DE102013216682A1 - Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung, Sensorarray und Sitz oder Liege - Google Patents

Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung, Sensorarray und Sitz oder Liege Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person, umfassend ein flächiges Trägerelement (37) zur Befestigung des Sensors an einem Objekt und wenigstens eine elektrisch leitfähige, flächige, dem Trägerelement (37) gegenüberliegende und mit diesem verbundene Elektrode (24, 48), wobei ein Mechanismus (39) vorgesehen ist, mit dem der Abstand zwischen der Elektrode (24, 48) und dem Trägerelement (37) veränderbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Sensorarray sowie einen Sitz oder eine Liege für ein Fahrzeug zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein mit mehreren Sensoren ausgestattetes Sensorarray sowie einen mit einem Sensorarray ausgestatteten Sitz oder Liege in einem Fahrzeug.
  • Die Messung des elektrischen Potentials bzw. der elektrischen Feldstärke auf der Haut einer Person mittels elektrokardiographischer Sensoren bildet die Grundlage vieler medizinischer Diagnoseverfahren. Beispielsweise kann auf diesem Wege ein Elektrokardiogramm (EKG) aufgenommen werden oder aus den gemessenen elektrischen Potentialen die Herzfrequenz ermittelt werden.
  • Bei herkömmlichen Messverfahren zur Messung des elektrischen Potentials auf der Haut wird dieses durch Elektroden erfasst, die in direktem elektrischen Kontakt mit der Hautoberfläche stehen. Es wird also eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Haut einerseits und der Elektrode andererseits hergestellt. Es erweist sich hierbei jedoch häufig als schwierig, einen hinreichend guten elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode und der Haut und damit dem Körper der zu untersuchenden Person sicherzustellen. Außerdem wird der Einsatz derartiger Diagnoseverfahren zunehmend auch in Anwendungsgebieten vorgesehen, in denen ein direkter Zugang zur Haut der zu untersuchenden Person nicht gegeben ist, wie zum Beispiel in Fahrzeuganwendungen zur Überwachung von Körperfunktionen und/oder Vitalparametern von Fahrzeuginsassen auf Sitzen oder Liegen.
  • So offenbart beispielsweise die US 7 684 854 B2 einen Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person. Die Person kann sich hierbei in einem Stuhl, einem Bett oder einem Fahrzeugsitz befinden. Das Elektrokardiogramm kann von dem Körper der eine Kleidung tragenden Person ohne direkten Kontakt zur Haut aufgenommen werden. Der Sensor umfasst eine elektrisch leitfähige, flächige Elektrode, die eine der Person zugewandte Messfläche und eine der Person abgewandte, der Messfläche gegenüberliegende Anschlussfläche aufweist, die elektrisch mit einem Vorverstärker verbunden ist. Die Elektrode und der Vorverstärker des Sensors sind von einer Abschirmung umgeben.
  • Einen weiteren berührungslosen Sensor zur Aufnahme eines Elektrokardiogramms einer Person offenbart die EP 2 532 306 A1 . Der Sensor umfasst eine elektrisch leitfähige Elektrode und eine Detektionseinrichtung, die elektrisch mit der Elektrode verbunden und ausgelegt ist, die von der Elektrode aufgenommenen Signale zu verstärken. Der Sensor ist dazu vorgesehen, in einem Fahrzeugsitz angeordnet zu sein und bestimmte physiologische Parameter eines in dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrers zu ermitteln.
