本公開總體涉及生理信號(hào)監(jiān)測(cè)和電極陣列的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

疼痛感是生物、認(rèn)知、行為、文化和環(huán)境因素的極其復(fù)雜的相互作用。身體對(duì)損傷或有害性刺激(例如，急性疼痛)的反應(yīng)首先是因傷害性刺激激活自主神經(jīng)和荷爾蒙通路而產(chǎn)生的生理反應(yīng)。傷害性感受是指即使在無意識(shí)的受試者中也引起自主反應(yīng)的有害性刺激的檢測(cè)、轉(zhuǎn)導(dǎo)和傳輸。多年以來，多項(xiàng)研究已調(diào)查不同生理參數(shù)的傷害性感受相關(guān)的變化作為在手術(shù)期間對(duì)傷害性感受的水平的客觀評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

皮膚電導(dǎo)反應(yīng)是當(dāng)汗液增加時(shí)皮膚立刻變成電的更好的導(dǎo)體的現(xiàn)象。因此，已經(jīng)暴露于生理激發(fā)狀態(tài)的受試者將顯示皮膚的兩個(gè)區(qū)域之間的阻力的突然下降。皮膚電導(dǎo)和疼痛之間的相關(guān)性已被證明在于皮膚電導(dǎo)響應(yīng)于傷害性感受而升高。因此，皮膚電導(dǎo)的變化的測(cè)量對(duì)于提供疼痛水平的指示是有用的。

皮膚電導(dǎo)的確定通常是基于從活性電極和非活性電極中獲得的測(cè)量，活性電極經(jīng)配置以產(chǎn)生電信號(hào)(諸如，電流)，非活性電極經(jīng)配置以采集電信號(hào)。通常，活性電極和非活性電極定位在(同一只)手的兩個(gè)手指上或定位在手掌上。

光體積描記波形可以提供關(guān)于諸如心率(hr)、心率變異性(hrv)和光體積描記振幅(ppga)等參數(shù)的信息。這些參數(shù)被稱為自主功能和傷害性反應(yīng)的指示符。

雖然上述參數(shù)與受試者的疼痛水平可具有良好的相關(guān)性，但是干擾因子常引起錯(cuò)誤的檢測(cè)。另外的傳感器(如，加速計(jì)、溫度計(jì)和其他傳感器)的集成可以提供減少誤檢測(cè)并且增加受試者的疼痛水平的特異性的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本公開的一些實(shí)施例中，本公開的方面涉及皮膚電阻(gsr)電極陣列和包括和/或利用gsr電極陣列的設(shè)備。

通常，gsr測(cè)量系統(tǒng)是基于從兩個(gè)電極(即，活性電極和非活性電極)中或從包括活性電極和非活性電極的組合的三個(gè)電極中獲得的測(cè)量，活性電極和非活性電極通常定位在(同一只)手的兩個(gè)手指上，定位在手掌上，或者在新生兒的情況下定位在腳上?；钚噪姌O和非活性電極之間的距離影響gsr測(cè)量。隨著活性電極和非活性電極之間的距離擴(kuò)大，對(duì)電極之間的電流流動(dòng)的電阻增加，但是對(duì)測(cè)量變化的敏感度增加。相反地，隨著活性電極和非活性電極之間的距離減少，對(duì)電極之間電流流動(dòng)的電阻也減少，但是對(duì)測(cè)量變化的敏感度受損。此外，個(gè)體之間的皮膚干燥度的差異也影響gsr讀數(shù)，因?yàn)榫哂懈稍锲つw的受試者具有比皮膚潮濕的受試者更低的皮膚電導(dǎo)率。實(shí)際上，具有干燥皮膚的受試者可具有如此低的電導(dǎo)率以致于難以獲得與生理激發(fā)(例如，疼痛)相關(guān)的gsr測(cè)量的變化，然而其他受試者具有如此高的電導(dǎo)率以致于獲得的信號(hào)飽和，并且皮膚的電導(dǎo)率的變化沒有被檢測(cè)到。

有利地，gsr電極陣列能夠補(bǔ)償人與人之間的皮膚干燥度和/或皮膚電導(dǎo)特性的差異。補(bǔ)償人與人之間的皮膚干燥度的差異得以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸疚乃_的gsr電極陣列包括支架，支架具有設(shè)置于其上的活性電極和多個(gè)非活性電極。電極定位在支架上，使得每個(gè)非活性電極位于距活性電極不同的預(yù)定距離處。一方面，這能夠自定義活性電極和非活性電極之間的距離以適應(yīng)皮膚干燥度和/或手指長度的差異，而另一方面，鑒于電極之間的距離是已知的，當(dāng)確定皮膚的電導(dǎo)率的變化時(shí)，該距離對(duì)測(cè)量值的影響可以被考慮在內(nèi)。

此外，本文所公開的gsr電極陣列可包括另外的元件，其經(jīng)配置以確保最佳的gsr讀數(shù)，并且/或者向分析器提供關(guān)于哪個(gè)非活性電極用于gsr測(cè)量且由此提供關(guān)于具體的非活性電極和活性電極之間的距離的指示。

例如，陣列可包括一個(gè)或多個(gè)電阻器。電阻器可使電信號(hào)偏移以與應(yīng)用的測(cè)量范圍相容。電阻器例如可連接到多個(gè)非活性電極中的每個(gè)或一些，以便使它們的測(cè)量尺度協(xié)調(diào)。

此外，一個(gè)或多個(gè)電阻器和/或二極管的并入可向監(jiān)測(cè)器、傳感器或連接到陣列和電力供應(yīng)器的任何其他設(shè)備至少提供部分除顫保護(hù)。有利地，在陣列內(nèi)實(shí)施除顫保護(hù)可能夠在沒有除顫保護(hù)的系統(tǒng)上使用gsr電極陣列。

類似地，包括到陣列上的一個(gè)或多個(gè)電阻器和/或二極管可使陣列能夠向監(jiān)測(cè)器、傳感器和/或連接至該陣列的任何其他設(shè)備提供保護(hù)免受靜電放電(esd)。防esd可增加整個(gè)系統(tǒng)的可靠性并且當(dāng)esd發(fā)生時(shí)可防止信號(hào)中斷。

另外地或可替換地，本文所公開的gsr陣列可包括在活性電極和多個(gè)非活性電極中的每個(gè)或一些之間電連接的電容器。如果連接到每個(gè)非活性電極的電容器是不同的，則從特定的非活性電極中獲得的gsr測(cè)量的時(shí)延可用作電極的“指紋”。

另外地或可替換地，本文所公開的gsr陣列可包括熱敏電阻。熱敏電阻的并入可能夠通過將gsr讀數(shù)校準(zhǔn)為受試者的體溫使由于溫度調(diào)節(jié)而不是生理激發(fā)(例如，疼痛)而獲得的值均等，能夠允許血量、基礎(chǔ)汗液、室溫、環(huán)境溫度或其組合的變化。此外，當(dāng)加熱元件并入該系統(tǒng)中時(shí)，熱敏電阻可用作輸入指示和/或用作激活加熱元件的觸發(fā)器。

另外地或可替換地，本文所公開的gsr陣列可包括壓電傳感器。有利地，壓電傳感器可經(jīng)布置以便能夠確定附接到陣列的手指是否保持筆直，因?yàn)楣P直的手指對(duì)gsr測(cè)量的質(zhì)量很重要。根據(jù)一些實(shí)施例，不只一個(gè)壓電傳感器可被包括。兩個(gè)或更多個(gè)壓電傳感器的并入可能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。另外地或可替換地，ptt讀數(shù)可從信號(hào)中提取，該信號(hào)從壓電傳感器和ppg傳感器的結(jié)合中獲得。另外地或可替換地，ptt讀數(shù)可從信號(hào)中提取，該信號(hào)從兩個(gè)或更多個(gè)間隔開的ppg傳感器中獲得。ppg傳感器(多個(gè)ppg傳感器)和/或壓電傳感器(多個(gè)壓電傳感器)可被定位成使得獲得的信號(hào)是來自同一小動(dòng)脈(即，在手指的底部和手指的尖端)。

有利地，本文所公開的gsr電極陣列經(jīng)配置用于附接到受試者的單個(gè)手指并且從單個(gè)手指測(cè)量。這使該陣列能夠并入(單個(gè))手指探頭中，并且因此與放置在手指探頭中的另外的傳感器形成一體單元。此外，這能夠從多個(gè)傳感器獲得來自同一手指的測(cè)量，從而克服由獲得來自不同手指的測(cè)量引起的不準(zhǔn)確性。

本文還公開了設(shè)備和方法，其經(jīng)配置以鑒于受試者的皮膚干燥度和/或手指長度確定gsr電極陣列的多個(gè)非活性電極中的哪個(gè)具有距活性電極的最佳距離。此外，一旦已經(jīng)選擇最佳的非活性電極，本文所公開的設(shè)備和方法就能夠測(cè)量受試者的gsr及其變化，同時(shí)考慮活性電極和所選的非活性電極之間的距離。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了皮膚電反應(yīng)(gsr)電極陣列，其包括經(jīng)配置用于沿受試者的手指的長度附接的支架，該支架包括活性電極，其經(jīng)配置以提供電信號(hào)；至少兩個(gè)非活性電極，其經(jīng)配置以采集從活性電極通過受試者的身體傳送的電信號(hào)；以及至少一個(gè)元件，其選自電阻器、電容器、壓電傳感器、熱敏電阻、螺線管二極管或其任意組合。

根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)非活性電極可定位在距活性電極不同的預(yù)定距離處。

根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極和至少兩個(gè)測(cè)量電極中的每個(gè)可通過能夠傳輸電信號(hào)的連接點(diǎn)可連接到手指探頭。

根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極可包括經(jīng)配置以調(diào)解活性電極和受試者的皮膚之間的接觸的水凝膠。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)非活性電極可包括經(jīng)配置以調(diào)解非活性電極和受試者的皮膚之間的接觸的水凝膠。根據(jù)一些實(shí)施例，電極陣列還可包括經(jīng)配置以感測(cè)水凝膠的濕度的濕度傳感器。

