用于生理參數(shù)感測(cè)的可定制的傳感器設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種傳感器設(shè)備和方法，該方法用于利用腕套或帶（62）針對(duì)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(shè)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(cè)緊固。帶（62）具有由配戴者定位在預(yù)定測(cè)量位置，例如手腕掌側(cè)中間的標(biāo)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(cè)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(shù)感測(cè)的可定制的傳感器設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器設(shè)備以及用于將傳感器設(shè)備拉緊(tighten)和定位到患者身體部分的方法。
【背景技術(shù)】
[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(tài)評(píng)估的心理生理參數(shù)感測(cè)高度依賴于傳感器的正確且穩(wěn)定的定位。在人類群體內(nèi)，手腕周長和形狀大幅度不同，使得放之四海而皆準(zhǔn)的傳感器帶設(shè)備(例如傳感器腕套)不可能制造。舉例而言，皮膚電導(dǎo)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(cè)，皮膚電導(dǎo)比手掌上的標(biāo)準(zhǔn)位置處更低。對(duì)于手腕掌側(cè)的血容量脈沖測(cè)量而言，光源和光電檢測(cè)器的最佳位置是在動(dòng)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(shè)備不可能放之四海而皆準(zhǔn)，而是需要專家定位在最佳地點(diǎn)并且定制腕套的尺寸和形狀。這對(duì)于主流產(chǎn)品而言太昂貴且復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可以容易且有效地針對(duì)患者的個(gè)人需要定制的基于帶的傳感器設(shè)備。
[0005]這個(gè)目的通 過如權(quán)利要求1所述的傳感器設(shè)備以及通過如權(quán)利要求11所述的緊固(fasten)方法而實(shí)現(xiàn)。
[0006]相應(yīng)地，具有集成的傳感器的單根帶可以在兩端可調(diào)節(jié)地固定到信號(hào)處理單元。這確保了腕套中的傳感器位置相對(duì)于身體處的測(cè)量位置的高精度。
[0007]依照第一方面，所述信號(hào)處理單元可以包括用戶接口，使得配戴傳感器設(shè)備的用戶或者患者可以監(jiān)視和/或控制測(cè)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(hào)處理單元可以包括用于存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。由此，測(cè)量結(jié)果可以被監(jiān)視和存儲(chǔ)以供以后評(píng)價(jià)或評(píng)估測(cè)量趨勢(shì)。
[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(gè)傳感器定位在身體的手腕的預(yù)定測(cè)量位置處的至少一個(gè)標(biāo)記。這促進(jìn)了傳感器設(shè)備的帶的正確定位和拉緊。依照一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式，預(yù)定測(cè)量位置可以位于手腕的掌側(cè)的拇指側(cè)。
[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(diào)節(jié)的緊固而在身體手腕的兩側(cè)被拉緊。這種雙側(cè)拉緊選項(xiàng)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(hào)處理單元中并且在帶的另一端可調(diào)節(jié)地固定到旋鈕部分。這些固定選項(xiàng)在傳感器設(shè)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(yù)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(yù)定的切割分段而促進(jìn)了帶的長度調(diào)節(jié)。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(jīng)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(gè)電極的至少一個(gè)凹口。由此，可以通過簡單地將傳感器壓進(jìn)凹口中而促進(jìn)傳感器(例如電極)的更換。
[0014]下文中限定了另外的有利實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]現(xiàn)在，將基于參照附圖的實(shí)施例通過舉例的方式描述本發(fā)明，在附圖中:
圖1示出了具有用于測(cè)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(shí)施例的具有提升的上殼部分的傳感器設(shè)備的透視圖；
圖3示出了在定位和拉緊之前的依照第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備的信號(hào)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(shí)施例的具有用戶接口的傳感器設(shè)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(shí)施例的具有用戶接口的傳感器設(shè)備的透視圖；以及
圖6示出了用于定位和拉緊依照第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備的過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在，基于用于測(cè)量人類或動(dòng)物患者的手腕處的皮膚電導(dǎo)的監(jiān)視或傳感器設(shè)備描述本發(fā)明的各個(gè)不同的實(shí)施例。當(dāng)然，本發(fā)明可以用于測(cè)量身體的相同或其他部分處的其他生理或心理生理參數(shù)。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，所述傳感器設(shè)備以及尤其是所述帶可以適于可以測(cè)量希望的參數(shù)的其他身體部分的尺寸和形狀。
[0017]具有其電極的傳感器設(shè)備可以被定位和拉緊到患者并且監(jiān)視患者的皮膚電導(dǎo)。皮膚電導(dǎo)測(cè)量可以例如用于確定患者是否處于其中可以或者應(yīng)當(dāng)改變通風(fēng)的條件下，或者用于確定通風(fēng)的改變是否成功。當(dāng)然，用于其他應(yīng)用和其他測(cè)量參數(shù)也是可能的。