  • Die DE 20 2012 001 096 U1 offenbart kapazitive Sensoren zur kapazitiven Erfassung von Vitalparametern eines Fahrers eines Fahrzeugs. Hierzu sind die Sensoren in oder an der Rückenlehne des Sitzes des Fahrzeugs angebracht. Insbesondere wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, die Sensoren in oder an der Rückenlehne des Sitzes in zwei voneinander mit einem der Breite der Wirbelsäule des Fahrers entsprechenden Abstand getrennten Reihen verteilt anzuordnen. Je Reihe sind die Sensoren mit einer Fläche von 16 bis 36 cm2 in gleichen Abständen von 1 bis 5 cm zueinander angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind anstelle der zwei voneinander getrennten Sensorreihen mit über die gesamte Höhe des Sitzes in einem Abstand von 1–5 cm verteilten Sensoren zwei voneinander mit einem der Wirbelsäule entsprechenden Abstand getrennte Foliensensoren mit einer Breite von 4 bis 10 cm über die gesamte Sitzhöhe angeordnet.
  • Ferner offenbart die DE 10 2008 049 112 A1 eine kapazitive Textilelektrode zum Messen von Körperfunktionen und/oder Vitalparametern von Personen für Fahrzeuganwendungen, zum Beispiel in einem Sitz oder einer Liege, die einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Dieser umfasst zwei Textilschichten, die jeweils einen elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich aufweisen, wobei eine weitere Textilschicht zum Herstellen eines Abstands zwischen den zwei anderen Textilschichten vorgesehen ist.
  • Um ein zuverlässiges und stabiles Signal von den vorbekannten Sensoren bzw. Sensoranordnungen/Sensorarrays zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an Personen in Fahrzeuganwendungen zu erhalten, ist es wesentlich, dass die Sensoren am besten vollständig von dem Körper bzw. dem zu untersuchenden Körperbereich der Person bedeckt werden und ein möglichst geringer Abstand zwischen den Sensoren und der zu untersuchenden Person gewährleistet ist. Allgemein führen solche Elektroden, die einen großen Abstand zum Beispiel zum Rücken der zu untersuchenden Person haben, zu einem schlechten oder sogar unbrauchbaren Signal.
  • Man kann daher grundsätzlich versuchen, die Sensoren zum Beispiel an einer Sitz- oder Liegefläche dort zu platzieren, wo ein möglichst guter Kontakt zwischen der in dem Sitz oder auf der Liege befindlichen Person und dem Sitz oder der Liege zu erwarten ist. Jedoch wird es bei relativ schmalen Personen aufgrund ihres geringen Gewichts oder Personen, die eine anatomische Deformation wie zum Beispiel eine Hyperlordose aufweisen, schwierig sein, einen ausreichend hohen Kontaktdruck und eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen der Messfläche der Elektrode und der zu untersuchenden Person zu gewährleisten. Folglich wird insbesondere bei solchen Personen die Wahrscheinlichkeit einer geringen Qualität der von der Elektrode aufgenommenen Messsignale zunehmen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sensor, ein Sensorarray sowie einen Sitz oder eine Liege zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an Personen, bevorzugt in Fahrzeuganwendungen, anzugeben, mit denen zuverlässige Aussagen über die Körperfunktionen und/oder Vitalparameter der Person gemacht werden können, das heißt, die jederzeit ein zuverlässiges Signal mit guter Signalqualität zu liefern imstande sind.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Sensorarray mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie durch einen Sitz oder eine Liege mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
  • Erfindungsgemäß umfasst ein Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person, bevorzugt in Fahrzeuganwendungen, ein flächiges Trägerelement zur Befestigung des Sensors an einem Objekt und wenigstens eine elektrisch leitfähige, flächige, dem Trägerelement gegenüberliegende und mit diesem verbundene Elektrode. „Berührungslos“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung derart aufzufassen, dass die Elektrode die Haut der zu untersuchenden Person nicht unmittelbar berührt. Beispielsweise können Kleidungsstücke zwischen der zu untersuchenden Person und der Elektrode angeordnet sein.
