是為了說(shuō)明可以表征除生物組織之外的材料的接觸分布。由于彈性材料沒有固定的離子化的帶電組，所以與生物組織例如軟骨相比，在加壓期間不存在流動(dòng)離子相對(duì)于固定電荷的位移。在干燥條件下進(jìn)行該測(cè)試而沒有浸泡在鹽溶液中。還有，通過(guò)高通濾波消除電信號(hào)偏差。圖4的結(jié)果顯示出相對(duì)于平表面上的通道4或5而言，位于包含電極的表面的圓錐形部分上的通道2和1的電位開始增加得更晚。通道1和2上的箭頭表示構(gòu)成通道的相鄰電極對(duì)的兩個(gè)電極中的一個(gè)的接觸時(shí)間。這些結(jié)果表明采用本發(fā)明的方法表征任意試樣材料上的接觸分布的可行性。
圖5A表示在對(duì)鹽溶液中的關(guān)節(jié)軟骨試樣進(jìn)行應(yīng)力松弛測(cè)試期間所測(cè)量出的絕對(duì)電信號(hào)。在該測(cè)試期間，用包含電極的半球形柱子在15秒內(nèi)將軟骨表面壓縮300μm。半球形表面的示意圖顯示出代表每個(gè)電極和設(shè)在測(cè)試槽中并且接地的參考電極之間電位差的每個(gè)絕對(duì)通道的位置(用于11個(gè)電極的11條通道)。如圖2中所示，負(fù)載開始在接觸處增加到最大值，然后松弛以達(dá)到平衡。電信號(hào)的形狀與組織的機(jī)械負(fù)載響應(yīng)類似。通道6(電極6和在槽中接地的參考電極之間的電位差)由最高幅度來(lái)表征。實(shí)際上，電極6是接觸到組織的第一個(gè)電極。電極6還在施加了最大變形并且壓力最大的地方接觸軟骨。其它通道的幅度從中央(通道6)到周邊(通道1或11)對(duì)稱地降低。因?yàn)樾盘?hào)是相對(duì)于接地的參考電極測(cè)量出的，所以所有通道的電信號(hào)都是負(fù)的并且同相，并且軟骨由固定的負(fù)電荷組成。實(shí)際上，在加壓期間，流動(dòng)正離子相對(duì)于固定的負(fù)電荷沿著參考電極的方向移動(dòng)，并且所測(cè)量出的電信號(hào)是負(fù)的。
圖5B顯示出在半球形柱子的兩個(gè)對(duì)稱側(cè)面中的一個(gè)上測(cè)量出的電信號(hào)的疊加。再次可以觀察到信號(hào)幅度從周邊(通道11)到中央(通道6)增加。還可以清楚地看出信號(hào)之間的時(shí)間延遲。該時(shí)間延遲是兩個(gè)信號(hào)開始之間的時(shí)間差，即它們從與0點(diǎn)不同的位置開始或開始時(shí)是負(fù)數(shù)。通過(guò)知道半球形表面的準(zhǔn)確幾何形狀和每個(gè)電極的位置以及每個(gè)信號(hào)開始之間的時(shí)間延遲，可以精確地推算出在加壓期間接觸的瞬時(shí)變化和有關(guān)壓縮幅度以及包含電極的表面相對(duì)于其它表面的速度和角度取向的信息。在包含電極的表面與其它表面不垂直的情況中，電位信號(hào)超前(更短的時(shí)間延遲)并且對(duì)于首先接觸到組織的半球形表面區(qū)域上的通道而言其幅度更高。
圖6A顯示了在手動(dòng)加壓期間半球形柱子與放在鹽溶液中的軟骨試樣接觸所測(cè)量出的絕對(duì)電信號(hào)。這些電信號(hào)的形狀又幾乎與軟骨的機(jī)械負(fù)載響應(yīng)相同。幅度在中央(通道6)處較高并且從中央到周邊對(duì)稱地降低。
圖6B顯示出在半球形柱子的一個(gè)側(cè)面上測(cè)量出的絕對(duì)電信號(hào)的疊加。再次觀察到信號(hào)幅度從周邊(通道1)到中央(通道6)的增加。還可以觀察到電信號(hào)開始之間的時(shí)間延遲。圖6B中所示的時(shí)間延遲比圖5B中的那些更難看到，因?yàn)槭謩?dòng)加壓速度更快。但是在此可以通過(guò)采用較高的數(shù)據(jù)采集率來(lái)推算出柱子在加壓期間的幅度、速度和角度取向。
圖7表示在具有半球形柱子的彈性材料的加壓期間所測(cè)量出的絕對(duì)電信號(hào)。該測(cè)試是在干燥條件下進(jìn)行的而沒有浸泡在鹽溶液中。另外，通過(guò)高通濾波來(lái)消除電信號(hào)偏差。首先，電放大系統(tǒng)在柱子和彈性材料之間接觸之后即出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。但是，可以清楚看出電信號(hào)中的時(shí)間延遲從中央到周邊是增加的。圖8顯示出在用半球形柱子對(duì)軟骨加壓期間所測(cè)量出的通道6的絕對(duì)電信號(hào)。在該情況中，在加壓之后柱子迅速地松開。在該表面的松開期間獲得了額外的電信息。還有，可以看出在松開期間在37秒的時(shí)刻處通道6中很小的向上峰值。電信號(hào)的形式再次類似于組織在加壓期間的機(jī)械負(fù)載響應(yīng)。
