DE202013011290U1 - Electrode system for a biopotential detector system and biopotential detector system - Google Patents
Electrode system for a biopotential detector system and biopotential detector system Download PDFInfo
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- A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
- A61B5/282—Holders for multiple electrodes
Abstract
Elektrodensystem (11) für ein Biopotentialdetektorsystem (10), welches aufweist: zumindest einen ersten und einen zweiten Anbringungsabschnitt (14, 16) zur haftenden Anbringung an einem jeweiligen Hautabschnitt eines Trägers des Elektrodensystems (11), wobei der erste Anbringungsabschnitt (14) eine erste Elektrode (17) aufweist und der zweite Anbringungsabschnitt (16) eine zweite Elektrode (18) aufweist, und einen Verbindungsabschnitt (15), der sich vom ersten Anbringungsabschnitt (14) zum zweiten Anbringungsabschnitt (16) erstreckt, wobei der Verbindungsabschnitt (15) elastisch ist, so dass eine Änderung der Trennung zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt (14) und dem zweiten Anbringungsabschnitt (16) durch elastische Verformung des Verbindungsabschnitts (15) erlaubt ist.An electrode system (11) for a biopotential detector system (10), comprising: at least first and second attachment portions (14, 16) for adhering to a respective skin portion of a wearer of the electrode system (11), the first attachment portion (14) being a first Electrode (17), and the second attachment portion (16) has a second electrode (18), and a connection portion (15) extending from the first attachment portion (14) to the second attachment portion (16), the attachment portion (15) being elastic is such that a change of the separation between the first attachment portion (14) and the second attachment portion (16) by elastic deformation of the connection portion (15) is allowed.
Description
Technisches GebietTechnical area
Das vorliegende Erfindungskonzept betrifft ein Elektrodensystem für einen Biopotentialdetektor und einen Biopotentialdetektor, der ein solches Elektrodensystem aufweist.The present inventive concept relates to an electrode system for a biopotential detector and a biopotential detector comprising such an electrode system.
Hintergrundbackground
Tragbare und am Körper tragbare Systeme für die Biopotentialüberwachung wurden entwickelt, um eine Überwachung verschiedener gesundheitsbezogener Parameter während des täglichen Lebens bereitzustellen, wie Elektrokardiographie-(EKG)-Systeme und Elektromyographie-(EMG)-Systeme.Portable and bio-portable biopotential monitoring systems have been developed to provide monitoring of various health-related parameters during daily life, such as electrocardiography (ECG) systems and electromyography (EMG) systems.
Ein EKG-System aus dem Stand der Technik weist typischerweise eine Anzahl von Elektroden auf, die haftend an der Haut des Trägers angebracht sind. Für ein EKG-System werden die Elektroden typischerweise im Brustkorbbereich des Trägers angebracht. Eine Detektoreinheit zum Empfangen und Verarbeiten der Signale von den Elektroden kann durch Leiterdrähte, die zwischen den Anbringungspunkten an einer Elektrode und an der Steuereinheit aufgehängt sind, mit jeder der Elektroden verbunden werden. Die Detektoreinheit kann wiederum durch einen Riemen oder ein Halsband vom Benutzer getragen werden.A prior art ECG system typically includes a number of electrodes adhesively attached to the skin of the wearer. For an ECG system, the electrodes are typically mounted in the chest area of the wearer. A detector unit for receiving and processing the signals from the electrodes may be connected to each of the electrodes by conductor wires suspended between the attachment points on an electrode and the control unit. The detector unit may in turn be worn by a user through a belt or collar.
Eine Entwicklung des vorstehend erwähnten EKG-Systems ist in
ZusammenfassungSummary
Die Erfinder haben bemerkt, dass die Biopotentialüberwachung aus dem Stand der Technik, beispielsweise durch EKG-Systeme, in manchen Situationen an unzuverlässigen Messergebnissen leidet. Eine Analyse hat gezeigt, dass Messergebnisse insbesondere während Perioden einer Bewegung der überwachten Person, d. h. des Trägers des Systems, unzuverlässig sein können. Eine allgemeine Aufgabe des vorliegenden Erfindungskonzepts besteht demgemäß darin, die Zuverlässigkeit der von EKG-Systemen bereitgestellten Messergebnisse und auch für die Biopotentialüberwachung allgemein zu verbessern. Eine alternative oder zusätzliche Aufgabe besteht darin, eine Biopotentialüberwachung mit einer verbesserten Zuverlässigkeit zu ermöglichen, insbesondere während sich die überwachte Person bewegt.The inventors have noted that prior art biopotential monitoring, for example, ECG systems, suffer from unreliable measurement results in some situations. An analysis has shown that measurement results in particular during periods of movement of the monitored person, i. H. the wearer of the system, can be unreliable. Accordingly, it is a general object of the present inventive concept to generally improve the reliability of the measurement results provided by ECG systems and also for biopotential monitoring. An alternative or additional object is to provide biopotential monitoring with improved reliability, especially while the monitored person is moving.