  • Ferner ist bei dem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein Mechanismus vorgesehen, mit dem der Abstand zwischen der Elektrode und dem Trägerelement veränderbar ist. Somit ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sensors bei der berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person möglich, die der Person zugewandte Elektrode näher an die zu untersuchende Person zu bringen und damit den Kontaktdruck sowie die Kontaktfläche zwischen der Elektrode und der Person zu vergrößern, wodurch sich die Qualität des von der Elektrode aufgenommenen Messsignals erhöht und zuverlässigere Aussagen über die Körperfunktionen und/oder Vitalparameter der Person gemacht werden können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Elektrode und dem Trägerelement ein mit einem Gas und/oder einem Fluid befüllbarer Balg eingefügt. Durch eine Druckerhöhung in dem Balg lässt sich somit auf einfache Weise der Abstand zwischen der Elektrode und dem Trägerelement erhöhen und somit die Elektrode des über das Trägerelement an einem Objekt, zum Beispiel einem Fahrzeugsitz oder einer Liege, befestigten Sensors in Richtung der zu untersuchenden Person bewegen. Die Füllung des Balgs kann durch ein geeignetes Gas, durch ein Fluid als hydraulische und/oder elektrisch leitende Flüssigkeit, und eine beliebige Mischung aus Gas und Fluid bestehen. Als Gas ist auch Umgebungsluft geeignet.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Balg mehrere unabhängig voneinander befüllbare Kammern aufweist, wodurch lediglich den jeweiligen Kammern entsprechende Bereiche der Elektrode gezielt mit einem höheren oder niedrigeren Druck beaufschlagt werden können. Somit lässt sich der Sensor noch genauer an die Form des mit der Elektrode in Kontakt stehenden Körperteils der zu untersuchenden Person anpassen oder in seiner relative Ausrichtung zum Trägerelement verändern.
  • Um die Druckbeaufschlagung ferner gezielt steuern zu können, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Drucksensor zum Erfassen des in dem Balg vorhandenen Drucks und/oder ein Abstandssensor zum Erfassen des Abstands zwischen der Elektrode und dem Trägerelement vorgesehen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Elektrode aus einem flexiblen, elektrisch leitfähigen Elektrodenmaterial gebildet ist. Somit ist die Elektrode in der Lage, ihre Form abhängig von dem in dem Balg vorhandenen Druck zu verändern und auf diese Weise den Kontaktdruck sowie die Kontaktfläche zur zu untersuchenden Person noch leichter zu vergrößern. Ferner lässt sich der Sensor noch genauer an die Form des mit der Elektrode in Kontakt stehenden Körperteils der zu untersuchenden Person anpassen.
  • Ein erfindungsgemäßes Sensorarray umfasst wenigstens zwei Sensoren der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Art. Als Sensorarray ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jede Art von Anordnung mehrerer dieser Sensoren zu verstehen. Der besondere Vorteil eines derartigen Sensorarrays ist darin zu sehen, dass aus einer Vielzahl von Sensoren gezielt lediglich die Elektroden einzelner Sensoren durch den Mechanismus zur Vergrößerung des Kontaktdrucks bzw. der Kontaktfläche zwischen dem entsprechenden Sensor und der zu untersuchenden Person bewegt werden können (lokale Kontaktdruck- bzw. Kontaktflächenvergrößerung).
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Sitz oder eine Liege in einem Fahrzeug wenigstens ein Sensorarray nach der vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Art zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer auf dem Sitz oder der Liege befindlichen Person auf.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
  • 1 ein Sensorarray und einen Sitz für ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik,
  • 2 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensors entsprechend einer ersten Ausführungsform in einer ersten Betriebsstellung,
  • 3 eine Querschnittsansicht des Sensors aus 2 in einer zweiten Betriebsstellung,
  • 4 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensors entsprechend einer weiteren Ausführungsform,
  • 5 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensors entsprechend einer noch weiteren Ausführungsform,
  • 6 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Balg entsprechend einer ersten Ausführungsform,
  • 7 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Balgs entsprechend einer weiteren Ausführungsform,
  • 8 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Balg entsprechend einer weiteren Ausführungsform und
  • 9 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Balg entsprechend einer weiteren Ausführungsform.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • 1 stellt schematisch ein Sensorarray 20 und einen Sitz 21 für ein Fahrzeug zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person 22 nach dem Stand der Technik dar. Wie zu erkennen ist, besteht das Sensorarray aus einer matrixartigen Anordnung von sechs in einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes in einer 3 × 2-Matrix angeordneten Sensoren 23, die jeweils eine elektrisch leitfähige, flächige Elektrode 24 aufweisen. In der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 21 ist ferner eine weitere Elektrode angeordnet, über die ein Bezugspotential der Schaltung eingeprägt wird.