如圖所示，絕對(duì)電信號(hào)(圖5A、5B、6A、6B、7和8)可以比差分電信號(hào)(圖2、3、4和9)更容易反映出接觸隨著時(shí)間的變化。實(shí)際上，由于在位于該表面的不同位置并且在不同時(shí)間接觸組織的兩個(gè)相鄰電極之間測(cè)量出電信號(hào)，所以對(duì)于差分測(cè)量來(lái)說(shuō)接觸更不明顯。但是，在這兩種情況中，可以精確地確定出兩個(gè)表面之間的接觸時(shí)間以及接觸隨著時(shí)間的變化。接觸隨著時(shí)間的變化根據(jù)包含電極的表面給出了有關(guān)材料性能的信息。還有，利用表面上電極的正確位置，可以很容易推斷出包含電極的表面在接觸和加壓期間的幅度、速度和角度取向。
根據(jù)要測(cè)試的材料類型，可以使所測(cè)量的電信號(hào)在由計(jì)算機(jī)獲取之前通過(guò)調(diào)節(jié)前置放大器、放大器和濾波器。在所有情況中，在這些電極和材料之間的接觸阻抗與前置放大器的輸入阻抗相比必須是可以忽略的。還有，偏流必須最小以避免電極極化。為了使接觸阻抗最小化，可以在超聲波槽中將電極涂布上氫氯鉑酸溶液。
通過(guò)參照以下實(shí)施例將可以更容易地理解本發(fā)明，這些實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明而不是限制其范圍。
通過(guò)將多維電極組結(jié)合到關(guān)節(jié)窺鏡探針中，在關(guān)節(jié)內(nèi)部的軟骨表面上可以直接測(cè)量出流動(dòng)電位。但是，為了精確地確定軟骨的機(jī)電特性，需要壓縮的幅度或施加在軟骨上的變形和速度。通過(guò)選擇包含電極的表面的幾何形狀以及這些電極之間的距離并且通過(guò)精確地測(cè)量出每個(gè)電極的接觸時(shí)間，可以估算出施加在軟骨上的位移(精確的估算取決于所測(cè)試材料的機(jī)械響應(yīng)的知識(shí))以及包含電極的該表面在加壓期間的角度取向。這些信息在醫(yī)療設(shè)備的范圍中，對(duì)借助壓力產(chǎn)生的電位的空間映像來(lái)診斷軟骨變性是有用的。
軟骨的細(xì)胞外基質(zhì)主要由夾在膠原質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中被稱為蛋白多糖的固定的帶有負(fù)電的分子組成。在軟骨的加壓期間，在流體中的流動(dòng)正離子會(huì)相對(duì)于固定的帶有負(fù)電的蛋白多糖移動(dòng)，從而產(chǎn)生出流動(dòng)電位。骨關(guān)節(jié)炎是一種由缺乏蛋白多糖并且缺乏膠原質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的完整性而引起的軟骨變性。在軟骨表面上測(cè)量出的流動(dòng)電位直接與蛋白多糖的含量和膠原質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的完整性相關(guān)，從而骨關(guān)節(jié)炎是由流動(dòng)電位幅度的減小引起的。因此關(guān)節(jié)探針可以用來(lái)精確地確定組織的健康或變性狀況并且用于測(cè)試再生和其它的組織處理方法。圖9顯示出在用半圓錐形柱子加壓期間在正常的和退化的軟骨外植物上測(cè)量出的差分電位(通道3)的實(shí)施例。在該情況中，用生物化學(xué)降解試劑處理健康的軟骨外植物以引發(fā)蛋白多糖損失和膠原質(zhì)網(wǎng)絡(luò)分解。周期性地測(cè)量出流動(dòng)電位以研究降解的變化。可以看出，流動(dòng)電位對(duì)退化特別敏感。還有，流動(dòng)電位和負(fù)載對(duì)于正常的和退化的軟骨而言具有幾乎相同的特性。
在關(guān)節(jié)窺鏡檢測(cè)期間，矯形外科醫(yī)師將用手在軟骨上施加很小的壓力。該過(guò)程將重復(fù)幾次以確保結(jié)果的再現(xiàn)性。矯形外科醫(yī)師可以不必精確地控制施加在軟骨上的位移。還有，包含電極的表面一點(diǎn)也不與軟骨表面完全平行。利用平面的、半圓錐形的或半球形的表面和多維電極組，可以分析電信號(hào)以便精確地確定出每個(gè)電極與組織的接觸時(shí)間，從而表示出所施加的相對(duì)位移和兩個(gè)表面的角度取向。采用包含電極的球形表面以及允許包含電極的表面任意取向的信號(hào)分析可以克服類似問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種采用電極組對(duì)兩個(gè)任意表面之間接觸的瞬時(shí)和空間變化進(jìn)行表征的方法，所述方法包括以下步驟a)將包含電極組的表面壓靠在試樣表面上，從而使得所述電極產(chǎn)生出對(duì)應(yīng)于試樣表面的信號(hào)；b)從所述電極獲得信號(hào)；c)用處理裝置處理從電極中接收到的所述信號(hào)；d)分析并解釋從所述信號(hào)處理中接收到的數(shù)據(jù)，以表征試樣表面和含有電極組的表面之間接觸的時(shí)間和空間變化，其中從電極中接收到的信號(hào)之間在時(shí)間上的偏差表現(xiàn)出試樣表面和包含電極組的表面之間接觸的時(shí)間和空間變化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中電極組是多維的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中電極組設(shè)在包含這些電極組的表面上以形成直線形、圓圈或曲線形式。