根據(jù)一些實(shí)施例，元件可為至少一個(gè)電連接到至少兩個(gè)非活性電極中的至少一個(gè)的電阻器。根據(jù)一些實(shí)施例，元件可為至少一個(gè)電連接到活性電極的電阻器。

根據(jù)一些實(shí)施例，元件可經(jīng)配置以向與其連接的監(jiān)測(cè)器和/或傳感器提供除顫保護(hù)。根據(jù)一些實(shí)施例，元件可經(jīng)配置以保護(hù)與其連接的監(jiān)測(cè)器和/或傳感器免受靜電放電(esd)。

根據(jù)一些實(shí)施例，元件可為至少一個(gè)電容器，其在活性電極和至少兩個(gè)非活性電極中的一個(gè)之間電連接。

根據(jù)一些實(shí)施例，元件可為至少一個(gè)壓電傳感器。

根據(jù)一些實(shí)施例，元件可為至少一個(gè)熱敏電阻。

根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極和至少兩個(gè)非活性電極中的第一非活性電極之間的距離可不同于第一電極和至少兩個(gè)非活性電極中的第二非活性電極之間的距離。

根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)非活性電極可為完全相同的。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)非活性電極可由不同的材料制成。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)非活性電極可具有不同的尺寸和/或形狀。

根據(jù)一些實(shí)施例，電極陣列還可包括經(jīng)配置以加熱受試者的手指的至少一個(gè)加熱元件。

根據(jù)一些實(shí)施例，電極陣列還可包括選自ppg傳感器、加速計(jì)、溫度傳感器、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法(dcs)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器、壓電傳感器及其任意組合的至少一個(gè)傳感器。

根據(jù)一些實(shí)施例，電極陣列還可包括袋和至少一個(gè)條帶，該條帶在被拉動(dòng)時(shí)可經(jīng)配置以在袋中生成真空，從而吸入與袋接觸的受試者的皮膚。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了手指探頭，其包括選自ppg傳感器、加速計(jì)、溫度傳感器、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法(dcs)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器、壓電傳感器及其任意組合的至少一個(gè)傳感器，以及可連接到gsr電極陣列的連接點(diǎn)。

根據(jù)一些實(shí)施例，連接點(diǎn)可經(jīng)配置以向定位在電極陣列上的活性電極提供電信號(hào)，并且傳輸從定位在電極陣列上的至少一個(gè)非活性電極接收的電信號(hào)。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭還可包括開式電路，其經(jīng)配置以當(dāng)電極陣列連接到連接點(diǎn)時(shí)閉合。根據(jù)一些實(shí)施例，僅當(dāng)電極陣列連接到連接點(diǎn)時(shí)，激活至少一個(gè)傳感器。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭可包括至少兩個(gè)傳感器。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)傳感器可包括ppg傳感器、加速計(jì)和溫度傳感器、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法(dcs)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器、壓電傳感器及其任意組合。根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭可包括至少兩個(gè)ppg傳感器。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)ppg傳感器可定位在手指探頭內(nèi)，以便在使用中時(shí)能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭可至少包括ppg傳感器和壓電傳感器。根據(jù)一些實(shí)施例，ppg傳感器和壓電傳感器可定位在手指探頭內(nèi)，以便在使用中時(shí)能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭可包括至少兩個(gè)壓電傳感器。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)壓電傳感器可定位在手指探頭內(nèi)，以便在使用中時(shí)能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭還可包括經(jīng)配置以感測(cè)水凝膠的濕度的濕度傳感器。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭可至少包括不只一個(gè)ppg傳感器，其能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。另外地或可替換地，手指探頭可至少包括不只一個(gè)壓電傳感器，其能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。另外地或可替換地，手指探頭可至少包括ppg傳感器和壓電傳感器，其能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，ppg傳感器(多個(gè)ppg傳感器)和/或壓電傳感器(多個(gè)壓電傳感器)可間隔開，使得獲得的信號(hào)來自同一小動(dòng)脈(即，在手指的底部和手指的尖端)。應(yīng)當(dāng)理解，ppg傳感器(多個(gè)ppg傳感器)和/或壓電傳感器(多個(gè)壓電傳感器)可直接附接到手指探頭、grs陣列或其組合，或者安裝在手指探頭、grs陣列或其組合上。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了醫(yī)療設(shè)備，其經(jīng)配置以確定受試者的皮膚的電導(dǎo)。根據(jù)一些實(shí)施例，該設(shè)備包括處理器，其經(jīng)配置以從gsr電極陣列接收電信號(hào)，gsr電極陣列經(jīng)配置用于沿受試者的手指的長度附接并且具有活性電極和至少兩個(gè)非活性電極，其中至少兩個(gè)非活性電極中的每個(gè)定位在距活性電極不同的預(yù)定距離處；基于所接收的電信號(hào)確定至少兩個(gè)非活性電極中的優(yōu)選的非活性電極；以及基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析并且基于活性電極和優(yōu)選電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)。

根據(jù)一些實(shí)施例，確定受試者的皮膚的電導(dǎo)可包括向所接收的電信號(hào)提供加權(quán)因子，加權(quán)因子基于活性電極和優(yōu)選電極之間的距離確定。

根據(jù)一些實(shí)施例，處理器還可經(jīng)配置以基于在第一測(cè)量和第二測(cè)量期間獲得的電信號(hào)的變化并且基于活性電極和優(yōu)選電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的變化。

根據(jù)一些實(shí)施例，醫(yī)療設(shè)備還可經(jīng)配置以基于所確定的皮膚電導(dǎo)并且基于至少一個(gè)生理信號(hào)確定受試者的疼痛水平和/或其變化。根據(jù)一些實(shí)施例，生理信號(hào)可選自光體積描記圖(ppg)、皮膚電反應(yīng)(gsr)、心電圖(ecg)、血壓、呼吸、體內(nèi)溫度、皮膚溫度、眼電圖(eog)、瞳孔直徑、腦電圖(eeg)、額肌電圖(femg)、肌電圖(emg)、胃電圖(egg)、激光多普勒測(cè)速(ldv)、二氧化碳分壓以及加速計(jì)讀數(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的方法，該方法包括：從具有多個(gè)非活性電極的gsr電極陣列接收電信號(hào)；基于所接收的電信號(hào)確定多個(gè)非活性電極中的優(yōu)選的非活性電極；以及基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析并且基于活性電極和優(yōu)選的非活性電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于確定生理參數(shù)的值的方法，該方法包括：將交流(ac)勵(lì)磁以變化的頻率施加到活性電極；在第一預(yù)定的時(shí)間后測(cè)量從第一非活性電極獲得的第一電信號(hào)；在第二預(yù)定的時(shí)間后測(cè)量從第二非活性電極獲得的第二電信號(hào)；以及基于第一電信號(hào)和第二電信號(hào)確定生理參數(shù)的值。

根據(jù)一些實(shí)施例，生理參數(shù)可為選自血流、心率、脈沖瞬變時(shí)間(ptt)及其任意組合的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，生理參數(shù)可為選自呼吸率、呼吸暫停、呼吸的快速/緩慢變化及其任意組合的呼吸參數(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，確定生理參數(shù)的值還可包括從ppg傳感器、壓電傳感器、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法(dcs)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器和/或溫度傳感器中的任一個(gè)或多個(gè)獲得至少一個(gè)信號(hào)。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于確定生理參數(shù)的值的方法，該方法包括從至少兩個(gè)傳感器中獲得信號(hào)，以及基于所獲得的信號(hào)確定生理參數(shù)的值。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)傳感器可包括ppg傳感器、壓電傳感器或其任意組合。根據(jù)一些實(shí)施例，生理參數(shù)可為選自血流、心率、脈沖瞬變時(shí)間(ptt)及其任意組合的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)傳感器可定位在手指探頭中。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)傳感器可沿手指探頭的縱向軸線間隔開。根據(jù)一些實(shí)施例，至少兩個(gè)傳感器中的第一傳感器可定位在手指探頭的近端，且至少兩個(gè)傳感器中的第二傳感器可定位在手指探頭的遠(yuǎn)端。

本公開的某些實(shí)施例可包括上述優(yōu)點(diǎn)中的一些、全部或不包括上述優(yōu)點(diǎn)。從本文所包括的附圖、描述和權(quán)利要求中，一個(gè)或多個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。此外，雖然上面已經(jīng)列舉了具體的優(yōu)點(diǎn)，但是各個(gè)實(shí)施例可包括所列舉的優(yōu)點(diǎn)中的全部、一些或不包括所列舉的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

本公開的一些實(shí)施例在本文中參考附圖進(jìn)行描述。描述與附圖一起使本公開的一些實(shí)施例可如何實(shí)踐對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見。附圖是為了說明性論述的目的，并且沒有試圖示出比基本理解本公開的教導(dǎo)所需的更詳細(xì)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。為了清晰起見，附圖中所示的一些物體未按比例繪制。

圖1a示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的沿受試者的手指的長度附接的gsr電極陣列；

圖1b示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的沿受試者的手指的長度附接的用于監(jiān)測(cè)生理參數(shù)的陣列；

圖2a至圖2f示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有沿其縱向軸線設(shè)置的活性電極和多個(gè)非活性電極的gsr電極陣列的前側(cè)；

圖3示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有設(shè)置于其上的連接點(diǎn)的gsr電極陣列的后側(cè)；

圖4a示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極和電阻器的gsr電極陣列；

圖4b示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極和電阻器的gsr電極陣列；

圖5示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極和電容器的gsr電極陣列；

圖6示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極和熱敏電阻的gsr電極陣列；

圖7示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極和壓電傳感器的gsr電極陣列；

圖8示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極和濕度傳感器的gsr電極陣列；

圖9示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有活性電極、多個(gè)非活性電極、ppg傳感器、溫度傳感器和加速計(jì)的gsr電極陣列；

圖10a示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的手指探頭的透視圖；

圖10b示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的手指探頭的透視圖；

圖10c示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的手指探頭的透視圖；

圖11示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的經(jīng)配置以利用gsr電極陣列的醫(yī)療設(shè)備；