Dementsprechend ist gemäß einem ersten Aspekt des vorliegenden Erfindungskonzepts ein Elektrodensystem für ein Biopotentialdetektorsystem vorgesehen, welches Folgendes aufweist: zumindest einen ersten und einen zweiten Anbringungsabschnitt zur haftenden Anbringung an einem jeweiligen Hautabschnitt eines Trägers des Elektrodensystems, wobei der erste Anbringungsabschnitt eine erste Elektrode aufweist und der zweite Anbringungsabschnitt eine zweite Elektrode aufweist. Das Elektrodensystem weist ferner einen Verbindungsabschnitt auf, der sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt, wobei der Verbindungsabschnitt elastisch bzw. nachgiebig oder dehnbar ist, so dass eine Änderung der Trennung zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt und dem zweiten Anbringungsabschnitt durch elastische Verformung des Verbindungsabschnitts erlaubt ist.Accordingly, according to a first aspect of the present inventive concept, there is provided a biopotential detecting system electrode system comprising at least first and second attachment portions for adhering to a respective skin portion of a support of the electrode system, the first attachment portion having a first electrode and the second attachment portion Attachment section has a second electrode. The electrode system further includes a connecting portion extending from the first attaching portion to the second attaching portion, the connecting portion being elastic or stretchable, so that a change of the separation between the first attaching portion and the second attaching portion is allowed by elastic deformation of the connecting portion ,
Durch den elastischen Verbindungsabschnitt kann eine Bewegung des ersten Anbringungsabschnitts in Bezug auf den zweiten Anbringungsabschnitt zumindest teilweise durch elastische Verformung des Verbindungsabschnitts absorbiert werden. Solche Relativbewegungen der Anbringungsabschnitte können während Körperbewegungen häufig auftreten. Dadurch kann der Einfluss auf einen Anbringungsabschnitt infolge einer Verschiebung des anderen Anbringungsabschnitts verringert werden. Ebenso kann der Einfluss auf eine an einem Anbringungsabschnitt bereitgestellte Elektrode durch eine Verschiebung des anderen Anbringungsabschnitts verringert werden. Dadurch können bewegungsinduzierte Änderungen an der Haut-Elektroden-Grenzfläche verringert werden, was vorteilhaft ist. Die Erfinder haben verstanden, dass solche Änderungen an der Haut-Elektroden-Grenzfläche eine Quelle von Artefakten in den Elektrodensignalen sind. Diese Signalartefakte können daher nachfolgend als Bewegungsartefakte bezeichnet werden.By the elastic connection portion, movement of the first attachment portion with respect to the second attachment portion can be at least partially absorbed by elastic deformation of the connection portion. Such relative movements of the attachment portions may often occur during body movements. Thereby, the influence on one attaching portion due to a displacement of the other attaching portion can be reduced. Also, the influence on an electrode provided at one mounting portion can be reduced by a displacement of the other mounting portion. As a result, movement-induced changes at the skin-electrode interface can be reduced, which is advantageous. The inventors have understood that such changes at the skin-electrode interface are a source of artifacts in the electrode signals. These signal artifacts can therefore be referred to below as motion artifacts.
Verglichen mit der nicht dehnbaren Heftpflasterstruktur, die in einigen EKG-Systemen aus dem Stand der Technik verwendet wird, kann der Träger des erfindungsgemäßen Elektrodensystems während einer Bewegung des Körpers weniger Ziehen oder Dehnen spüren. Überdies kann der elastische Verbindungsabschnitt verglichen mit den aufgehängten Leiterdrähten, die bei einigen EKG-Systemen aus dem Stand der Technik verwendet werden, die mögliche Unannehmlichkeit eines Baumeins oder Verwirrens der Leiterdrähte verringern. Demgemäß kann das erfindungsgemäße Elektrodensystem für den Träger eine verbesserte Bequemlichkeit bereitstellen. Zusätzlich haben die Erfinder festgestellt, dass dieses Baumeln auch eine Quelle von Bewegungsartefakten sein kann.Compared with the non-stretchable adhesive plaster structure used in some prior art ECG systems, the wearer of the inventive electrode system may experience less pulling or stretching during movement of the body. Moreover, the elastic connecting portion compared with the suspended conductor wires used in some ECG systems of the prior art, reduce the possible inconvenience of Baumeaus or confusing the conductor wires. Accordingly, the inventive electrode system can provide improved comfort to the wearer. In addition, the inventors have found that dangling can also be a source of motion artifacts.