  • Jede Elektrode 24 umfasst eine der Person 22 bzw. ihrem Körper zugewandte Messfläche 25 und eine der Person abgewandte, der Messfläche 25 gegenüberliegende Anschlussfläche 26 zum Anschluss einer Messeinrichtung 27. Wie in 1 dargestellt ist, berührt die Messfläche 25 der einzelnen Elektroden 24 die Haut der zu untersuchenden Person 22 nicht unmittelbar. Vielmehr ist auf der Messfläche 25 jeder Elektrode 24 in 1 eine Isolierung 28 aufgebracht. Außerdem befindet sich zwischen dem Körper der zu untersuchenden Person 22 und der Isolierung 28 ferner noch die von der Person getragene Kleidung 29.
  • Die in 1 dargestellte Messeinrichtung 27 umfasst pro Sensor 23 einen von einer Abschirmung 30 umgebenen Vorverstärker 31. Ferner verstärkt ein Instrumentenverstärker 32 das von den Elektroden 24 der Sensoren 23 aufgenommene Messsignal, gefolgt von einer Filter- und Verstärkungseinheit 33 sowie einem A/D-Wandler 34. Das von dem A/D-Wandler 34 ausgegebene digitale Messsignal kann anschließend beispielsweise mittels einer digitalen Rechnereinheit 35 in geeigneter Weise weiterverarbeitet werden.
  • 2 stellt schematisch eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensors 36 entsprechend einer ersten Ausführungsform in einer ersten Betriebsstellung dar, wohingegen 3 den Sensor 36 in einer zweiten Betriebsstellung darstellt. Der Sensor 36 umfasst ein flächiges Trägerelement 37 zur Befestigung des Sensors 36 an einem Objekt, beispielsweise einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, insbesondere in einem Lordosenbereich der Rückenlehne, aber auch anderen Bereichen mit verminderter Kontaktkraft, und ferner eine elektrisch leitfähige, flächige, dem Trägerelement 37 gegenüberliegende und mit diesem verbundene Elektrode 24. Bei dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel des Sensors 36 ist die Elektrode 24 über an der Elektrode 24 randseitig angeordnete elastische Stützelemente 38, vorzugsweise aus Schaumstoff, mit dem Trägerelement 37 verbunden.
  • Wie in den 2 und 3 zu erkennen ist, ist bei dem Sensor 36 ein Mechanismus 39 vorgesehen, mit dem der Abstand zwischen der Elektrode 24 und dem Trägerelement 27 veränderbar ist. Insbesondere ist der Mechanismus 39 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines mit einem Gas, zum Beispiel Luft, und/oder einem Fluid befüllbaren Balgs 40 ausgebildet, der zwischen die Elektrode 24 und dem Trägerelement 37 eingefügt ist. Bei der in 2 dargestellten Betriebsstellung ist der Balg 40 im Wesentlichen entleert, wohingegen der Balg 40 bei der in 3 dargestellten Betriebsstellung mit dem Gas, bevorzugt Luft, gefüllt ist. Wie in den 2 und 3 zu erkennen ist, lässt sich mit Hilfe des Balgs 40 der Abstand zwischen der Elektrode 24 und dem Trägerelement 37 entsprechend dem in dem Balg 40 enthaltenen Gasvolumen verändern und sich die Elektrode 24 somit relativ zum Trägerelement 37 bewegen. Wenn der Sensor 36 über das Trägerelement 37 beispielsweise an einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes angebracht ist, können auf diese Weise der Kontaktdruck sowie die Kontaktfläche zwischen einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person und der Elektrode 24 vergrößert werden, so dass die Elektrode 24 einer in den 2 und 3 nicht dargestellten Messeinrichtung, die elektrisch mit der Elektrode 24 verbunden ist, zuverlässig ein Messsignal mit einer guten Signalqualität liefern kann.