圖12是根據(jù)一些實(shí)施例的用于利用gsr電極陣列的方法的說明性流程圖。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，將描述本公開的各個(gè)方面。為了解釋的目的，陳述了具體的配置和細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本公開的不同的方面的徹底理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在沒有本文提出的具體的細(xì)節(jié)的情況下可實(shí)踐本公開。此外，可省略或簡化公知的特征以免模糊本公開。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于監(jiān)測(cè)生理參數(shù)的電極陣列。根據(jù)一些實(shí)施例，電極陣列可為皮膚電反應(yīng)(gsr)電極陣列。根據(jù)一些實(shí)施例，該陣列可包括經(jīng)配置用于附接到受試者(例如，沿受試者的手指的長度)的支架。支架可包括活性電極，其經(jīng)配置以提供電信號(hào)；以及多個(gè)非活性電極，其經(jīng)配置以采集從活性電極通過受試者的身體傳送的電信號(hào)。根據(jù)一些實(shí)施例，多個(gè)電極(活性或非活性)中的一個(gè)或多個(gè)可用作參考電極。根據(jù)一些實(shí)施例，支架還可包括用作參考電極的另外的電極。

如本文所用的術(shù)語“gsr電極陣列”、“gsr陣列”和“陣列”可互換使用。gsr電極陣列是用于監(jiān)測(cè)皮膚電導(dǎo)和/或電阻的電極的陣列。根據(jù)一些實(shí)施例，在測(cè)量期間，可利用陣列的僅一個(gè)活性電極和一個(gè)非活性電極(或可選地，不只一個(gè)活性電極或非活性電極)。根據(jù)一些實(shí)施例，該陣列可以是一次性的。根據(jù)一些實(shí)施例，該陣列可以是可重復(fù)使用的。

如本文所用的術(shù)語“支架”可指任何合適的安裝座，其經(jīng)配置以附接到受試者的手指、手掌、腳或前額并且使在限定的位置處的多個(gè)電極設(shè)置于其上或其中。根據(jù)一些實(shí)施例，支架可為具有蓋的標(biāo)貼，該蓋在被脫去時(shí)露出標(biāo)貼。根據(jù)一些實(shí)施例，支架可為包括緊固件或用于附接到患者的手指的其他裝置的織物(織物的或塑料的)。根據(jù)一些實(shí)施例，支架可包括氣袋和一個(gè)或多個(gè)條帶，條帶在被拉動(dòng)時(shí)生成真空，真空因此將吸入受試者的手指的皮膚，從而確保皮膚和支架的電極之間的適度接觸。陣列的附接可包括使支架附接到皮膚，例如作為標(biāo)貼，且然后通過拉動(dòng)條帶生成吸入皮膚的真空，從而增強(qiáng)支架到皮膚的附接。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)測(cè)量皮膚電反應(yīng)時(shí)，主要問題是電極與人體接觸。通過產(chǎn)生真空，電極與手指的粘合性可確保電極陣列與受試者的皮膚的長時(shí)間的牢固附接。還應(yīng)當(dāng)理解，此類牢固附接可用于確保皮膚和電極之間的最佳界面。

如本文所用的術(shù)語“活性電極”和“源電極”可互換使用并且指電信號(hào)(例如，電壓)施加于其上的電極。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，陣列上的任一電極在連接到電源時(shí)可用作活性電極。

如本文所用的術(shù)語“非活性電極”和“測(cè)量電極”可互換使用并且指接收從活性電極傳輸?shù)碾娦盘?hào)(例如，電流)的電極。如本文所用的術(shù)語“多個(gè)”在指非活性電極時(shí)可指2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、10個(gè)或更多個(gè)電極。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

如本文所用的術(shù)語“參考電極”指經(jīng)配置以向從非活性電極獲得的測(cè)量提供用作參考點(diǎn)的測(cè)量的電極和/或經(jīng)配置以向整個(gè)測(cè)量提供某一電壓電平的電極。

根據(jù)一些實(shí)施例，多個(gè)非活性電極可為完全相同的?？商鎿Q地，多個(gè)非活性電極可為不同的。例如，非活性電極可由不同的材料制成。合適的材料包括金、鍍金銅、鍍鎳金屬、鉑、鈀和銀-氯化銀。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。另外地或可替換地，非活性電極可具有不同的尺寸和/或形狀。根據(jù)一些實(shí)施例，制造電極的材料以及其尺寸和/或形狀可影響所監(jiān)測(cè)的信號(hào)，并且因此可用作電極及其距活性電極的距離的識(shí)別裝置。

根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極和多個(gè)非活性電極中的每個(gè)可在支架上(例如，在支架的縱向軸線上)彼此間隔開。根據(jù)一些實(shí)施例，多個(gè)非活性電極中的每個(gè)可定位在距活性電極不同的預(yù)定距離處。陣列上的多個(gè)非活性電極可能夠從多個(gè)非活性電極選擇具體的非活性電極，從而具有距活性電極的優(yōu)選的距離。這可能夠考慮人與人之間的皮膚干燥度的差異，并且適應(yīng)于例如因體溫的差異而產(chǎn)生的皮膚濕度的差異，和/或考慮受試者的手指的長度。作為非限制性示例，對(duì)于具有干燥皮膚的受試者，可選擇更接近活性電極的電極。作為另一非限制性示例，當(dāng)體溫高(例如，由于暖和的天氣、高的環(huán)境溫度或監(jiān)測(cè)期間或監(jiān)測(cè)前受試者的身體活動(dòng)的差異)時(shí)，可選擇間隔開得更遠(yuǎn)的電極。

根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)電極和其相鄰的電極之間的距離可為恒定的、漸增的、漸減的或隨機(jī)的。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，隨著活性電極和非活性電極之間的距離增加，其他一切是相等的，在非活性電極處測(cè)得的電流將更低，并且因此更易受噪聲的影響。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，隨著距活性電極的距離增加，非活性電極的密度可更低。這可能夠節(jié)省施加到陣列的電極的總量，并且因此節(jié)省整個(gè)陣列的生產(chǎn)成本?？商鎿Q地，隨著距活性電極的距離減少，非活性電極的密度可更高，這是因?yàn)楫?dāng)較大距離處的信號(hào)質(zhì)量低時(shí)該距離通常減少。此外，電極在支架上的不均勻的擴(kuò)散可能夠節(jié)省并入陣列中的電極的總量，并且因此節(jié)省陣列的生產(chǎn)成本。

根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)電極距活性電極的距離是預(yù)定的且已知的。因此，當(dāng)計(jì)算皮膚的電導(dǎo)率的變化時(shí)，該距離對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)及其變化的影響可以被考慮在內(nèi)。例如，當(dāng)非活性電極位于相對(duì)接近活性電極時(shí)，對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)的變化的敏感度減少。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，不同的乘法器可應(yīng)用于根據(jù)所利用的非活性電極距活性電極的距離獲得的測(cè)量。

根據(jù)一些實(shí)施例，本文所公開的gsr電極陣列包括具有設(shè)置于其上的活性電極和多個(gè)非活性電極的支架。電極定位在支架上，使得每個(gè)非活性電極位于距活性電極不同的預(yù)定距離處。一方面，這能夠自定義活性電極和非活性電極之間的距離以適應(yīng)皮膚干燥度的差異，而另一方面，鑒于該距離是已知的，當(dāng)確定皮膚的電導(dǎo)率的變化時(shí)，該距離對(duì)測(cè)量值的影響可以被考慮在內(nèi)。

根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)來自手指、手掌、腳、前額或受試者身上的任何其他合適的位置的gsr監(jiān)測(cè)。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)來自受試者的單個(gè)手指的gsr監(jiān)測(cè)。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可連接到手指探頭。

根據(jù)一些實(shí)施例，該陣列可為用于監(jiān)測(cè)多個(gè)生理信號(hào)的陣列，且因此可包括除gsr電極之外的另外的傳感器。合適的傳感器的非限制性示例包括ppg傳感器、加速計(jì)、溫度傳感器、dcs(擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器、壓電傳感器，或生理參數(shù)的任何其他合適的傳感器。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可與放置在手指探頭中和/或?yàn)殛嚵械囊徊糠值牧硗獾膫鞲衅餍纬梢惑w單元。

根據(jù)一些實(shí)施例，該陣列還可包括存儲(chǔ)器部件。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可能夠校準(zhǔn)陣列上的傳感器，諸如但不限于grs電極或壓電傳感器。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可經(jīng)配置以存儲(chǔ)受試者具體數(shù)據(jù)，諸如但不限于年齡、體重、皮膚濕度、病史或任何其他合適的數(shù)據(jù)。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可為陣列提供獨(dú)特的標(biāo)記。

根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極和多個(gè)非活性電極中的每個(gè)(以及可選地，參考電極(多個(gè)參考電極))可連接到放置在手指探頭內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)。連接點(diǎn)可經(jīng)配置以允許傳輸電信號(hào)。

如本文所用的術(shù)語“連接點(diǎn)”可指陣列與手指探頭附接的點(diǎn)，且可經(jīng)配置以在電極(多個(gè)電極)和醫(yī)療設(shè)備的傳感器和/或監(jiān)測(cè)器之間傳送電信號(hào)。根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)電極可具有自己的連接點(diǎn)。根據(jù)一些實(shí)施例，連接點(diǎn)可從多個(gè)電極接收電信號(hào)，每個(gè)電極具有延伸通過連接點(diǎn)的單獨(dú)的電線。根據(jù)一些實(shí)施例，連接點(diǎn)可經(jīng)配置以允許另外的傳感器(例如，ppg傳感器或濕度傳感器)的電線延伸通過該連接點(diǎn)。