Durch die elastische Verformung kann der Verbindungsabschnitt seine ursprüngliche Länge wiedergewinnen, wenn die Trennung bzw. der Abstand zwischen den Anbringungsabschnitten wiederhergestellt wird, d. h. nachdem eine durch die geänderte Trennung hervorgerufene Kraft entfernt wurde.By the elastic deformation, the connecting portion can recover its original length when the separation between the mounting portions is restored, i. H. after a force caused by the changed separation has been removed.
Der Verbindungsabschnitt kann eine erhöhte Trennung zwischen dem ersten und dem zweiten Anbringungsabschnitt durch elastische Dehnung des Verbindungsabschnitts erlauben.The connection portion may allow increased separation between the first and second attachment portions by elastically stretching the connection portion.
Der Verbindungsabschnitt kann eine verringerte Trennung zwischen dem ersten und dem zweiten Anbringungsabschnitt durch elastische Kompression des Verbindungsabschnitts erlauben.The connection portion may allow a reduced separation between the first and second attachment portions by elastically compressing the connection portion.
Vorteilhafterweise kann der Verbindungsabschnitt dafür eingerichtet werden, eine elastische Verformung von mindestens 5% der Lange des Verbindungsabschnitts zu erlauben.Advantageously, the connecting portion can be arranged to allow elastic deformation of at least 5% of the length of the connecting portion.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Verbindungsabschnitt so eingerichtet, dass er sich entlang einem gekrümmten Weg erstreckt. Die elastische Funktion des Verbindungsabschnitts kann dabei zweckmäßigerweise für Verbindungsabschnitte mehrerer verschiedener Materialien bereitgestellt werden. Es ist ferner möglich, dass nicht gefordert wird, dass die Materialien als solche elastisch sind. In jedem Fall kann eine gekrümmte Form eine größere elastische Verformung ermöglichen als sie durch eine Elastizität bereitgestellt werden würde, die dem Material innewohnt, das den Verbindungsabschnitt bildet. Der Verbindungsabschnitt kann vorgeformt werden, um sich entlang dem gekrümmten Weg zu erstrecken. Der gekrümmte Weg kann eine oder mehrere Biegungen aufweisen. Der gekrümmte Weg kann ein mäanderförmiger Weg sein. Ein mäanderförmiger Weg kann durch eine geeignete Anzahl und Krümmung der Biegungen ein geeignetes Maß der elastischen Verformung bereitstellen.According to an embodiment, the connecting portion is arranged to extend along a curved path. The elastic function of the connecting portion can be expediently provided for connecting portions of several different materials. It is also possible that it is not required that the materials as such are elastic. In any case, a curved shape may allow greater elastic deformation than would be provided by elasticity inherent in the material forming the connecting portion. The connecting portion may be preformed to extend along the curved path. The curved path may have one or more bends. The curved path may be a meandering path. A meandering path may provide a suitable amount of elastic deformation by a suitable number and curvature of the bends.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Verbindungsabschnitt aus einem elastischen Material. Der Verbindungsabschnitt kann dabei zweckmäßig und kostengünstig aus einem Material mit einer geeigneten Elastizität in der Art eines elastisch verformbaren Kunststoffs, Silikonmaterials, Materials auf Gummibasis oder gummiartigen Materials hergestellt werden.According to one embodiment, the connecting portion consists of an elastic material. The connecting portion can be conveniently and inexpensively made of a material having a suitable elasticity in the manner of an elastically deformable plastic, silicone material, rubber-based material or rubber-like material.