[0018]圖1示出了具有測(cè)量電極的優(yōu)選地點(diǎn)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(dǎo)信號(hào)的質(zhì)量主要取決于放置電極的地點(diǎn)。在手腕的掌側(cè)，皮膚電導(dǎo)比手掌上的標(biāo)準(zhǔn)位置處更低。當(dāng)研究作為手腕掌側(cè)的確切地點(diǎn)的函數(shù)的皮膚電導(dǎo)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了大的變化。最佳的是手腕掌側(cè)的拇指側(cè)的區(qū)域。中心區(qū)域表現(xiàn)出皮膚電導(dǎo)的中間值，而小指側(cè)給出最低的皮膚電導(dǎo)值。由于需要具有大約1cm的直徑的兩個(gè)電極，并且不希望寬的腕套，圖1中示出了最佳的測(cè)量位置110、120。
[0019]更特別地，獲得最佳信號(hào)的地點(diǎn)在手腕上，一個(gè)電極在手腕掌側(cè)中間的線上，距離手大約3-5cm，并且另一個(gè)電極緊挨第一電極垂直于該線定位在拇指側(cè)。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(cè)量位置110、112處從電極的外邊緣測(cè)量。因此，在一個(gè)示例性情況下，電極可以具有大約15mm的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)實(shí)施例中，接地電極可以位于沿著帶的任何地方，并且優(yōu)選地比活性電極大得多?；钚噪姌O優(yōu)選地為圓形的，并且可以具有l(wèi)cm的直徑且可以離手腕掌側(cè)中心2cm放置在拇指側(cè)。作為另一個(gè)選項(xiàng)，接地電極可以由覆蓋帶的內(nèi)側(cè)的大部分的導(dǎo)電布組成。
[0021]皮膚電導(dǎo)可以通過在串聯(lián)電路中測(cè)量跨兩個(gè)電極的電壓降而測(cè)量，所述串聯(lián)電路包含穩(wěn)定參考電壓源、應(yīng)當(dāng)對(duì)于熱波動(dòng)穩(wěn)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(dǎo)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(dǎo)專家所使用的標(biāo)準(zhǔn)皮膚電導(dǎo)電極。
[0022]作為另一個(gè)選項(xiàng)，測(cè)量的皮膚電導(dǎo)可以與其他生理參數(shù)(例如Sp02、PrtC02、呼吸率、呼吸率變異性等等)和/或呼吸機(jī)設(shè)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(shù)值(例如1 (例如放松)至10 (例如嚴(yán)重不適))、交通燈顏色(紅-黃/橙-綠)或者像“準(zhǔn)備拔管”、“停止SBT”、“開始STB”、“減少通風(fēng)”或者“增加通風(fēng)”那樣的輸出指令消息的形式。當(dāng)然，這很可能僅僅是可能的用法之一。一個(gè)可替換的焦點(diǎn)可能放在工作的壓力以及防止長期的壓力相關(guān)疾病(例如倦怠、腎上腺疲勞)上。另一個(gè)用法可能是對(duì)于精神病患者防止攻擊性，其中所述設(shè)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(shè)備的基于帶的實(shí)現(xiàn)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(cè)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(gè)電極(未示出)并且具有可在兩個(gè)不同的地方在兩端調(diào)節(jié)的長度。適當(dāng)數(shù)量的分段從一側(cè)(例如通過切除)從分段部分63移除以便將皮膚電導(dǎo)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(cè)切除以便使帶適合人的手腕，使得皮膚電導(dǎo)電極處于牢 固但舒適的位置，完全接觸手腕掌側(cè)的皮膚。因此，可以提供一種用于針對(duì)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(cè)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(gè)可替換的選項(xiàng)，分段部分63的分段。
[0024]皮膚電導(dǎo)可以通過在串聯(lián)電路中測(cè)量跨所述兩個(gè)電極的電壓而測(cè)量，所述串聯(lián)電路包含從優(yōu)選地為1.2V (但是不超過5V)的電壓源65 (例如電池)生成的穩(wěn)定參考電壓、典型地為3.3MQ或10MQ的參考電阻以及由具有l(wèi)cm直徑的導(dǎo)電材料制成的所述兩個(gè)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(hù)。電壓由具有例如12-16比特精度的使用3.0V穩(wěn)定參考電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未不出)放大和數(shù)字化。
[0025]圖3示出了具有非調(diào)節(jié)的腕帶62和信號(hào)處理單元71的第二實(shí)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(gè)或兩個(gè)固定孔系列，所述信號(hào)處理單元可以包括用戶接口和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置或存儲(chǔ)器。此外，在腕帶62中提供凹口 69以便容納感測(cè)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(cè)電極與具有其用戶接口和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的信號(hào)處理單元71之間的電子布線。
[0026]圖4示出了依照第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備的透視圖，其中示出了具有其控制元件(例如機(jī)械、光學(xué)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(jī)構(gòu)68安裝到信號(hào)處理單元71，該固定機(jī)構(gòu)可以被固定到腕帶62中提供的一對(duì)孔。另外，腕帶62具有由配戴者定位在手腕掌側(cè)中間的標(biāo)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(cè)通過雙側(cè)固定機(jī)構(gòu)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(jìn)可以通過提供手腕周長的桌子以及推薦數(shù)量的分段從帶62切割或移除而實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)可替換的選項(xiàng)，分段部分63的分段可能已經(jīng)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(shí)施例的傳感器設(shè)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(jī)構(gòu)68的旋鈕固定。當(dāng)然，具有夾緊、翻轉(zhuǎn)鎖定或者其他鎖定機(jī)制的其他自適應(yīng)固定機(jī)構(gòu)可以用于將腕帶62固定到信號(hào)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(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，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(shí)施例的傳感器設(shè)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(cè)量位置110、120所指示的手腕掌側(cè)的最佳位置處。