根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極、非活性電極和/或另外的電極可為干電極，諸如但不限于氯化銀電極。gsr監(jiān)測(cè)需要穩(wěn)定且一致的皮膚接觸。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，活性電極和非活性電極中的每個(gè)和/或另外的電極(諸如，參考電極)可設(shè)置在包括水凝膠的隔室內(nèi)或附接到該隔室，水凝膠經(jīng)配置以調(diào)解電極和受試者的皮膚之間的接觸。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列(例如，支架)可包括經(jīng)配置以感測(cè)水凝膠的濕度的濕度傳感器。這在長期gsr監(jiān)測(cè)中尤其相關(guān)，在此期間水凝膠可變干，并且因此引起信號(hào)質(zhì)量下降。根據(jù)一些實(shí)施例，從濕度傳感器獲得的信號(hào)可用作需要替換gsr陣列的指示。此外，gsr陣列的長期存儲(chǔ)或在次優(yōu)條件下存儲(chǔ)可在使用之前引起水凝膠干燥。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，從濕度傳感器獲得的信號(hào)可用作水凝膠質(zhì)量的指示。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr陣列可經(jīng)配置以允許水凝膠添加到水凝膠隔室。根據(jù)一些實(shí)施例，從濕度傳感器獲得的信號(hào)可用作需要添加水凝膠的指示，從而消除對(duì)更換整個(gè)陣列的需要。

根據(jù)一些實(shí)施例，gsr陣列可包括選自電阻器、電容器、壓電傳感器、熱敏電阻、螺線管二極管或其任意組合的至少一個(gè)電氣元件。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。如本文所用的術(shù)語“至少一個(gè)”在指電氣元件時(shí)可包括1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或更多個(gè)元件。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

例如，根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可包括電連接到多個(gè)非活性電極中的至少一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)電阻器。另外地或可替換地，電阻器可電連接到活性電極?？商鎿Q地，電阻器可為與陣列上的電極的電路分開的電路的一部分。

例如，根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可包括電連接到多個(gè)非活性電極中的至少一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)二極管。另外地或可替換地，二極管可電連接到活性電極?？商鎿Q地，二極管可為與陣列上的電極的電路分開的電路的一部分。

根據(jù)一些實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)電阻器和/或二極管可用于向監(jiān)測(cè)器、電阻器或連接到陣列和電源的任何其他設(shè)備至少提供部分除顫保護(hù)。在電極陣列上實(shí)施除顫保護(hù)可能夠?qū)㈥嚵信c沒有除顫保護(hù)的系統(tǒng)一起使用。如本文所用的術(shù)語“除顫保護(hù)”可指在除顫期間允許醫(yī)療設(shè)備保持附接到患者的任何機(jī)構(gòu)，且因此可指使該設(shè)備能夠經(jīng)受住脈沖而不引起不可接受的風(fēng)險(xiǎn)的任何機(jī)構(gòu)。

根據(jù)一些實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)電阻器和/或二極管可經(jīng)配置以保護(hù)與其連接的監(jiān)測(cè)器和/或傳感器免受靜電放電(esd)。如本文所用的術(shù)語“靜電放電”和“esd”可互換使用，并且可指由接觸、電短路或介質(zhì)擊穿引起的兩個(gè)帶電物體之間的電力的突發(fā)流動(dòng)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，esd可對(duì)敏感性電子設(shè)備造成損壞。因此，防esd可增加整個(gè)系統(tǒng)的可靠性并且當(dāng)esd發(fā)生時(shí)可防止信號(hào)中斷。

根據(jù)一些實(shí)施例，電阻器可能夠使電信號(hào)偏移以與應(yīng)用的測(cè)量范圍相容。電阻器例如可連接到多個(gè)非活性電極中的每個(gè)或一些，以便使它們的測(cè)量尺度協(xié)調(diào)。根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)非活性電極可電連接到不同電阻值的電阻器。例如，通常在帶有高皮膚濕度的受試者中選擇的離活性電極最遠(yuǎn)間隔開的非活性電極可電連接到帶有比通常在帶有非常干燥的皮膚的受試者中選擇的最接近活性電極的電極更高的值的電阻器。根據(jù)一些實(shí)施例，電阻器可用作電極和其距活性電極的距離的識(shí)別標(biāo)記。

另外地或可替換地，gsr電極陣列可包括一個(gè)或多個(gè)電容器，每個(gè)電容器在活性電極和多個(gè)非活性電極中的一個(gè)之間電連接。如果連接到每個(gè)非活性電極的電容器具有不同的電容值，則從每個(gè)電極中獲得的gsr測(cè)量的時(shí)延將不同且因此可用作電極的“手紋”。

另外地或可替換地，gsr電極陣列可包括一個(gè)或多個(gè)壓電傳感器。根據(jù)一些實(shí)施例，壓電傳感器可經(jīng)如此布置以能夠確定與gsr電極陣列附接的手指是否保持筆直。當(dāng)筆直的手指對(duì)于gsr測(cè)量的質(zhì)量是必要的時(shí)，這可確保高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，這是因?yàn)槠浯_保了電極之間的固定距離并且優(yōu)化了電極與皮膚的附接。

此外，兩個(gè)或更多個(gè)壓電傳感器的并入可能夠提取脈沖瞬變時(shí)間(ptt)讀數(shù)。另外地或可替換地，ptt讀數(shù)可從信號(hào)中提取，該信號(hào)從壓電傳感器和ppg傳感器的結(jié)合中獲得。另外地或可替換地，ptt讀數(shù)可從信號(hào)中提取，該信號(hào)從兩個(gè)或更多個(gè)間隔開的ppg傳感器中獲得。ppg傳感器(多個(gè)ppg傳感器)和/或壓電傳感器(多個(gè)壓電傳感器)可經(jīng)如此定位以使得信號(hào)是來自同一小動(dòng)脈(即，在手指的底部和手指的尖端)。

另外地或可替換地，gsr電極陣列可包括一個(gè)或多個(gè)熱敏電阻。熱敏電阻的并入可能夠確定受試者的體溫，并且繼而使由于溫度調(diào)節(jié)而不是生理激發(fā)(例如，疼痛)而獲得的值均等。另外地或可替換地，當(dāng)確定生理激發(fā)(例如，疼痛)的水平時(shí)，熱敏電阻的并入可能夠考慮血量、基礎(chǔ)汗液、室溫、環(huán)境溫度或其組合的變化。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列可包括一個(gè)或多個(gè)加熱元件，其經(jīng)配置以加熱手指(或其他附接點(diǎn)，諸如但不限于手掌、腳或前額)。當(dāng)皮膚的電導(dǎo)率低時(shí)和/或當(dāng)gsr信號(hào)質(zhì)量差時(shí)，加熱受試者的手指可為有利的。此外，加熱受試者的手指還可用于提高ppg讀數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，加熱元件的激活可由從熱敏電阻獲得的信號(hào)控制。根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)所確定的體溫低時(shí)，可自動(dòng)激活加熱元件。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了手指探頭，其包括至少一個(gè)傳感器和一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)，從而允許gsr傳感器(諸如但不限于本文所公開的gsr陣列)的連接。根據(jù)一些實(shí)施例，探頭可為能夠從手掌中得到測(cè)量的“手探頭”。

如本文所用的術(shù)語“手指探頭”可指經(jīng)配置以接收受試者的手指的外殼。外殼可由任何合適的材料制成，對(duì)于受試者，材料優(yōu)選舒適的以便使不舒適最小化。根據(jù)一些實(shí)施例，外殼材料可為柔性的(例如，橡膠)，然而，根據(jù)可替換實(shí)施例，更具剛性的材料可用于探頭外殼。根據(jù)一些實(shí)施例，外殼可由暗材料或防止周圍的光進(jìn)入外殼從而影響測(cè)量(諸如但不限于ppg測(cè)量)的任何其他材料制成。根據(jù)一些實(shí)施例，外殼可經(jīng)配置以僅將單個(gè)手指包納在其中。根據(jù)一些可替換實(shí)施例，外殼可經(jīng)配置以將不只一個(gè)手指(諸如，同一只手的兩個(gè)手指)包納在其中。根據(jù)可替換實(shí)施例，外殼可經(jīng)配置以接收整個(gè)手掌。

如本文所用的術(shù)語“至少一個(gè)”在指傳感器時(shí)可包括1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或更多個(gè)傳感器。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。合適的傳感器的非限制性示例包括ppg傳感器、加速計(jì)、溫度傳感器、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法(dcs)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器、壓電傳感器，或生理參數(shù)的任何其他合適的傳感器或其組合。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭的連接點(diǎn)可經(jīng)配置以將電信號(hào)從電源傳輸?shù)絞sr傳感器的活性電極，諸如但不限于本文所公開的gsr電極陣列的活性電極。根據(jù)一些實(shí)施例，連接點(diǎn)(相同的或不同的)可經(jīng)配置以允許將從一個(gè)或多個(gè)非活性電極(諸如但不限于gsr電極陣列的多個(gè)非活性電極中的一個(gè)或多個(gè))接收的電信號(hào)(例如，電流)傳輸?shù)綑z測(cè)設(shè)備(例如，安培計(jì))。