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述直線形為三角形、矩形、五邊形、六邊形、七邊形或八邊形格子。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中試樣表面和包含電極組的表面具有從由全部或部分平表面、回轉(zhuǎn)表面、不規(guī)則表面或兩種或多種表面的組合所構(gòu)成的組中選出的幾何形狀。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中回轉(zhuǎn)表面從由由圓錐形、球形、拋物線形、圓柱形和橢圓形構(gòu)成的組中選出。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中電極組包括至少三個(gè)電極，所述至少三個(gè)電極限定了兩個(gè)尺寸。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電極由從由貴金屬、銀、金、鈀、鉑、銠、釕、銥、鋨、銅、鋁和鎢組成的組中選出的金屬制成，或者從銀/氯化銀、不銹鋼和鉑/銥或者上述金屬的任意組合物中選出的幾種金屬的合金制成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中電極由金屬線制成。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中電極的直徑在亞微米到毫米的范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中處理裝置緊挨著所述電極，用來(lái)降低噪音拾取和顫噪效應(yīng)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)包含電極組的表面進(jìn)行處理以降低電接觸阻抗。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中處理裝置包括具有高輸入阻抗和低偏流的電壓跟隨器，用來(lái)使所測(cè)量的電壓的共模抑制最大化。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以相鄰電極之間電位差的差分方式或以相對(duì)于固定的電極組或設(shè)在測(cè)試槽中并接地的參考電極的絕對(duì)方式測(cè)量電位。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)與具有穩(wěn)定的噪音特性，無(wú)任何腐蝕效應(yīng)和絕緣性能的電容耦合的無(wú)接點(diǎn)電極來(lái)測(cè)量這些信號(hào)。
16.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述方法的用途，用于表示包含電極組的表面相對(duì)于試樣表面的相對(duì)位移和取向中的至少一個(gè)。
17.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述方法的用途，用于表征材料的機(jī)械響應(yīng)或“表面順應(yīng)性”。
18.一種用于采用通過(guò)將所測(cè)試的組織壓靠在包含暴露電極的探針表面上而感應(yīng)的電位來(lái)檢測(cè)包括組織的成分、結(jié)構(gòu)、功能、健康或疾病狀態(tài)在內(nèi)的組織狀況的方法，所述方法包括以下步驟a)將至少兩個(gè)點(diǎn)的電極組壓靠在組織表面上；b)將所述電極和組織一起壓縮以便感應(yīng)出流動(dòng)電位；c)測(cè)量每個(gè)所述電極的電位；d)分析這些電位以獲得接觸的空間和瞬時(shí)變化并且獲得所述組織的流動(dòng)電位映象；并且e)解釋所述電位以確定該組織的狀況。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述組織為軟骨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于采用通過(guò)設(shè)在接觸表面中的電極組測(cè)量出的電信號(hào)來(lái)表征兩個(gè)任意表面之間接觸的空間分布和其隨著時(shí)間的變化的方法。
文檔編號(hào)G01L5/00GK1365264SQ00811003
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月29日
發(fā)明者邁克爾·D·布希曼, 安妮·勒加雷, 馬丁·加龍, 皮埃爾·薩瓦爾 申請(qǐng)人:加拿大百奧新泰克公司