  • In 4 ist eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensors 41 entsprechend einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Der Sensor 41 umfasst ähnlich dem in den 2 und 3 dargestellten Sensor 36 ein flächiges Trägerelement 37 zur Befestigung des Sensors 41 an einem Objekt, beispielsweise einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, insbesondere in einem Lordosenbereich der Rückenlehne, aber auch in anderen Bereichen mit verminderter Kontaktkraft, und ferner eine elektrisch leitfähige, flächige, dem Trägerelement 37 gegenüberliegende und mit diesem verbundene Elektrode 24. Ferner ist bei dem in 3 gezeigten Sensor 41 ein mit einem Gas, zum Beispiel Luft, befüllbarer Balg 40 ausgebildet, der zwischen die Elektrode 24 und dem Trägerelement 37 eingefügt ist. Der Balg 40 ist mittels einer über einen Schlauch 42 mit dem Balg 40 verbundenen Pumpeinrichtung 43 mit dem Gas, bevorzugt Luft, befüllbar bzw. entleerbar. Die Pumpeinrichtung 43 ist bei der in 4 dargestellten Ausführungsform über eine Steuereinrichtung 44 steuerbar.
  • Zur gezielten Steuerung der Gaszu- bzw. Gasabfuhr zwischen der Pumpeinrichtung 43 und dem Balg 40 sind bei dem in 4 gezeigten Sensor 41 ein Abstandssensor 45 sowie ein Drucksensor 46 in dem Balg 40 vorgesehen. Die Sensoren 45 und 46 sind jeweils elektrisch mit der Steuereinrichtung 44 verbunden. Der Abstandssensor 45 dient der Erfassung des Abstands zwischen der Elektrode 24 und dem Trägerelement 37. Der Drucksensor 46 dient der Erfassung des in dem Balg 40 vorhandenen Gasdrucks. Beide Sensoren 45 und 46 liefern der Steuereinrichtung 44 entsprechende Sensorsignale, mit deren Hilfe die Steuereinrichtung 44 das von der Pumpeinrichtung 43 zu liefernde Gasvolumen steuert.
  • 5 stellt eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensors 47 entsprechend einer noch weiteren Ausführungsform dar. Der Wesentliche Unterschied zu den bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Sensoren 36 und 41 besteht darin, dass der Sensor 47 eine Elektrode 48 umfasst, die aus einem flexiblen, elektrisch leitfähigen Elektrodenmaterial gebildet ist. Somit verformt sich in diesem Fall die Elektrode 48 entsprechend des Füllzustands des Balgs 40 und vergrößert auf diese Weise den Kontaktdruck sowie die Kontaktfläche zwischen der Elektrode 48 und einer mittels des Sensors 47 zu untersuchenden Person (nicht dargestellt). Auf diese Weise passt sich der Sensor 47 noch genauer an den Körperteil der zu untersuchenden Person an.
  • Ferner ist in 5 eine Messeinrichtung 49 dargestellt, die elektrisch mit der Elektrode 48 verbunden ist und die von der Elektrode 48 aufgenommenen Messsignale ähnlich der in 1 dargestellten Messeinrichtung 27 aufbereitet.