根據(jù)一些實(shí)施例，至少一個(gè)傳感器在開式電路中以即使當(dāng)連接到有源電源時(shí)傳感器也保持關(guān)閉的這種方式電連接到手指探頭。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr傳感器(諸如但不限于本文所公開的gsr電極陣列)的連接可用作用于激活放置在手指探頭中的至少一個(gè)傳感器(例如，ppg傳感器)的觸發(fā)器。根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭和并入其中的至少一個(gè)傳感器可經(jīng)配置以僅當(dāng)gsr傳感器(例如，本文所公開的gsr電極陣列)附接到連接點(diǎn)時(shí)能夠測(cè)量。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr陣列與手指探頭的連接點(diǎn)的連接可推動(dòng)底部，從而關(guān)閉手指探頭的至少一個(gè)傳感器的電路且因此引起其激活。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr陣列可包括當(dāng)gsr陣列連接到連接點(diǎn)時(shí)關(guān)閉手指探頭的至少一個(gè)傳感器的電路且因此引起其激活的導(dǎo)電材料。此類布置可確保需要從gsr傳感器(其可不為手指探頭的一體部分)中獲得除從并入手指探頭的至少一個(gè)傳感器中獲得的信號(hào)之外的信號(hào)的監(jiān)測(cè)在沒有g(shù)sr傳感器的附接的情況下將不被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭可包括開式電路，其經(jīng)配置以僅當(dāng)受試者的手指正確定位在手指探頭內(nèi)時(shí)閉合。這可用于確保在受試者的手指正確放置在手指探頭外殼內(nèi)之前不進(jìn)行測(cè)量。例如，當(dāng)受試者的手指正確放置在手指探頭外殼內(nèi)時(shí)，手指可對(duì)觸點(diǎn)、壓力按鈕或能夠使電路閉合的任何其他合適的元件施加壓力。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，此類配置可防止有時(shí)可導(dǎo)致甚至致命的醫(yī)療決策的錯(cuò)誤讀數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，這還可確保當(dāng)受試者的手指從手指探頭移除時(shí)將中止測(cè)量。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭還可包括濕度傳感器，其經(jīng)配置以感測(cè)gsr電極水凝膠(諸如但不限于本文所公開的gsr電極陣列的電極的水凝膠)的濕度。可替換地，濕度傳感器可為基于水凝膠的電導(dǎo)監(jiān)測(cè)水凝膠的濕度的電路?？商鎿Q地，濕度傳感器可基于gsr信號(hào)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)水凝膠的濕度。監(jiān)測(cè)水凝膠濕度在長期監(jiān)測(cè)中尤其相關(guān)，在此期間水凝膠可變干，并且因此引起信號(hào)質(zhì)量下降。根據(jù)一些實(shí)施例，濕度傳感器可經(jīng)配置以提供信號(hào)，其可指示是否需要替換gsr陣列。此外，gsr陣列的長期存儲(chǔ)或在次優(yōu)條件下存儲(chǔ)可在使用之前引起水凝膠干燥，或以其他方式降低水凝膠質(zhì)量。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，從濕度傳感器獲得的信號(hào)可用作水凝膠質(zhì)量的指示。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr陣列可經(jīng)配置以允許將水凝膠添加到水凝膠隔室。根據(jù)一些實(shí)施例，從濕度傳感器獲得的信號(hào)可用作需要添加水凝膠的指示，從而消除對(duì)更換整個(gè)陣列的需要。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭還可包括經(jīng)配置以感測(cè)外部(房間)溫度的溫度傳感器。

根據(jù)一些實(shí)施例，手指探頭還可包括存儲(chǔ)器部件。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可經(jīng)配置以存儲(chǔ)受試者具體生理參數(shù)和/或數(shù)據(jù)，諸如但不限于年齡、體重、皮膚濕度、病史或任何合適的數(shù)據(jù)或其組合。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可包括和/或具有存儲(chǔ)在其中的用于使獲得的信號(hào)正常化的正?；瘏?shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可經(jīng)配置以向醫(yī)療設(shè)備傳送受試者具體參數(shù)/數(shù)據(jù)和/或正?；瘏?shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器部件可經(jīng)配置以向遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)傳送受試者具體參數(shù)/數(shù)據(jù)和/或正常化參數(shù)，從而便于數(shù)據(jù)例如從手術(shù)室(or)傳送到麻醉后監(jiān)測(cè)治療室(pacu)或從pacu傳送到普通樓層。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了醫(yī)療設(shè)備，其經(jīng)配置以確定受試者的皮膚的電導(dǎo)，該設(shè)備包括處理器，其經(jīng)配置以從gsr電極陣列或從包括gsr電極陣列的手指探頭接收電信號(hào)；基于所接收的電信號(hào)確定gsr電極陣列上的多個(gè)非活性電極中的優(yōu)選的非活性電極；并且基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析且基于活性電極和優(yōu)選的非活性電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)。

根據(jù)一些實(shí)施例，該陣列可經(jīng)配置用于沿受試者的手指的長度附接并且可包括活性電極和多個(gè)非活性電極，其中活性電極和多個(gè)非活性電極可沿陣列的縱向軸線間隔開，如本文基本上所述。

根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)該陣列正確且牢固地放置在患者手指上時(shí)，電壓(直流或交流)可施加到活性電極，隨后可從非活性電極得到測(cè)量。應(yīng)當(dāng)理解，可替換地，可施加電流，在這種情況下測(cè)量在非活性電極上感應(yīng)的電勢(shì)。

根據(jù)一些實(shí)施例，基于從所有多個(gè)非活性電極中獲得的同時(shí)測(cè)量或相繼測(cè)量可確定優(yōu)選的電極，例如，通過選擇帶有最佳信號(hào)的電極。

根據(jù)一些實(shí)施例，基于從預(yù)定的第一非活性電極(例如，最中心的非活性電極)中獲得的信號(hào)可確定優(yōu)選的電極。優(yōu)選的電極然后可被確定為更接近活性電極的非活性電極、與活性電極距離更遠(yuǎn)的非活性電極或初始選擇的非活性電極。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。例如，假使信號(hào)過低，則該設(shè)備可經(jīng)配置以選擇更接近活性電極的非活性電極。如果相反地，信號(hào)飽和，則該設(shè)備可經(jīng)配置以選擇離活性電極更遠(yuǎn)的非活性電極。

根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選的電極可基于活性電極和非活性電極之間的優(yōu)選距離確定，該優(yōu)選距離基于從預(yù)定的初始選擇的非活性電極中獲得的信號(hào)確定和/或計(jì)算。

一旦選擇最佳的非活性電極，該設(shè)備就可能夠測(cè)量受試者的gsr及其變化，同時(shí)考慮活性電極和所選的非活性電極之間的距離。由于活性電極和多個(gè)非活性電極中的每個(gè)之間的距離是預(yù)定的且已知的，當(dāng)計(jì)算皮膚電導(dǎo)率和/或其變化時(shí)，該距離對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)及其變化的影響可以被考慮在內(nèi)。例如，當(dāng)所選的非活性電極位于相對(duì)接近活性電極時(shí)，對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)的變化的敏感度降低。例如，當(dāng)所選的非活性電極位于相對(duì)遠(yuǎn)離活性電極時(shí)，對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)的變化的敏感度增加。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，不同的乘法器可應(yīng)用于根據(jù)所利用的非活性電極距活性電極的距離獲得的測(cè)量。

根據(jù)一些實(shí)施例，處理器可經(jīng)配置以確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的變化。根據(jù)一些實(shí)施例，受試者的皮膚電導(dǎo)的變化可基于在后續(xù)測(cè)量期間獲得的電信號(hào)的變化并且基于活性電極和優(yōu)選電極之間的距離確定。應(yīng)當(dāng)理解，皮膚電導(dǎo)的水平以及其變化可受活性電極和非活性電極之間的距離的影響，如本文基本上所述。根據(jù)一些實(shí)施例，受試者的皮膚電導(dǎo)的變化可由于受試者的疼痛水平的變化。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知，外部溫度的變化可影響皮膚電導(dǎo)率。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，本文所公開的設(shè)備可經(jīng)配置以基于外部溫度的變化調(diào)整信號(hào)基線(即，基線皮膚電導(dǎo)率)。根據(jù)一些實(shí)施例，該設(shè)備可經(jīng)配置以例如基于確定的室溫的變化重新選擇新的優(yōu)選的非活性電極。應(yīng)當(dāng)理解，一旦選擇新的非活性電極，就更新用于計(jì)算gsr及其變化的算法以考慮活性電極和新選的非活性電極之間的距離的變化。

根據(jù)一些實(shí)施例，該設(shè)備可經(jīng)配置以基于所確定的皮膚電導(dǎo)和/或其變化并且基于至少一個(gè)生理信號(hào)確定受試者的疼痛水平和/或其變化。

根據(jù)一些實(shí)施例，至少一個(gè)生理信號(hào)可選自：光體積描記圖(ppg)、皮膚電反應(yīng)(gsr)、心電圖(ecg)、血壓、呼吸、體內(nèi)溫度、皮膚溫度、眼電圖(eog)、瞳孔直徑、腦電圖(eeg)、額肌電圖(fegm)、肌電圖(emg)、胃電圖(egg)、激光多普勒測(cè)速(ldv)、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法、聲學(xué)、生物阻抗、壓電、二氧化碳分壓、加速計(jì)讀數(shù)或其任意組合。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的方法，該方法包括從gsr電極陣列接收電信號(hào)；基于所接收的電信號(hào)確定多個(gè)非活性電極中優(yōu)選的非活性電極；以及基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析并且基于活性電極和優(yōu)選的非活性電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)。

根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選電極的確定可基于從所有多個(gè)非活性電極中獲得的同時(shí)測(cè)量或相繼測(cè)量，例如，通過選擇帶有最佳信號(hào)的電極。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選電極的確定可基于從預(yù)定的第一非活性電極(例如，最中心的非活性電極)中獲得的信號(hào)。優(yōu)選電極然后可被確定為更接近活性電極的非活性電極、與活性電極距離更遠(yuǎn)的非活性電極或初始選擇的非活性電極。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。例如，假使信號(hào)過低，則可選擇更接近活性電極的非活性電極。如果相反地，信號(hào)飽和，則可選擇離活性電極更遠(yuǎn)的非活性電極。

根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選電極的確定可基于活性電極和非活性電極之間的優(yōu)選距離。根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選距離可基于從預(yù)定的初始選擇的非活性電極中獲得的信號(hào)確定和/或計(jì)算。

一旦選擇最佳的非活性電極，就可確定受試者的gsr及其變化，同時(shí)考慮活性電極和所選的非活性電極之間的距離。由于活性電極和多個(gè)非活性電極中的每個(gè)之間的距離是預(yù)定的且已知的，因此該距離對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)及其變化的影響可以被考慮在內(nèi)。例如，當(dāng)所選的非活性電極位于相對(duì)接近活性電極時(shí)，對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)的變化的敏感度降低。例如，當(dāng)所選的非活性電極位于相對(duì)遠(yuǎn)離活性電極時(shí)，對(duì)所監(jiān)測(cè)的電信號(hào)的變化的敏感度增加。因此，根據(jù)一些實(shí)施例，該方法可包括將不同的乘法器應(yīng)用于根據(jù)所利用的非活性電極距活性電極的距離獲得的測(cè)量。

根據(jù)一些實(shí)施例，該方法可包括確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的變化。根據(jù)一些實(shí)施例，受試者的皮膚電導(dǎo)的變化可基于在后續(xù)測(cè)量期間獲得的電信號(hào)的變化并且基于活性電極和優(yōu)選電極之間的距離確定。應(yīng)當(dāng)理解，皮膚電導(dǎo)的水平以及其變化可受活性電極和非活性電極之間的距離的影響，如本文基本上所述。根據(jù)一些實(shí)施例，受試者的皮膚電導(dǎo)的變化可由于受試者的疼痛水平的變化。