Die erste und/oder die zweite Elektrode kann dafür eingerichtet werden, einen galvanischen Kontakt mit einem jeweiligen Hautabschnitt zu bilden, wenn der erste Anbringungsabschnitt und der zweite Anbringungsabschnitt an der Haut angebracht werden.The first and / or the second electrode may be arranged to form a galvanic contact with a respective skin portion when the first attachment portion and the second attachment portion are attached to the skin.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Elektrodensystem ferner einen Leitungsweg auf, der sich vom ersten Anbringungsabschnitt über den Verbindungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt. Die Leitungswege ermöglichen es, dass von den Elektroden aufgenommene elektrische Signale für Detektions- und optional Verarbeitungszwecke zur Biopotentialdetektorschaltungsanordnung übermittelt werden. Indem sich der Leitungsweg über den Verbindungsabschnitt erstreckt, können baumelnde Leitungsdrähte vermieden werden, die sich verwirren können und Bewegungsartefakte hervorrufen können.According to an embodiment, the electrode system further includes a conductive path extending from the first attachment portion via the connection portion to the second attachment portion. The conduction paths enable electrical signals received by the electrodes to be communicated to the biopotential detection circuitry for detection and optional processing purposes. By extending the conduction path over the connection portion, dangling conductors can be avoided, which can become confused and cause movement artifacts.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Leitungswegabschnitt des Leitungswegs dafür eingerichtet, sich durch den Verbindungsabschnitt zu erstrecken, wobei sich der Leitungswegabschnitt entlang dem Verbindungsabschnitt erstreckt. Der Leitungswegabschnitt kann dabei mit dem Verbindungsabschnitt integriert sein.According to one embodiment, at least one line path portion of the conduction path is configured to extend through the connection portion, the conduction path portion extending along the connection portion. The Leitungswegabschnitt can be integrated with the connecting portion.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Leitungswegabschnitt des Leitungswegs dafür eingerichtet, die vorstehend erwähnte Änderung der Trennung zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt und dem zweiten Anbringungsabschnitt zu ermöglichen, wobei sich der Leitungswegabschnitt entlang dem Verbindungsabschnitt oder durch diesen hindurch erstreckt. Ein Leitungsweg kann daher zwischen den Anbringungsabschnitten bereitgestellt werden, ohne die vorstehend erwähnte Toleranz für eine veränderliche Trennung (Abstand) zwischen den Anbringungsabschnitten zu beschränken.According to one embodiment, at least one conduction path portion of the conduction path is adapted to allow the aforementioned change in the separation between the first attachment portion and the second attachment portion, the conduction path portion extending along or through the connection portion. Therefore, a conduction path can be provided between the attachment portions without restricting the aforementioned tolerance for variable separation (spacing) between the attachment portions.
Gemäß einer Ausführungsform weist der sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckende Leitungsweg ein elastisches, leitendes Garn auf. Es kann dadurch ein elastischer Leitungsweg bereitgestellt werden.In one embodiment, the conductive path extending from the first attachment portion to the second attachment portion comprises an elastic, conductive yarn. It can thereby be provided an elastic conduction path.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich zumindest der vorstehend erwähnte Leitungswegabschnitt des Leitungswegs entlang einem gekrümmten Weg. Durch die Krümmung kann das Risiko verringert werden, dass der Leitungsweg durch eine Verkürzung oder Verlängerung des Verbindungsabschnitts bricht. Der Leitungswegabschnitt kann vorgeformt werden, um sich entlang dem gekrümmten Weg zu erstrecken. Der gekrümmte Weg kann eine oder mehrere Biegungen aufweisen. Der gekrümmte Weg kann ein mäanderförmiger Weg sein. Ein mäanderförmiger Weg kann durch eine geeignete Anzahl und Krümmung der Biegungen ein geeignetes Maß der Verformung bereitstellen.According to an embodiment, at least the above-mentioned line path portion of the line path extends along a curved path. The curvature can reduce the risk that the conduction path breaks by shortening or lengthening the connection portion. The conduction path portion may be preformed to extend along the curved path. The curved path can be one or more bends. The curved path may be a meandering path. A meandering path may provide a suitable amount of deformation by a suitable number and curvature of the bends.
Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich der Verbindungsabschnitt und der Leitungswegabschnitt beide entlang einem gekrümmten Weg. Der Verbindungsabschnitt und der Leitungswegabschnitt können sich entlang demselben gekrümmten Weg erstrecken. Der Leitungswegabschnitt und der Verbindungsabschnitt können vorgeformt werden, um sich entlang dem gekrümmten Weg zu erstrecken. Der gekrümmte Weg kann eine oder mehrere Biegungen aufweisen. Der gekrümmte Weg kann ein mäanderförmiger Weg sein.According to one embodiment, the connection portion and the conduit path portion both extend along a curved path. The connecting portion and the line path portion may extend along the same curved path. The conduction path portion and the connection portion may be preformed to extend along the curved path. The curved path may have one or more bends. The curved path may be a meandering path.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Elektrodensystem nur einen Verbindungsabschnitt auf, der sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt. Die Anzahl der mechanischen Verbindungen zwischen dem ersten und dem zweiten Anbringungsabschnitt kann dabei auf eine begrenzt sein. Dies kann die Verschiebungsunabhängigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Anbringungsabschnitt fördern.According to an embodiment, the electrode system has only one connection portion extending from the first attachment portion to the second attachment portion. The number of mechanical connections between the first and the second attachment portion may be limited to one. This can promote the displacement independence between the first and second attachment portions.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Verbindungsabschnitt (welcher der einzige Verbindungsabschnitt sein kann, der sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt) ein kontinuierliches elektrisch isolierendes Substrat auf, das sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt, wobei das Substrat als ein einziger mäanderförmiger Weg ausgebildet ist. Die vorstehend in Zusammenhang mit dem mäanderförmigen Weg erörterten Vorteile gelten entsprechend für diese Ausführungsformen.According to an embodiment, the connection portion (which may be the only connection portion extending from the first attachment portion to the second attachment portion) has a continuous electrically insulating substrate extending from the first attachment portion to the second attachment portion, the substrate being formed as a single meandering path is. The advantages discussed above in connection with the meandering path apply correspondingly to these embodiments.