  • Die 6 bis 9 stellen vier unterschiedliche erfindungsgemäße Ausführungsformen eines Balgs dar. In 6 ist der Balg 40 in einer einfachsten, blasenartig ausgebildeten Form in einer Draufsicht dargestellt. 7 stellt einen als Faltenbalg 49 ausgebildeten Balg in einer Seitenansicht dar. Die in 7 dargestellten beiden Schläuche 42 sind als alternative Ausbildungen zu verstehen. In 8 ist ein Mehrkammerbalg 50 mit vier voneinander unabhängig befüllbaren Kammern 51 in einer Draufsicht dargestellt. 9 stellt einen weiteren Mehrkammerbalg 52 mit vier voneinander unabhängig befüllbaren Kammern 53 in einer Draufsicht dar. Wie in den 8 und 9 zu erkennen ist, unterscheiden sich die Mehrkammerbälge 50 und 52 in ihrer unterschiedlichen Anordnung der Kammern 51 bzw. 53.
  • Der erfindungsgemäße Sensor, das Sensorarray und der Sitz oder die Liege wurden anhand mehrerer in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Der Sensor, das Sensorarray und der Sitz oder die Liege sind jedoch nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen.
  • In bevorzugter Ausführung werden der erfindungsgemäße Sensor, das Sensorarray und der Sitz oder die Liege in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person verwendet.
  • Bezugszeichenliste
  • 20
    Sensorarray
    21
    Sitz
    22
    Person, Körper
    23
    Sensor
    24
    Elektrode
    25
    Messfläche
    26
    Anschlussfläche
    27
    Messeinrichtung
    28
    Isolierung
    29
    Kleidung
    30
    Abschirmung
    31
    Vorverstärker
    32
    Instrumentenverstärker
    33
    Filter- und Verstärkungseinheit
    34
    A/D-Wandler
    35
    Rechnereinheit
    36
    Sensor
    37
    Trägerelement
    38
    Schaumstoffelement
    39
    Mechanismus
    40
    Balg
    41
    Sensor
    42
    Schlauch
    43
    Pumpeinrichtung
    44
    Steuereinrichtung
    45
    Abstandssensor
    46
    Drucksensor
    47
    Sensor
    48
    Flexible Elektrode
    49
    Faltenbalg
    50
    Mehrkammerbalg
    51
    Kammer
    52
    Mehrkammerbalg
    53
    Kammer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7684854 B2 [0004]
    • EP 2532306 A1 [0005]
    • DE 202012001096 U1 [0006]
    • DE 102008049112 A1 [0007]

Claims (7)

  1. Sensor zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer Person, umfassend ein flächiges Trägerelement (37) zur Befestigung des Sensors an einem Objekt und wenigstens eine elektrisch leitfähige, flächige, dem Trägerelement (37) gegenüberliegende und mit diesem verbundene Elektrode (24, 48), gekennzeichnet durch einen Mechanismus (39), mit dem der Abstand zwischen der Elektrode (24, 48) und dem Trägerelement (37) veränderbar ist.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Elektrode (24, 48) und dem Trägerelement (37) ein mit einem Gas und/oder einem Fluid befüllbarer Balg (40, 49, 50, 52) eingefügt ist.
  3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (50, 52) mehrere unabhängig voneinander befüllbare Kammern (51, 53) aufweist.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (46) zum Erfassen des in dem Balg (40, 49, 50, 52) vorhandenen Drucks und/oder ein Abstandssensor (45) zum Erfassen des Abstands zwischen der Elektrode (24, 48) und dem Trägerelement (37) vorgesehen ist.
  5. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (48) aus einem flexiblen, elektrisch leitfähigen Elektrodenmaterial gebildet ist.