根據(jù)一些實(shí)施例，該方法可包括基于外部溫度的變化調(diào)整信號(hào)基線(即，基線皮膚電導(dǎo)率)。根據(jù)一些實(shí)施例，該方法可包括基于確定的室溫的變化選擇新的優(yōu)選的非活性電極。應(yīng)當(dāng)理解，一旦選擇新的非活性電極，就更新用于計(jì)算gsr及其變化的方法以考慮活性電極和新選的非活性電極之間的距離的變化。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的方法，該方法包括將gsr陣列(或包括gsr陣列的探頭)放置在受試者的手指上，將電壓施加到活性電極，以及隨后從非活性電極中得到測(cè)量。假使信號(hào)過低，則從中得到測(cè)量的非活性電極可變?yōu)楦咏钚噪姌O的非活性電極。假使信號(hào)飽和，則從中得到測(cè)量的非活性電極可變?yōu)榕c活性電極距離更遠(yuǎn)的非活性電極。根據(jù)一些實(shí)施例，在測(cè)量期間，信號(hào)基線水平可改變(例如，由于環(huán)境溫度的變化)。根據(jù)一些實(shí)施例，該方法包括不斷地檢查信號(hào)電平，以及通過改變從中得到測(cè)量的非活性電極來優(yōu)化信號(hào)。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于基于確定的皮膚電導(dǎo)和/或其變化并且基于至少一個(gè)生理信號(hào)確定受試者的疼痛水平和/或其變化的方法。根據(jù)一些實(shí)施例，皮膚電導(dǎo)可基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析并且基于活性電極和優(yōu)選的非活性電極之間的距離確定，優(yōu)選的非活性電極選自gsr電極陣列的多個(gè)非活性電極(每個(gè)以距活性電極不同的距離間隔開)，如本文基本上所述。

根據(jù)一些實(shí)施例，至少一個(gè)生理信號(hào)可選自：光體積描記圖(ppg)、皮膚電反應(yīng)(gsr)、心電圖(ecg)、血壓、呼吸、體內(nèi)溫度、皮膚溫度、眼電圖(eog)、瞳孔直徑、腦電圖(eeg)、額肌電圖(fegm)、肌電圖(emg)、胃電圖(egg)、激光多普勒測(cè)速(ldv)、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法、聲學(xué)、生物阻抗、壓電、二氧化碳分壓、加速計(jì)讀數(shù)或其任意組合。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供了用于通過將ac勵(lì)磁以不同的頻率施加到活性電極來確定生理參數(shù)的值的方法。測(cè)量然后可以在不同的時(shí)間點(diǎn)從多個(gè)非活性電極中的每個(gè)中(例如，從如本文所述的電極陣列中)獲得，由此獲得不同的測(cè)量深度，從而能夠從不同深度的測(cè)量中提取生理參數(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，生理參數(shù)可為血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)，諸如但不限于血流、心率、血量、脈沖瞬變時(shí)間(ppt)或其任意組合。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，生理參數(shù)可為呼吸參數(shù)，諸如但不限于呼吸率、呼吸暫停、呼吸的快速/緩慢變化或其任意組合。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

根據(jù)一些實(shí)施例，確定生理參數(shù)的值還可基于從ppg傳感器中，從壓電傳感器、擴(kuò)散關(guān)聯(lián)能譜法(dcs)傳感器、聲學(xué)傳感器、生物阻抗傳感器或這些傳感器中的每個(gè)的一個(gè)或多個(gè)的任意組合中獲得的信號(hào)。每種可能性是單獨(dú)的實(shí)施例。

現(xiàn)在參考圖1a，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的沿受試者的手指102a的長度附接的gsr電極陣列100a。gsr電極陣列100a包括支架104a、活性電極110a和多個(gè)非活性電極120a(此處示出為4個(gè)非活性電極)。gsr電極陣列100a還可包括至少一個(gè)另外的元件，諸如電阻器、電容器、壓電傳感器、熱敏電阻、螺線管二極管或其任意組合，如下文進(jìn)一步所述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，陣列上的任一電極可用作活性電極，并且指定為活性電極是基于僅與電源/能量來源的連接。還應(yīng)理解，最接近手掌的活性電極的位置僅為說明性的，并且不同的布置(例如，活性電極為最遠(yuǎn)的電極)同樣是可能的，并且因此落入本公開的范圍內(nèi)。還應(yīng)理解，電極面向受試者的手指并且當(dāng)陣列附接到手指時(shí)不可見。

現(xiàn)在參考圖1b，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的沿受試者的手指102b的長度附接的用于監(jiān)測(cè)生理參數(shù)的陣列100b。陣列100b包括支架104b、活性電極110b、多個(gè)非活性電極120b(此處示出為4個(gè)非活性電極)以及另外的傳感器(此處示出為ppg傳感器140b、加速計(jì)142b和溫度傳感器144b)。陣列100b還可包括至少一個(gè)另外的元件，諸如電阻器、電容器、壓電傳感器、熱敏電阻、螺線管二極管或其任意組合，如下文進(jìn)一步所述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，陣列上的任一電極可用作活性電極，并且指定為活性電極是基于僅與電源/能量來源的連接。還應(yīng)理解，最接近手掌的活性電極的位置僅為說明性的，并且不同的布置(例如，活性電極為最遠(yuǎn)的電極)同樣是可能的，并且因此落入本公開的范圍內(nèi)。類似地，另外的傳感器的位置是僅為了說明性的目的，并且還可設(shè)想沿陣列的其他位置。還應(yīng)理解，電極面向受試者的手指并且當(dāng)陣列附接到手指時(shí)不可見。

現(xiàn)在參考圖2a至圖2f，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有沿其縱向軸線250(僅圖2a和圖2b中示出)設(shè)置的支架204、活性電極210和多個(gè)非活性電極220的gsr電極陣列200a-200f的前側(cè)(電極暴露側(cè))。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，陣列上的任一電極可用作活性電極，并且限定為活性電極是基于僅與電源/能量來源的連接。還應(yīng)理解，最接近手掌的活性電極的位置僅為說明性的，并且不同的布置(例如，活性電極是最遠(yuǎn)的電極)同樣是可能的，并且因此落入本公開的范圍。gsr電極陣列200a-200f可選地包括水凝膠隔室230，每個(gè)電極設(shè)置于其中。為簡單起見，水凝膠隔室230僅在圖2a中被示出在單個(gè)電極上，然而應(yīng)當(dāng)理解，圖2a至圖2f中的所有所述電極可具有類似的水凝膠隔室。圖2a至圖2f描述了gsr電極陣列200a-200f上的活性電極210和非活性電極220的非限制性可選布置。具體地，圖2a示出gsr電極陣列200a，其中活性電極210和多個(gè)非活性電極220沿縱向軸線250的長度均勻地定位。圖2b示出gsr電極陣列200b，其中活性電極210和非活性電極220沿縱向軸線250的長度但在不同的橫向位置處定位。圖2c示出gsr電極陣列200c，其中每個(gè)電極和其相鄰的電極之間的距離d是恒定的(d1＝d2＝d3＝d4＝d5)。圖2d示出gsr電極陣列200d，其中每個(gè)電極和其相鄰的電極之間的距離d是漸增的(d1<d2<d3<d4<d5)。該配置減少電極的總量，同時(shí)基于當(dāng)活性電極和非活性電極之間的距離增加時(shí)對(duì)電導(dǎo)率的變化的相對(duì)影響更大的假設(shè)最低限度地影響信號(hào)質(zhì)量。圖2e示出gsr電極陣列200e，其中每個(gè)電極和其相鄰的電極之間的距離d是漸減的(d1>d2>d3>d4>d5)。該配置減少電極的總量，同時(shí)基于當(dāng)皮膚干燥度高時(shí)信號(hào)質(zhì)量主要是問題的假設(shè)最低限度地影響信號(hào)質(zhì)量，在這種情況下，可期望逐漸減少距活性電極的距離。圖2f示出gsr電極陣列200f，其中每個(gè)電極和其相鄰的電極之間的距離d是隨機(jī)的(例如，d1>d2<d3>d4<d5)。該配置減少電極的總量，同時(shí)可選地綜合上述假設(shè)。

現(xiàn)在參考圖3，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有設(shè)置在其支架304上的連接點(diǎn)360的gsr電極陣列300的后側(cè)(連接側(cè))。連接點(diǎn)360可經(jīng)配置以接收電信號(hào)(即，電壓或電流)，其然后供應(yīng)到活性電極(諸如，圖2a至圖2f的活性電極210)。連接點(diǎn)360還可經(jīng)配置以向檢測(cè)設(shè)備(例如，安培計(jì)-未示出)傳輸從測(cè)量(諸如圖2a至圖2f的非活性電極220中的任一個(gè)或全部)接收的電信號(hào)。連接點(diǎn)360還可經(jīng)配置以傳送來自陣列上的另外的元件(諸如但不限于，濕度傳感器、ppg傳感器或并入陣列上的任何其他元件)的信號(hào)。

現(xiàn)在參考圖4a和圖4b，其分別示意性示出gsr電極陣列400a和400b，每個(gè)均包括支架404、活性電極410、多個(gè)非活性電極420(此處示出為4個(gè)非活性電極)以及電連接到活性電極410的電阻器(諸如圖4a中的電阻器470a)或電連接到非活性電極420中的每個(gè)的電阻器(諸如圖4b中的電阻器470b)?？商鎿Q地，電阻器可為單獨(dú)的電路的一部分，其不電連接到活性電極410或非活性電極420(選項(xiàng)未示出)。電阻器470b可具有相同的或不同的電阻值，并且可用于使從電極420中的每個(gè)獲得的測(cè)量的尺度協(xié)調(diào)，如本文基本上所述。