Gemäß einer Ausführungsform trägt das Substrat mindestens zwei mäanderförmige Leitungswege. Demgemäß können zwei oder mehr Leitungswege dafür eingerichtet werden, sich vom ersten Anbringungsabschnitt über den Verbindungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt zu erstrecken, wobei zumindest ein Leitungswegabschnitt von jedem der mindestens zwei Leitungswege dafür eingerichtet ist, die Änderung der Trennung zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt und dem zweiten Anbringungsabschnitt zu erlauben, wobei sich der Leitungswegabschnitt entlang dem Substrat des Verbindungsabschnitts erstreckt. Die mindestens zwei Leitungswegabschnitte können zumindest entlang der Länge des Substrats galvanisch voneinander isoliert sein. Die mindestens zwei mäanderförmigen Leitungswege können sich parallel zueinander erstrecken. Dadurch kann der kürzeste Abstand zwischen den mindestens zwei Leitungswegen entlang der Länge des Substrats konstant sein.According to one embodiment, the substrate carries at least two meandering conduction paths. Accordingly, two or more conduction paths may be arranged to extend from the first attachment portion via the connection portion to the second attachment portion, wherein at least one conduction path portion of each of the at least two conduction paths is adapted to the change of separation between the first attachment portion and the second attachment portion allow, wherein the Leitungswegabschnitt extends along the substrate of the connecting portion. The at least two line path sections may be galvanically isolated from each other at least along the length of the substrate. The at least two meandering line paths may extend parallel to each other. Thereby, the shortest distance between the at least two conduction paths along the length of the substrate can be constant.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Anbringungsabschnitt, der zweite Anbringungsabschnitt und der Verbindungsabschnitt integral ausgebildet. Dies ermöglicht eine rationale Herstellung des Elektrodensystems.According to an embodiment, the first attachment portion, the second attachment portion, and the connection portion are integrally formed. This allows a rational production of the electrode system.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die Rückseite des ersten Anbringungsabschnitts und die Rückseite des zweiten Anbringungsabschnitts eine Haftschicht auf und weist der Verbindungsabschnitt keine Haftschicht auf. Dadurch können der erste und der zweite Anbringungsabschnitt zuverlässig an den jeweiligen Hautabschnitten angebracht werden. Hierbei kann die Beschränkung der elastischen Verformung des Verbindungsabschnitts, beispielsweise durch Dehnung oder Kompression, infolge der haftenden Anbringung an der Haut vermieden werden.According to one embodiment, the rear side of the first attachment section and the rear side of the second attachment section have an adhesion layer and the connection section has no adhesive layer. Thereby, the first and second attachment portions can be reliably attached to the respective skin portions. In this case, the restriction of the elastic deformation of the connecting portion, for example by stretching or compression, due to the adhesive attachment to the skin can be avoided.
Gemäß einem zweiten Aspekt des vorliegenden Erfindungskonzepts ist ein Biopotentialdetektorsystem vorgesehen, welches ein Elektrodensystem gemäß einer der vorstehend erwähnten Ausführungsformen aufweist. Das Biopotentialdetektorsystem weist ferner auf: einen dritten Anbringungsabschnitt zur haftenden Anbringung an einem Hautabschnitt des Trägers des Biopotentialdetektorsystems und eine Detektorschaltungsanordnung, die am dritten Anbringungsabschnitt angeordnet ist und dafür ausgelegt ist, von der ersten und der zweiten Elektrode aufgenommene elektrische Signale zu erfassen und zu verarbeiten. Der Verbindungsabschnitt, der sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt, bildet einen ersten Verbindungsabschnitt, und das Biopotentialdetektorsystem weist ferner einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, der sich vom dritten Anbringungsabschnitt zum ersten Anbringungsabschnitt erstreckt, wobei der zweite Verbindungsabschnitt elastisch ist, so dass eine Änderung der Trennung zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt und dem dritten Anbringungsabschnitt durch elastische Verformung des zweiten Verbindungsabschnitts erlaubt ist.According to a second aspect of the present inventive concept, a biopotential detection system is provided, which has an electrode system according to one of the aforementioned embodiments. The biopotential detecting system further includes: a third attaching portion for adhering to a skin portion of the carrier of the biopotential detecting system; and detecting circuitry disposed at the third attaching portion and configured to detect and process electrical signals received from the first and second electrodes. The connection portion that extends from the first attachment portion to the second attachment portion forms a first connection portion, and the biopotential detection system further includes a second connection portion that extends from the third attachment portion to the first attachment portion, the second connection portion being elastic, so that a change in the Separation between the first attachment portion and the third attachment portion by elastic deformation of the second connection portion is allowed.