  6. Sensorarray, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Sensoren (36, 41, 47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  7. Sitz oder Liege in einem Fahrzeug mit wenigstens einem Sensorarray nach dem vorhergehenden Anspruch zur berührungslosen elektrokardiographischen Messung an einer auf dem Sitz oder der Liege befindlichen Person.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201610065UA (en) 2014-09-23 2016-12-29 Rr Sequences Inc Contactless electric cardiogram system
DE102017009004B4 (de) * 2017-09-27 2020-02-20 Paragon Ag Sitzbelegungserkennungs- und Insassenklassifizierungsvorrichtung für Fahrzeugsitze
DE102019009028A1 (de) * 2019-12-31 2021-07-01 Marquardt Gmbh Vitaldaten-Sensor
US20210333308A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 The General Hospital Corporation Proximity detection for assessing sensing probe attachment state

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008049112A1 (de) 2008-09-26 2009-05-07 Daimler Ag Textilelektrode
US7684854B2 (en) 2004-08-31 2010-03-23 Seoul National University Industry Foundation Apparatus and method for measuring electric non-contact electrocardiogram in everyday life
DE202012001096U1 (de) 2012-02-03 2012-03-08 automation & software Günther Tausch GmbH Vorrichtung zur Durchführung von Fahrerzustandsanalysen
EP2532306A1 (de) 2011-06-08 2012-12-12 FERRARI S.p.A. Kontaktloser Sensor zur Erkennung des Elektrokardiogramms eines Benutzers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6968263B1 (en) * 1993-11-23 2005-11-22 Peter Norton Vehicle occupant presence and position sensing system
US5815864A (en) * 1996-04-02 1998-10-06 Sytron Corporation Microprocessor controller and method of initializing and controlling low air loss floatation mattress
US6158768A (en) * 1998-02-20 2000-12-12 Trw Vehicle Safety Systems Inc. /Trw Inc. Apparatus and method for discerning certain occupant characteristics using a plurality of capacitive sensors
DE10315863B4 (de) 2003-04-08 2013-03-14 Dräger Medical GmbH Elektrodengürtel
US7879069B2 (en) * 2007-10-26 2011-02-01 Global Monitors, Inc. Anti-pooling vest for patients undergoing hemodialysis and in critical care
JP4993123B2 (ja) * 2008-01-25 2012-08-08 株式会社エクォス・リサーチ 生体情報取得装置
US8886334B2 (en) * 2008-10-07 2014-11-11 Mc10, Inc. Systems, methods, and devices using stretchable or flexible electronics for medical applications
CN101884536B (zh) * 2009-05-14 2013-11-13 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种呼吸门控充气***及充气方法、医疗影像设备
WO2011046178A1 (ja) * 2009-10-14 2011-04-21 株式会社デルタツーリング 生体状態推定装置、生体状態推定システム及びコンピュータプログラム
DE102011018470B4 (de) * 2011-04-18 2013-01-10 Otto Bock Healthcare Gmbh Bandage und Elektrodensystem
US8941499B2 (en) * 2011-08-01 2015-01-27 Honda Motor Co., Ltd. Monitoring system for use with a vehicle and method of assembling same
CN202437090U (zh) * 2012-01-16 2012-09-19 天津市先石光学技术有限公司 电子健康站人体脉搏定位装置
CN202604820U (zh) * 2012-03-16 2012-12-19 东南大学 一种基于非接触电极的心电检测座椅
CN202821324U (zh) * 2012-09-29 2013-03-27 深圳邦普医疗设备***有限公司 一种血压测量设备
US20140334653A1 (en) * 2013-03-14 2014-11-13 Aliphcom Combination speaker and light source responsive to state(s) of an organism based on sensor data
CN203122385U (zh) * 2013-03-30 2013-08-14 王在林 收音机血压计

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7684854B2 (en) 2004-08-31 2010-03-23 Seoul National University Industry Foundation Apparatus and method for measuring electric non-contact electrocardiogram in everyday life
DE102008049112A1 (de) 2008-09-26 2009-05-07 Daimler Ag Textilelektrode
EP2532306A1 (de) 2011-06-08 2012-12-12 FERRARI S.p.A. Kontaktloser Sensor zur Erkennung des Elektrokardiogramms eines Benutzers
DE202012001096U1 (de) 2012-02-03 2012-03-08 automation & software Günther Tausch GmbH Vorrichtung zur Durchführung von Fahrerzustandsanalysen

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