現(xiàn)在參考圖5，其示意性示出帶有支架504、活性電極510、多個(gè)非活性電極520(此處示出為4個(gè)非活性電極)以及在活性電極和多個(gè)非活性電極中的一個(gè)之間電連接的電容器570(為簡單起見，僅示出在活性電極和第一非活性電極之間電連接的單個(gè)電容器)的gsr電極陣列500。應(yīng)當(dāng)理解，電容器570可具有不同電容值，從而使得從非活性電極520中的每個(gè)獲得的gsr測(cè)量的時(shí)延為獨(dú)特的，如本文基本上所述。

現(xiàn)在參考圖6，其示意性示出帶有支架604、活性電極610、多個(gè)非活性電極620(此處示出為4個(gè)非活性電極)以及熱敏電阻670的gsr電極陣列600。熱敏電阻670并入gsr陣列600中可能夠通過將gsr讀數(shù)校準(zhǔn)為受試者的體溫使由于溫度調(diào)節(jié)而不是生理激發(fā)(例如，疼痛)而獲得的值均等。當(dāng)確定生理激發(fā)(例如，疼痛)的水平時(shí)，熱敏電阻670還可能夠考慮血量、基礎(chǔ)汗液、室溫和/或環(huán)境溫度的變化。gsr電極陣列600可選地可包括加熱元件680，其經(jīng)配置以當(dāng)需要時(shí)對(duì)受試者的手指加熱。根據(jù)一些實(shí)施例，熱敏電阻670可提供激活加熱元件680的輸入指示器和/或觸發(fā)器。根據(jù)一些實(shí)施例，熱敏電阻670可為單獨(dú)的電路的一部分，其不電連接到活性電極610或非活性電極620。可替換地，熱敏電阻670(或多個(gè)熱敏電阻)可電連接到活性電極610或非活性電極620(選項(xiàng)未示出)。根據(jù)一些實(shí)施例，熱敏電阻670可電連接到加熱元件680。

現(xiàn)在參考圖7，其示意性示出帶有支架704、活性電極710、多個(gè)非活性電極720(此處示出為4個(gè)非活性電極)和壓電傳感器770的gsr電極陣列700。壓電傳感器770可經(jīng)如此布置以便能夠確定與gsr電極陣列700附接的手指是否保持筆直。這可確保高質(zhì)量監(jiān)測(cè)，這是因?yàn)楣P直的手指對(duì)于gsr測(cè)量的質(zhì)量是必要的。根據(jù)一些實(shí)施例，從壓電傳感器770(可選地，結(jié)合另外的壓電傳感器和/或ppg讀數(shù))獲得的讀數(shù)可能夠提取受試者的心臟的脈沖瞬變時(shí)間(ptt)，如本文基本上所述。

現(xiàn)在參考圖8，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的帶有支架804、活性電極810、多個(gè)非活性電極820和濕度傳感器870(例如，濕度感測(cè)電路，如本文基本上所述)的gsr電極陣列800。濕度傳感器870可感測(cè)水凝膠隔室830中的gsr電極水凝膠的濕度。根據(jù)一些實(shí)施例，濕度傳感器870可感測(cè)水凝膠隔室830中的僅一個(gè)的濕度?？商鎿Q地，濕度傳感器870可感測(cè)水凝膠隔室830中的所有或一些的濕度。根據(jù)一些實(shí)施例，gsr電極陣列800可包括不只一個(gè)濕度傳感器，每個(gè)傳感器感測(cè)不同的水凝膠隔室的濕度?；谒_定的濕度，濕度傳感器870可提供指示是否需要替換gsr陣列800的信號(hào)。另外地或可替換地，濕度傳感器870可提供指示需要將水凝膠添加到水凝膠隔室830的信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施例，gsr電極陣列800可包括能夠?qū)⑺z添加到水凝膠隔室830的接入點(diǎn)(未示出)。

現(xiàn)在參考圖9，其示意性示出用于測(cè)量多個(gè)生理信號(hào)的陣列900。陣列900包括支架904、活性電極910、多個(gè)非活性電極920(此處示出為4個(gè)非活性電極)和生理參數(shù)的另外的傳感器(此處為ppg傳感器940、加速計(jì)942和溫度傳感器944)。陣列900因此可形成一體單元，其經(jīng)配置以獲得多個(gè)生理信號(hào)，所有信號(hào)都從優(yōu)選附接到受試者的單個(gè)手指的單個(gè)陣列中獲得。陣列900因此經(jīng)配置以最小化因從受試者的身體的不同部位中獲得生理信號(hào)而產(chǎn)生的噪聲。陣列900還可包括至少一個(gè)另外的元件，諸如電阻器、電容器、壓電傳感器、熱敏電阻、螺線管二極管或其任意組合，如本文基本上所述。

現(xiàn)在參考圖10a，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的手指探頭1000a的透視圖。手指探頭1000a包括外殼1090a和至少一個(gè)經(jīng)配置以獲得生理信號(hào)的傳感器，此處為ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a(傳感器的位置是任意的并且僅用作說明性的目的)。手指探頭1000a還包括連接點(diǎn)1060a，其經(jīng)配置用于附接gsr傳感器，諸如但不限于本文所公開的任一gsr陣列或其組合。因此，手指探頭1000a形成單個(gè)一體單元，其經(jīng)配置用于從ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a中獲得的并且當(dāng)gsr電極陣列連接到連接點(diǎn)1060a時(shí)從gsr電極陣列中獲得的多個(gè)生理信號(hào)的測(cè)量。有利地，從所有傳感器(ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a，并且從gsr電極陣列)獲得的測(cè)量從單個(gè)(和同一)手指中測(cè)得。手指探頭1000a還包括按鈕1050a，其經(jīng)配置以當(dāng)受試者的手指正確定位在手指探頭1000a內(nèi)時(shí)使開式電路閉合。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可以這樣的方式電連接到ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a：即使當(dāng)連接到接通的電源(未示出)時(shí)，ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a也保持關(guān)閉直到手指按壓按鈕1050a。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可電連接到電源，使得僅當(dāng)手指按壓按鈕1050a時(shí)向手指探頭1000a供電。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可電連接到醫(yī)療設(shè)備(未示出)，其經(jīng)配置以從ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a、溫度傳感器1044a并且從連接到手指探頭1000a的連接點(diǎn)1060a的gsr傳感器獲得測(cè)量，使得僅當(dāng)手指按壓按鈕1050a時(shí)將打開醫(yī)療設(shè)備。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060a的連接可用作用于激活ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a的觸發(fā)器。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060a的連接可用作用于激活經(jīng)配置以向手指探頭1000a供電的電源(未示出)的觸發(fā)器。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060a的連接可用作用于激活醫(yī)療設(shè)備(未示出)的觸發(fā)器，該醫(yī)療設(shè)備經(jīng)配置以從ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a、溫度傳感器1044a并且從連接到手指探頭1000a的gsr傳感器獲得測(cè)量。根據(jù)一些實(shí)施例，僅當(dāng)gsr傳感器(例如，本文所公開的任一gsr電極陣列)附接到連接點(diǎn)1060a時(shí)，手指探頭1000a和/或并入其中的ppg傳感器1040a、加速計(jì)1042a和溫度傳感器1044a可提供測(cè)量。這可確保當(dāng)gsr傳感器連接到手指探頭1000a時(shí)僅執(zhí)行監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)在參考圖10b，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的手指探頭1000b的透視圖。手指探頭1000b包括外殼1090b以及兩個(gè)ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b。ppg傳感器1040b定位在手指探頭1000b的遠(yuǎn)端1020b附近，而ppg傳感器1041b定位在手指探頭1000b的近端1025b附近。當(dāng)手指插入手指探頭1000b中時(shí)，ppg傳感器1040b和1041b的相對(duì)位置便于從同一小動(dòng)脈但沿受試者手指間隔開(即，在手指的底部和手指的尖端)獲得信號(hào)，從而便于提取ptt讀數(shù)，如本文基本上所述。加速計(jì)1042b和溫度傳感器1044b的相對(duì)位置是任意的并且僅用作說明性的目的。手指探頭1000b還包括連接點(diǎn)1060b，其經(jīng)配置用于附接gsr傳感器，諸如但不限于本文所公開的任一gsr陣列或其組合。因此，手指探頭1000b形成單個(gè)一體單元，其經(jīng)配置用于從ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b中獲得的并且當(dāng)gsr電極陣列連接到連接點(diǎn)1060b時(shí)從gsr電極陣列中獲得的多個(gè)生理信號(hào)的測(cè)量。有利地，從所有傳感器(ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b并且從gsr電極陣列)獲得的測(cè)量從單個(gè)(和同一)手指中測(cè)得。手指探頭1000b還包括按鈕1050b，其經(jīng)配置以當(dāng)受試者的手指正確定位在手指探頭1000b內(nèi)時(shí)使開式電路閉合。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可以這樣的方式電連接到ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b：即使當(dāng)連接到接通的電源(未示出)時(shí)，ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b也保持關(guān)閉直到手指按壓按鈕1050b。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可電連接到電源，使得僅當(dāng)手指按壓按鈕1050b時(shí)向手指探頭1000b供電。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可電連接到醫(yī)療設(shè)備(未示出)，其經(jīng)配置以從ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b、溫度傳感器1044b并且從連接到手指探頭1000b的連接點(diǎn)1060b的gsr傳感器獲得測(cè)量，使得僅當(dāng)手指按壓按鈕1050b時(shí)將打開醫(yī)療設(shè)備。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060b的連接可用作用于激活ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b的觸發(fā)器。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060b的連接可用作用于激活經(jīng)配置以向手指探頭1000b供電的電源(未示出)的觸發(fā)器。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060b的連接可用作用于激活醫(yī)療設(shè)備(未示出)的觸發(fā)器，該醫(yī)療設(shè)備經(jīng)配置以從ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b、溫度傳感器1044b并且從連接到手指探頭1000b的gsr傳感器獲得測(cè)量。根據(jù)一些實(shí)施例，僅當(dāng)gsr傳感器(例如，本文所公開的任一gsr電極陣列)附接到連接點(diǎn)1060b時(shí)，手指探頭1000b和/或并入其中的ppg傳感器1040b和1041b、加速計(jì)1042b以及溫度傳感器1044b可提供測(cè)量。這可確保當(dāng)gsr傳感器連接到手指探頭1000b時(shí)僅執(zhí)行監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)在參考圖10c，其示意性示出根據(jù)一些實(shí)施例的手指探頭1000c的透視圖。手指探頭1000c包括外殼1090c和ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和壓電傳感器1046c。從ppg傳感器1040c和壓電傳感器1046c中獲得的信號(hào)便于提取ptt讀數(shù)，如本文基本上所述。手指探頭1000c還包括連接點(diǎn)1060c，其經(jīng)配置用于附接gsr傳感器，諸如但不限于本文所公開的任一gsr陣列或其組合。因此，手指探頭1000c形成單個(gè)一體單元，其經(jīng)配置用于從ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c、壓電傳感器1046c中獲得的并且當(dāng)gsr電極陣列連接到連接點(diǎn)1060c時(shí)從gsr電極陣列中獲得的多個(gè)生理信號(hào)的測(cè)量。有利地，從所有傳感器(ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c、壓電傳感器1046c和gsr電極陣列)獲得的測(cè)量從單個(gè)(和同一)手指中測(cè)得。手指探頭1000c還包括按鈕1050c，其經(jīng)配置以當(dāng)受試者的手指正確定位在手指探頭1000c內(nèi)時(shí)使開式電路閉合。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可以這樣的方式電連接到ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和/或壓電傳感器1046c：即使當(dāng)連接到接通的電源(未示出)時(shí)，ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和/或壓電傳感器1046c保持關(guān)閉直到手指按壓按鈕1050c。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可電連接到電源，使得僅當(dāng)手指按壓按鈕1050c時(shí)向手指探頭1000c供電。根據(jù)一些實(shí)施例，開式電路可電連接到醫(yī)療設(shè)備(未示出)，其經(jīng)配置以從ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和/或壓電傳感器1046c并且從連接到手指探頭1000c的連接點(diǎn)1060c的gsr傳感器獲得測(cè)量，使得僅當(dāng)手指按壓按鈕1050c時(shí)將打開醫(yī)療設(shè)備。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060c的連接可用作用于激活ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和/或壓電傳感器1046c的觸發(fā)器。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060c的連接可用作用于激活經(jīng)配置以向手指探頭1000c供電的電源(未示出)的觸發(fā)器。另外地或可替換地，gsr電極陣列(諸如本文所公開的任一gsr電極陣列)與連接點(diǎn)1060c的連接可用作用于激活醫(yī)療設(shè)備(未示出)的觸發(fā)器，該醫(yī)療設(shè)備經(jīng)配置以從ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和/或壓電傳感器1046c并且從連接到手指探頭1000c的gsr傳感器獲得測(cè)量。根據(jù)一些實(shí)施例，僅當(dāng)gsr傳感器(例如，本文所公開的任一gsr電極陣列)附接到連接點(diǎn)1060c時(shí)，手指探頭1000c和/或并入其中的ppg傳感器1040c、加速計(jì)1042c、溫度傳感器1044c和壓電傳感器1046c可提供測(cè)量。這可確保當(dāng)gsr傳感器連接到手指探頭1000c時(shí)僅執(zhí)行監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)在參考圖11，其示意性示出醫(yī)療設(shè)備1100，其經(jīng)配置以利用gsr電極陣列，諸如本文所公開的任一gsr電極陣列。醫(yī)療設(shè)備1100包括電源1105。電源1105可經(jīng)配置以向gsr傳感器的活性電極提供電壓。另外地或可替換地，電源1105可經(jīng)配置以向手指探頭的生理傳感器(諸如上文描述的手指探頭1000的ppg傳感器1040、加速計(jì)1042和溫度傳感器1044)供電。醫(yī)療設(shè)備1100還包括數(shù)據(jù)獲取模塊1125，其經(jīng)配置以從陣列(諸如本文所述的任一陣列或從包括該陣列的手指探頭)接收信號(hào)；以及信號(hào)放大器1135，其經(jīng)配置以放大信號(hào)(諸如例如，從gsr陣列獲得的信號(hào))。醫(yī)療設(shè)備1100還包括處理器1115，其經(jīng)配置以基于所接收的電信號(hào)確定gsr電極陣列上多個(gè)非活性電極中的優(yōu)選的非活性電極，并且基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析且基于活性電極和優(yōu)選的非活性電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)。根據(jù)一些實(shí)施例，處理器1115可經(jīng)配置以基于在后續(xù)測(cè)量期間獲得的電信號(hào)的變化并且基于活性電極和優(yōu)選電極之間的距離確定受試者的皮膚的電導(dǎo)的變化。醫(yī)療設(shè)備1100還可包括顯示器1145，其經(jīng)配置以顯示所確定的受試者的皮膚的電導(dǎo)和/或至少部分基于所確定的皮膚電導(dǎo)確定的生理激發(fā)(例如，疼痛水平)。