Demgemäß ist ein Biopotentialdetektorsystem vorgesehen, das bei der Verwendung die gleichen oder analoge Vorteile wie die vorstehend in Zusammenhang mit dem Elektrodensystem und dessen verschiedenen Ausführungsformen erörterten bereitstellt. Zusätzlich kann durch den zweiten Verbindungsabschnitt die Übertragung des zusätzlichen Gewichts der Detektorschaltungsanordnung auf den ersten und den zweiten Anbringungsabschnitt verringert oder beseitigt werden.Accordingly, there is provided a biopotential detector system which, in use, provides the same or analogous advantages as those discussed above in connection with the electrode system and its various embodiments. In addition, the transmission of the additional weight of the detector circuitry to the first and second attachment portions may be reduced or eliminated by the second connection portion.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Biopotentialdetektorsystem ferner einen Leitungsweg auf, der sich von der Detektorschaltungsanordnung über den zweiten Verbindungsabschnitt zur ersten Elektrode erstreckt und die Detektorschaltungsanordnung galvanisch mit der ersten Elektrode verbindet. Das Biopotentialdetektorsystem kann ferner einen Leitungsweg aufweisen, der sich von der elektrischen Schaltungsanordnung über den zweiten Verbindungsabschnitt zur zweiten Elektrode, zum ersten Anbringungsabschnitt und zum ersten Verbindungsabschnitt erstreckt und die elektrische Schaltungsanordnung galvanisch mit der zweiten Elektrode verbindet. Die Leitungswege des Biopotentialdetektorsystems ermöglichen es, dass elektrische Signale von den Elektroden aufgenommen werden, um sie zur Detektion zur elektrischen Schaltungsanordnung zu übermitteln. Indem sich der Leitungsweg über den Verbindungsabschnitt erstreckt, können baumelnde Leitungsdrähte vermieden werden, die sich verwirren können und Bewegungsartefakte hervorrufen können.In one embodiment, the biopotential detector system further includes a conductive path extending from the detector circuitry extends across the second connection portion to the first electrode and the detector circuitry is galvanically connected to the first electrode. The biopotential detector system may further include a conductive path extending from the electrical circuitry through the second connection portion to the second electrode, the first attachment portion, and the first connection portion and electrically connecting the electrical circuitry to the second electrode. The conduction paths of the biopotential detector system allow electrical signals to be picked up by the electrodes for transmission to the electrical circuitry for detection. By extending the conduction path over the connection portion, dangling conductors can be avoided, which can become confused and cause movement artifacts.
Gemäß einer Ausführungsform bildet der zweite Verbindungsabschnitt den einzigen Verbindungsabschnitt, der sich vom dritten Anbringungsabschnitt zum ersten Anbringungsabschnitt erstreckt. Die Anzahl der mechanischen Verbindungen zwischen dem ersten und dem dritten Anbringungsabschnitt kann dadurch auf eine begrenzt werden. Dies kam die Verschiebungsunabhängigkeit zwischen dem ersten und dem dritten Anbringungsabschnitt fördern.According to one embodiment, the second connection portion forms the single connection portion extending from the third attachment portion to the first attachment portion. The number of mechanical connections between the first and the third attachment portion can thereby be limited to one. This came to encourage displacement independence between the first and third attachment sections.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Verbindungsabschnitt (welcher der einzige Verbindungsabschnitt sein kann, der sich vom dritten Anbringungsabschnitt zum ersten Anbringungsabschnitt erstreckt) ein kontinuierliches, elektrisch isolierendes Substrat auf, das sich vom ersten Anbringungsabschnitt zum dritten Anbringungsabschnitt erstreckt, wobei das Substrat als ein einziger mäanderförmiger Weg ausgebildet ist. Die vorstehend in Zusammenhang mit dem mäanderförmigen Weg erörterten Vorteile gelten entsprechend für diese Ausführungsform.According to an embodiment, the second connection portion (which may be the only connection portion extending from the third attachment portion to the first attachment portion) comprises a continuous electrically insulating substrate extending from the first attachment portion to the third attachment portion, the substrate being a single meandering one Way is formed. The advantages discussed above in connection with the meandering path apply correspondingly to this embodiment.