接著，在步驟S120中，腕帶62的兩側(cè)或兩端纏繞手腕，并且傳感器設(shè)備的信號(hào)處理單元71置于手腕之上。在步驟S130中，用于這個(gè)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(biāo)記而進(jìn)行標(biāo)記。在步驟S140中，利用刀或剪刀移除多余的材料。如上面已經(jīng)提到的，可以像在項(xiàng)鏈中那樣提供單獨(dú)的分段。分段可以在內(nèi)側(cè)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(cè)將腕帶62插入且固定在腕帶62的信號(hào)處理單元71中。最后，在步驟S160中，如圖5中所示，在將設(shè)備置于手腕上之后，將腕帶62的另一側(cè)固定到基于旋鈕的固定機(jī)構(gòu)68的一個(gè)或兩個(gè)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(shè)備可以在緊固之 后很好地適合。
[0030]總的說來，本發(fā)明涉及一種傳感器設(shè)備和方法，該方法用于利用腕套或帶針對(duì)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(shè)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(cè)緊固。帶具有由配戴者定位在預(yù)定測(cè)量位置，例如手腕掌側(cè)中間的標(biāo)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(cè)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(jīng)詳細(xì)地圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示例性的，而不是限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例。通過閱讀本公開內(nèi)容，其他修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是清楚明白的。這樣的修改可能涉及本領(lǐng)域中已知且可能代替或者附加于本文已經(jīng)描述的特征而使用的其他特征。特別地，可以在帶62兩側(cè)或者兩端提供其他可變固定機(jī)構(gòu)。具有傳感器帶的雙側(cè)固定的感測(cè)設(shè)備可以適于測(cè)量其他身體部分(例如腳踝)處的皮膚電導(dǎo)或其他參數(shù)。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)對(duì)于所述附圖、本公開內(nèi)容以及所附權(quán)利要求書的研究，應(yīng)當(dāng)能夠理解并實(shí)施所公開實(shí)施例的若干變型。在權(quán)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(gè)元件或步驟。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施這一事實(shí)并不意味著這些措施的組合不可以加以利用。
[0033]權(quán)利要求書中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)被視為對(duì)其范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器設(shè)備，包括: -帶(62)，其包括用于測(cè)量人類或動(dòng)物身體的生理參數(shù)的至少一個(gè)傳感器(66);以及 -信號(hào)處理單元(71)，其用于處理從所述至少一個(gè)傳感器(66)獲得的測(cè)量輸出； 其中所述帶(62)適于在所述帶(62)兩端向所述信號(hào)處理單元(71)提供可調(diào)節(jié)的緊固。
2.依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述信號(hào)處理單元(71)包括用戶接口(61)。
3.依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述帶(62)包括用于容納所述至少一個(gè)傳感器(66)與所述信號(hào)處理單元(71)之間的布線的中空通道。
4.依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述信號(hào)處理單元(71)包括用于存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
5.依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述帶(62)包括用于將所述至少一個(gè)傳感器(66)定位在所述身體的手腕的預(yù)定測(cè)量位置處的至少一個(gè)標(biāo)記(67)。
6.依照權(quán)利要求5的設(shè)備，其中所述預(yù)定測(cè)量位置在所述身體的手腕掌側(cè)的拇指側(cè)。
7.依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述帶(62)適于通過所述帶(62)的所述可調(diào)節(jié)的緊固和拉伸能力在所述身體的手腕兩側(cè)被拉緊。
8.依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述帶(62)適于在帶(62)的一端插入信號(hào)處理單元(71)中并且在帶(62)的另一端可調(diào)節(jié)地固定到旋鈕部分(68)。
9.依照權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述帶(62)的所述一端包括具有預(yù)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(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述帶(62)包括用于容納所述至少一個(gè)電極(66)的至少一個(gè)凹口(69)。
11.一種用于將傳感器設(shè)備拉緊和定位到人類或動(dòng)物身體的方法，所述方法包括: -將布置在所述傳感器設(shè)備的帶(62)上的傳感器(66)置于所述身體的預(yù)定位置處； -將所述傳感器設(shè)備的信號(hào)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(biāo)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(hào)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(jī)構(gòu)(68)將所述帶(62)的另一端固定到所述信號(hào)處理單元(71)。
【文檔編號(hào)】A44C5/24GK103997960SQ201280058668
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月29日
【發(fā)明者】M.奧維科克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司