現(xiàn)在參考圖12，其是根據(jù)一些實(shí)施例的用于利用gsr電極陣列的方法的說明性流程圖1200。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，如所述的方法的順序不應(yīng)被解釋為相繼的步驟并且可設(shè)想事件的不同的序列。

在步驟1210中，陣列(諸如本文所述的gsr陣列)或包括該陣列的探頭放置在受試者的手指上。在步驟1220中，電信號(hào)(電壓或電流)施加到活性電極。在步驟1230中，從多個(gè)非活性電極中的一個(gè)或多個(gè)得到測(cè)量。在步驟1240中，基于在步驟1230中得到的測(cè)量確定gsr電極陣列上多個(gè)非活性電極中的優(yōu)選的非活性電極。假使獲得的信號(hào)過低，則可從更近的非活性電極得到測(cè)量。假使信號(hào)飽和，則可從距離更遠(yuǎn)的非活性電極得到測(cè)量。根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選電極的確定可基于從所有多個(gè)非活性電極獲得的同時(shí)測(cè)量或相繼測(cè)量，例如，通過選擇帶有最佳信號(hào)的電極。根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選電極的確定可基于從預(yù)定的第一非活性電極(例如，最中心的非活性電極)中獲得的信號(hào)。優(yōu)選電極然后可被確定為更接近活性電極的非活性電極、與活性電極距離更遠(yuǎn)的非活性電極或初始選擇的非活性電極。根據(jù)一些實(shí)施例，優(yōu)選電極的確定可基于活性電極和非活性電極之間的優(yōu)選距離，該優(yōu)選距離基于從預(yù)定的初始選擇的非活性電極中獲得的信號(hào)計(jì)算。一旦在步驟1240中確定優(yōu)選的非活性電極，在步驟1250中，受試者的皮膚的電導(dǎo)就可基于從優(yōu)選的非活性電極接收的電信號(hào)的綜合分析并且基于活性電極和優(yōu)選的非活性電極之間的距離確定。可選地，在步驟1260中，可通過考慮另外的因素(諸如，但不限于環(huán)境溫度)的變化來不斷地評(píng)估獲得的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)理解，例如環(huán)境溫度的變化可引起最佳的非活性電極的確定的變化。此類溫度變化可影響出出汗的基礎(chǔ)水平，不作為來自對(duì)疼痛的響應(yīng)的結(jié)果，而是作為對(duì)環(huán)境變化和/或身體的溫度調(diào)節(jié)的響應(yīng)，這也可影響由如圖9所述可被包括的不同的傳感器測(cè)得的其他生理參數(shù)。

本文所用的術(shù)語僅為了描述特定實(shí)施例的目的，且并非旨在為限制性的。如本文所用，單數(shù)形式“一種/個(gè)(a/an)”、以及“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指示。應(yīng)該進(jìn)一步理解，當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，術(shù)語“包括(comprise)”/或“包括(comprising)”限定了所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除或排出一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在或添加。除非另外限定，否則本文所用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的相同的意思。

除非另外具體陳述，否則如從以下論述中顯而易見，應(yīng)當(dāng)明白，貫穿本說明書，利用諸如“處理”、“計(jì)算(computing)”、“計(jì)算(calculating)”、“確定”、“估計(jì)”等術(shù)語的論述指計(jì)算機(jī)或計(jì)算系統(tǒng)或類似的電子計(jì)算設(shè)備的動(dòng)作和/或過程，其將在計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲(chǔ)器中的被表示為物理(諸如，電子)量的數(shù)據(jù)操縱和/或轉(zhuǎn)換為在計(jì)算系統(tǒng)的存儲(chǔ)器、寄存器或其他此類信息存儲(chǔ)器、傳輸或顯示設(shè)備中的類似地被表示為物理量的其他數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的實(shí)施例可包括用于執(zhí)行本文中的操作的裝置。該裝置可經(jīng)專門構(gòu)造用于期望的目的，或其可包括由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序選擇性地激活或重新配置的通用計(jì)算機(jī)。此類計(jì)算機(jī)程序可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，諸如但不限于任何類型的磁盤，其包括軟盤、光盤、cd-rom、磁光盤、只讀存儲(chǔ)器(rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom)、電可擦除和可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)、磁卡或光卡，或適于存儲(chǔ)電子指令并且能夠耦接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的任何其他類型的介質(zhì)。

本文所提出的過程和顯示器并非固有地與任何特定的計(jì)算機(jī)或其他裝置有關(guān)。根據(jù)本文的教導(dǎo)，各種通用系統(tǒng)可與程序一起使用，或其可證明構(gòu)造更加專用的裝置來執(zhí)行所述方法是方便的。用于各種這些系統(tǒng)的期望的結(jié)構(gòu)將從下面的描述中顯而易見。此外，本發(fā)明的實(shí)施例沒有參考任何特定的編程語言進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)明白，各種編程語言可用于實(shí)施如本文所述的本發(fā)明的教導(dǎo)。

本發(fā)明可在諸如程序模塊等由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中進(jìn)行描述。通常，程序模塊包括例程、程序、對(duì)象、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等，其執(zhí)行特定的任務(wù)或?qū)嵤┨囟ǖ某橄髷?shù)據(jù)類型。本發(fā)明還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐，其中任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可位于包括存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。

雖然上面已經(jīng)論述了多個(gè)示例性方面和實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到某些修改、添加和其子組合。因此，意圖是所附權(quán)利要求和之后引入的權(quán)利要求應(yīng)被解釋為包括如在它們的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有此類修改、添加和子組合。