Gemäß einer Ausführungsform trägt das Substrat des zweiten Verbindungsabschnitts mindestens zwei mäanderförmige Leitungswege. Demgemäß können zwei oder mehr Leitungswege dafür eingerichtet sein, sich vom ersten Anbringungsabschnitt über den zweiten Verbindungsabschnitt zum dritten Anbringungsabschnitt zu erstrecken, wobei zumindest ein Leitungswegabschnitt von jedem der mindestens zwei Leitungswege dafür eingerichtet ist, die Änderung der Trennung (Abstand) zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt und dem dritten Anbringungsabschnitt zu erlauben, wobei sich der Leitungswegabschnitt entlang dem Substrat des zweiten Verbindungsabschnitts erstreckt. Die mindestens zwei Leitungswege können zumindest entlang der Länge des Substrats galvanisch voneinander isoliert sein. Die mindestens zwei mäanderförmigen Leitungswege können sich parallel zueinander erstrecken. Dadurch kann der kürzeste Abstand zwischen den mindestens zwei Leitungswegen entlang der Länge des Substrats konstant sein.According to one embodiment, the substrate of the second connection portion carries at least two meandering conduction paths. Accordingly, two or more conduction paths may be configured to extend from the first attachment portion via the second connection portion to the third attachment portion, wherein at least one conduction path portion of each of the at least two conduction paths is adapted to change the separation (distance) between the first attachment portion and allow the third attachment portion, wherein the Leitungswegabschnitt extends along the substrate of the second connection portion. The at least two conduction paths can be galvanically isolated from one another at least along the length of the substrate. The at least two meandering line paths may extend parallel to each other. Thereby, the shortest distance between the at least two conduction paths along the length of the substrate can be constant.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile des vorliegenden Erfindungskonzepts werden anhand der folgenden erläuternden und nicht einschränkenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungskonzepts mit Bezug auf die anliegende Zeichnung besser verständlich werden, wobei gleiche Bezugszahlen für gleiche Elemente verwendet werden. Es zeigen:The foregoing and other objects, features and advantages of the present inventive concept will become more apparent from the following illustrative and non-limitative detailed description of preferred embodiments of the present inventive concept with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used for like elements. Show it:
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
Ausführungsformen des Biopotentialdetektorsystems und des Elektrodensystems gemäß dem vorliegenden Erfindungskonzept werden nun mit Bezug auf
Das System
Die Anbringungsabschnitte
Der erste Anbringungsabschnitt
Der erste Anbringungsabschnitt
Das Elektrodensystem
Gemäß dem vorliegenden Erfindungskonzept ist ein Verbindungsabschnitt vorgesehen, der sich von einem ersten Anbringungsabschnitt zu einem zweiten Anbringungsabschnitt erstreckt. Der Verbindungsabschnitt ist elastisch, so dass eine Änderung der Trennung, d. h. des Abstands, zwischen dem ersten Anbringungsabschnitt und dem zweiten Anbringungsabschnitt durch elastische Verformung des Verbindungsabschnitts erlaubt ist. Durch den elastischen Verbindungsabschnitt kann eine Bewegung des ersten Anbringungsabschnitts in Bezug auf den zweiten Anbringungsabschnitt zumindest teilweise durch elastische Verformung des Verbindungsabschnitts und umgekehrt absorbiert werden. Diese Relativbewegungen der Anbringungsabschnitte können während Körperbewegungen häufig auftreten. Die tatsächlichen Körperbewegungen, die solche Relativbewegungen hervorrufen, können für verschiedene Anwendungen und für verschiedene Positionen der Anbringungsabschnitte und der zugeordneten Elektroden verschieden sein. Beispielsweise kann bei einer EKG-Anwendung, bei der Elektroden im Brustkorbbereich des Trägers angebracht sein können, eine Bewegung eines Arms, ein Öffnen oder Schließen des Brustkorbs oder sogar ein schweres Atmen eine Relativbewegung der Elektroden hervorrufen. Der Elastizitätsbereich kann für verschiedene Anwendungen verschieden sein. Der Elastizitätsbereich kann vorteilhafterweise bei mindestens 5% der Länge des Verbindungsabschnitts sein, wenn er nicht verformt ist (d. h. nicht gedehnt oder komprimiert). Dies kann für ein am Brustkorb montiertes Elektrodensystem in der Art des Elektrodensystems
Die elastische Funktion kann auf verschiedene Arten bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform können der Verbindungsabschnitt
Gemäß einer Ausführungsform können der erste Anbringungsabschnitt
Gemäß einer Ausführungsform können der Verbindungsabschnitt
Gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann die elastische Funktion des Verbindungsabschnitts
Gemäß einer Ausführungsform kann das Elektrodensystem einen aus einem elastischen Material gebildeten geraden Verbindungsabschnitt aufweisen. Der Verbindungsabschnitt kann dafür eingerichtet sein, sich direkt zwischen den Anbringungsabschnitten zu erstrecken. Der Verbindungsabschnitt kann eine Lage aus einem elastischen Material aufweisen. Das elastische Material kann ein Silikonmaterial oder ein anderes gummiartiges Material sein. Das elastische Material kann auch eine elastische Kunststofffolie oder -lage sein. Ein oder mehrere Leitungswege können in den Verbindungsabschnitt integriert oder darauf ausgebildet sein. Der Leitungsweg (die Leitungswege) kann (können) so eingerichtet werden, dass sie sich entlang einem gekrümmten oder mäanderförmigen Weg erstrecken. Der Leitungsweg (die Leitungswege) kann (können) beispielsweise in einer gewünschten Form auf das elastische Material gedruckt oder auf andere Weise darauf abgeschieden werden. Die gekrümmte Form (Mäanderform) kann ein Brechen des Leitungswegs (der Leitungswege) während des Dehnens des Verbindungsabschnitts verhindern. According to one embodiment, the electrode system may comprise a straight connecting portion formed of an elastic material. The connecting portion may be configured to extend directly between the mounting portions. The connecting portion may comprise a layer of an elastic material. The elastic material may be a silicone material or other rubbery material. The elastic material may also be an elastic plastic film or layer. One or more conduction paths may be integrated into or formed on the connection portion. The conduction path (the conduction paths) may be arranged to extend along a curved or meandering path. For example, the conductive path (s) may be printed or otherwise deposited onto the elastic material in a desired shape. The curved shape (meandering shape) can prevent breakage of the conduction path (the conduction paths) during stretching of the connection portion.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Leitungsweg (werden die Leitungswege) durch Stränge eines elastischen, leitenden Garns gebildet. Das Garn kann elastische, gewebte leitende Textilien oder leitende Polymere aufweisen. Ein elastischer Verbindungsabschnitt kann als eine nicht leitende, elastische Hülse angeordnet werden, welche das leitende Garn umschließt. Elastische, leitende Garne sind Fachleuten an sich bekannt und werden daher nicht weiter dargelegt.According to one embodiment, the conductive path (s) are formed by strands of a resilient, conductive yarn. The yarn may comprise elastic, woven conductive textiles or conductive polymers. An elastic connecting portion may be arranged as a non-conductive elastic sleeve enclosing the conductive yarn. Elastic conductive yarns are known per se to those skilled in the art and are therefore not further described.
Optional kann auch das Material (können auch die Materialien) des gekrümmten Verbindungsabschnitts
Zu
Der dritte Anbringungsabschnitt
Der dritte Anbringungsabschnitt
Der dritte Anbringungsabschnitt
Gemäß einer Ausführungsform werden der erste Anbringungsabschnitt
Der dritte Anbringungsabschnitt
Vorstehend wurde das Erfindungskonzept hauptsächlich mit Bezug auf einige Ausführungsformen beschrieben. Wie Fachleute jedoch leicht verstehen werden, sind innerhalb des Schutzumfangs des Erfindungskonzepts, wie durch die anliegenden Ansprüche definiert, jedoch auch andere Ausführungsformen als die vorstehend offenbarten möglich. Beispielsweise sind in
Das Elektrodensystem des vorliegenden Erfindungskonzepts kann ebenso wie das in
Wenngleich vorstehend auf ein Biopotentialdetektorsystem für EKG Bezug genommen wurde, können ein Elektrodensystem und ein Detektorsystem gemäß dein vorliegenden Erfindungskonzept auch für Elektroenzephalographieanwendungen (EEG) verwendet werden, wobei die elektrische Aktivität entlang dem Schädel erfasst wird, beispielsweise Spannungsschwankungen, die sich aus Ionenstromflüssen innerhalb der Neuronen des Gehirns ergeben, und auch für Elektromyogrammanwendungen (EMG-Anwendungen) verwendet werden, welche die durch Skelettmuskeln erzeugte elektrische Aktivität erfassen. EKG, EEG und EMG können gemeinsam als ExG bezeichnet werden. Diese Anwendungen fallen alle in den Schutzumfang des Erfindungskonzepts, der ausschließlich durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.While reference has heretofore been made to a biopotential detector system for ECG, an electrode system and a detector system according to the present inventive concept may also be used for electroencephalography (EEG) applications, where electrical activity along the skull is detected, for example, voltage fluctuations resulting from ion fluxes within the neurons of the brain and also used for electromyogram applications (EMG applications) which detect the electrical activity produced by skeletal muscles. ECG, EEG and EMG can be collectively referred to as ExG. These applications all fall within the scope of the inventive concept, which is defined solely by the appended claims.
Claims (19)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE202013011290.5U DE202013011290U1 (en) | 2013-12-16 | 2013-12-16 | Electrode system for a biopotential detector system and biopotential detector system |
Applications Claiming Priority (1)
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2013
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R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: A61B0005040800 Ipc: A61B0005280000 |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |