RU2519955C1 - Датчик для измерения импеданса участка тела человека - Google Patents
Датчик для измерения импеданса участка тела человека Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519955C1 RU2519955C1 RU2012155821/14A RU2012155821A RU2519955C1 RU 2519955 C1 RU2519955 C1 RU 2519955C1 RU 2012155821/14 A RU2012155821/14 A RU 2012155821/14A RU 2012155821 A RU2012155821 A RU 2012155821A RU 2519955 C1 RU2519955 C1 RU 2519955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- electrodes
- sensor
- wrist
- holder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике. Датчик 1 для измерения импеданса участка тела человека содержит первый и второй электроды и держатель 2 электродов. Электроды выполнены секционными. Секции 5 и 6 первого и второго электродов расположены попеременно в один ряд на внутренней поверхности держателя. Держатель предназначен для закрепления вокруг запястья человека так, чтобы секции обоих электродов примыкали к запястью. Каждый электрод имеет, по меньшей мере, три секции. Контактная площадь каждой секции составляет, по меньшей мере, 1 см2. Держатель электродов выполнен в виде закрепляемой на запястье с помощью застежки 7 гибкой ленты или в виде браслета, имеющего шарнирно соединенные между собой секции, или в виде обтягивающей запястье манжеты. В держателе электродов также размещен преобразователь сигналов датчика. Применение изобретения позволит повысить устойчивость измерительного сигнала и чувствительность датчика за счет повышения надежности контакта датчиков с кожей человека и оптимизации пути прохождения тока между секциями датчиков. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области измерений для диагностических целей, в частности к конструкции датчиков для измерения импеданса или электрического сопротивления тела человека, и может быть использовано в системах мониторинга состояния человека.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны конструкции датчиков для измерения электрического сопротивления участка тела человека, располагаемых вокруг запястья.
Так, в патенте RU 2251156 (публикация 27.04.2005, МПК А61В 5/05) описана система контроля работоспособности оператора по уровню бодрствования и предвестникам гипогликемии. В системе предлагается использовать датчики, включающие две пары электродов, в частности для измерения электрического сопротивления кожного покрова. Электроды первой пары имеют гальваническую связь с внутренней поверхностью кожного покрова запястья или пальца руки, а электроды второй пары - с тыльной областью кисти или запястья. Средство крепления датчиков может быть выполнено в виде перчатки или ее части. Однако данная конструкция не обеспечивает надежного контакта электродов с кожей человека, особенно во время движения руки, поэтому не обеспечивает достаточную устойчивость измерительного сигнала с датчиков и чувствительность датчиков.
В международной заявке WO 2010/128500 (публикация 11.11.2010, МПК А61В 5/00) описан способ и система измерения концентрации глюкозы в крови человека с помощью измерения импеданса участка тела и последующей регистрации пульсовой волны. В одном из вариантов выполнения системы используются датчики, рядами располагаемые вокруг запястья на гибком держателе. Каждый из датчиков является отдельным преобразователем, который подключается к измерительной системе через определенные промежутки времени. В каждый момент времени к измерительной системе подключается один из датчиков. Во время движения руки контакт с кожей каждого из датчиков может быть нарушен. Так как система снимает показания последовательно с каждого датчика, в какой-то момент времени измерения могут прерваться из-за отсутствия надежного контакта датчика с кожей.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение устойчивости измерительного сигнала и повышение чувствительности датчика для измерения импеданса участка тела человека, что достигается за счет более надежного контакта электродов датчика с кожей, в том числе во время движения рукой, на которой закреплен датчик.
Датчик для измерения импеданса участка тела человека, в соответствии с настоящим изобретением, включает первый и второй электроды и держатель электродов. Оба электрода выполнены секционными, причем секции первого и второго электродов расположены попеременно в один ряд на внутренней поверхности держателя. Сам держатель выполнен с возможностью закрепления вокруг запястья человека так, чтобы секции обоих электродов примыкали к запястью.
Достижение указанного технического результата - повышение устойчивости измерительного сигнала и повышение чувствительности датчика - обеспечивается путем повышения надежности контакта датчиков с кожей человека и оптимизации пути прохождения тока между секциями датчиков, что обеспечивается за счет:
- выполнения электродов секционными;
- размещения секций электродов на держателе, закрепляемом вокруг запястья;
- расположения секций электродов попеременно в один ряд на внутренней поверхности держателя.
Надежность контакта обеспечивается тем, что каждый электрод выполнен из нескольких секций, а держатель электродов обеспечивает их плотное прилегание к запястью. Поэтому при движении руки, хотя бы одна из секций каждого из электродов будет постоянно находиться в контакте с кожей. Кроме того, за счет попеременного расположения секций электродов вокруг запястья электрический ток течет через ткани запястья, в которых велико кровенаполнение, при этом суммарно электрический ток проходит через достаточно большой объем кровенаполненных тканей, что также повышает чувствительность датчика.
Число секций каждого электрода может составлять по меньшей мере три.
Каждая секция обоих электродов имеет контактную площадь по меньшей мере 1 см2. Благодаря тому, что электроды выполнены секционными и каждая из секций имеет достаточно большую площадь - по меньшей мере 1 см2, дополнительно повышается устойчивость измерительного сигнала и чувствительность датчика.
В частном случае держатель электродов может быть выполнен в виде гибкой ленты, закрепляемой на запястье с помощью застежки, например застежки-липучки.
Кроме того, держатель электродов может быть выполнен в виде браслета, имеющего секции, шарнирно соединенные между собой.
Держатель электродов также может быть выполнен в виде обтягиваемой запястье манжеты.
Кроме того, датчик дополнительно может содержать преобразователь сигналов датчика, размещенный в держателе электродов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение поясняется следующими графическими материалами.
На Фиг.1 показан в аксонометрии пример выполнения датчика, у которого держатель электродов выполнен в виде гибкой ленты, в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг.2 схематично показано закрепление датчика на запястье.
На Фиг.3 показано расположение секций электродов на держателе и электрическое соединение секций первого и второго электродов датчика, изображенного на Фиг.1.
На Фиг.4 показан вид указанного на Фиг.3 сечения А-А держателя в области одной из секций электрода.
На Фиг.5 показан другой пример конструкции держателя с полостью для размещения преобразователя сигналов датчика.
На Фиг.6 показана схема электрического соединения секций первого и второго электродов с образованием первого и второго электродов датчика.
На Фиг.7 проиллюстрировано направление токов, текущих через участок тела человека между секциями электродов датчика, выполненного в соответствии с изобретением.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Датчик 1 (Фиг.1) для измерения импеданса участка тела человека содержит держатель 2 с установленными на нем первым электродом 3 и вторым электродом 4 (Фиг.3), которые выполнены из отдельных секций 5 и 6 соответственно. В данном примере держатель 2 электродов выполнен в виде гибкой ленты с застежкой 7 типа застежки-липучки, что позволяет закрепить его плотно вокруг запястья 9, как это показано на Фиг.2. Держатель 2 электродов может быть выполнен из пластмассы и других материалов, обеспечивающих оборачивание держателя вокруг запястья 9. Для специалиста понятно, что держатель электродов может иметь различную конструкцию, например, может быть выполнен в виде браслета, имеющего секции, шарнирно соединенные между собой, или в виде манжеты, плотно надеваемой на запястье (на чертежах эти варианты не показаны).
Электроды 3 и 4, выполненные в виде отдельных секций 5 и 6 соответственно, размещены с внутренней стороны держателя 2, так что при надевании датчика 1 на запястье 9 секции 5 и 6 электродов 3 и 4 примыкают к запястью 9. Секции 5 и 6 обоих электродов 3 и 4 расположены на держателе 2 в ряд попеременно. То есть: за секцией 5 электрода 3 следует секция 6 электрода 4, затем - снова секция 5 электрода 3, следом - секция 6 электрода 4, и т.д. На Фиг.1, Фиг.3, Фиг.5 - Фиг.7 секции 5 электрода 3 обозначены буквой «а», а секции 6 электрода 4 - буквой «b».
Опытным путем установлено, что близкий к оптимальному вариант выполнения датчика 1 содержит по четыре секции 5 и 6 каждого электрода 3 и 4. Контактная площадь каждой секции 5 и 6 составляет по меньшей мере 1 см2. Форма секций 5 и 6 электродов 3 и 4 может быть разнообразной, например прямоугольной, как показано на Фиг.1, или круглой, как показано на Фиг.5. Все секции 5 электрически соединены между собой, как это показано на Фиг.3 и Фиг.6, образуя электрод 3, аналогично все секции 6 электрически соединены между собой, образуя электрод 4.
Внутри держателя 2 может быть установлена гибкая печатная плата 8 (Фиг.4 и Фиг.5) или печатная плата в виде секций, соединенных гибкими проводниками. На печатной плате 8, например, может быть размещен преобразователь сигналов датчика и элементы питания, которые служат для электропитания датчика и преобразования сигналов датчика в цифровую форму и передачи их в внешнее устройство обработки. Устройство обработки сигналов также может быть расположено в держателе, а датчик может быть снабжен монитором и элементами управления.
Датчик 1 для измерения импеданса участка тела человека, в данном случае участка тела руки, работает следующим образом. Благодаря держателю 2, который крепится вокруг запястья 9 застежкой 7, контактные поверхности секций 5 и 6 электродов 3 и 4 плотно прилегают к коже запястья 9. Выполнение электродов 3 и 4 секционными обеспечивает постоянный надежный контакт по меньшей мере двух секций 5 и 6 электродов 3 и 4 с кожей при любых движениях руки. Благодаря тому, что электроды 3 и 4 выполнены секционными, и каждая из секций 5, 6 имеет площадь по меньшей мере 1 см2, суммарная площадь каждого электрода, например в случае, когда он выполнен из четырех секций, составляет по меньшей мере 4 см2, что повышает надежность контакта электродов 3 и 4 с кожей и чувствительность датчика 1.
Расположение секций 5 и 6 попеременно (Фиг.7) обеспечивает прохождение электрического тока 12 (показан пунктирными стрелками) через мягкие ткани 10 запястья 9, при этом токи от отдельных секций 5, 6 суммируются. При таком расположении секций 5 и 6 ток не проходит через кости 11 руки, которые обладают большим электрическим сопротивлением, чем кровенасыщенные мягкие ткани 10, что также влияет на чувствительность датчика в сторону ее повышения.
Конструкция датчика обеспечивает повышение чувствительности датчика за счет повышения надежности контакта электродов датчика с кожей человека, увеличения площади датчиков и оптимизации пути прохождения тока через участок тела человека между секциями датчиков. На основе данной конструкции возможно создание систем, которые позволяют производить непрерывный мониторинг различных параметров жизнедеятельности человека.
Claims (7)
1. Датчик для измерения импеданса участка тела человека, включающий первый и второй электроды и держатель электродов, при этом оба электрода выполнены секционными, причем секции первого и второго электродов расположены попеременно в один ряд на внутренней поверхности держателя, выполненного с возможностью закрепления вокруг запястья человека так, чтобы секции обоих электродов примыкали к запястью.
2. Датчик по п.1, характеризующийся тем, что число секций каждого электрода составляет по меньшей мере три секции.
3. Датчик по п.1, характеризующийся тем, что каждая секция обоих электродов имеет контактную площадь по меньшей мере 1 см2.
4. Датчик по п.1, характеризующийся тем, что держатель электродов выполнен в виде гибкой ленты, закрепляемой на запястье с помощью застежки.
5. Датчик по п.1, характеризующийся тем, что держатель электродов выполнен в виде браслета, имеющего секции, шарнирно соединенные между собой.
6. Датчик по п.1, характеризующийся тем, что держатель электродов выполнен в виде обтягиваемой запястье манжеты.
7. Датчик по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно содержит преобразователь сигналов датчика, размещенный в держателе электродов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155821/14A RU2519955C1 (ru) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Датчик для измерения импеданса участка тела человека |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155821/14A RU2519955C1 (ru) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Датчик для измерения импеданса участка тела человека |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2519955C1 true RU2519955C1 (ru) | 2014-06-20 |
Family
ID=51216877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012155821/14A RU2519955C1 (ru) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Датчик для измерения импеданса участка тела человека |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2519955C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10318277B2 (en) | 2011-11-17 | 2019-06-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for auto installing application into different terminals |
WO2019177489A1 (ru) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Хилби" | Способ измерения кожно-гальванической реакции человека и устройство |
US11103195B2 (en) | 2015-11-11 | 2021-08-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for providing eating habit information and wearable device therefor |
WO2022146173A1 (ru) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | Общество с ограниченной ответственностью "СЛИПО" (ООО "СЛИПО") | Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических пераметров человека |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2077264C1 (ru) * | 1992-06-05 | 1997-04-20 | Сергей Алексеевич Жуков | Устройство ранней диагностики гипогликемического состояния |
US6415176B1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-07-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Sensing and display of skin conductivity |
-
2012
- 2012-12-17 RU RU2012155821/14A patent/RU2519955C1/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2077264C1 (ru) * | 1992-06-05 | 1997-04-20 | Сергей Алексеевич Жуков | Устройство ранней диагностики гипогликемического состояния |
US6415176B1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-07-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Sensing and display of skin conductivity |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MARQUEZ J.C. et al. Skin-electrode contact area in electrical bioimpedance spectroscopy. Influence in total body composition assessment. Engineering in Medicine and Biology Society,EMBC, 2011 Annual International Conference of the IEEE, pp. 1867-70 (реферат на сайте http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10318277B2 (en) | 2011-11-17 | 2019-06-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for auto installing application into different terminals |
US10579365B2 (en) | 2011-11-17 | 2020-03-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for auto installing application into different terminals |
US11301234B2 (en) | 2011-11-17 | 2022-04-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for auto installing application into different terminals |
US11103195B2 (en) | 2015-11-11 | 2021-08-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for providing eating habit information and wearable device therefor |
WO2019177489A1 (ru) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Хилби" | Способ измерения кожно-гальванической реакции человека и устройство |
WO2022146173A1 (ru) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | Общество с ограниченной ответственностью "СЛИПО" (ООО "СЛИПО") | Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических пераметров человека |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10939870B2 (en) | Patient worn sensor assembly | |
US9913591B2 (en) | Wrist-mounted device with integrated electronics | |
US9451897B2 (en) | Body adherent patch with electronics for physiologic monitoring | |
ES2720127T3 (es) | Aparato de medición automatizada de velocidad y amplitud de conducción del nervio sural | |
ES2791050T3 (es) | Dispositivo portátil y método para medición de señales electromiográficas de un usuario | |
US11751768B2 (en) | Biological data measuring device | |
JP2009519737A (ja) | 人の心拍数及び/又は心拍数変動を監視する装置並びに同じ機能を含むリストウォッチ | |
KR20160088882A (ko) | 심장 활동 감지 및 분석용 등각 센서 시스템 | |
RU2519955C1 (ru) | Датчик для измерения импеданса участка тела человека | |
JP2015520656A (ja) | 皮膚電気活動を取得するための方法及びデバイス | |
WO2010107913A2 (en) | Adherent device with oximeter and physiological sensors | |
CN101484068A (zh) | 可穿戴式血压监测*** | |
EP3634206A1 (en) | Multifunctional device for remote monitoring of a patient's condition | |
JP2006296700A (ja) | 脈拍数測定装置 | |
US20100036270A1 (en) | Wireless cardiogram signal diagnostic instrument | |
EP3612090A1 (en) | Electrocardiogram sensor | |
RU2593797C1 (ru) | Блок датчиков | |
US10582868B1 (en) | Leadless ECG monitoring via fusion of DSP and analog signal conditioning techniques | |
KR101237308B1 (ko) | 생체신호 측정용 다채널 전극 어셈블리 | |
US11559225B1 (en) | Wearable biofluid volume and composition measurement system | |
RU2631364C1 (ru) | Телеметрический датчик для контроля бодрствования по сигналам электродермальной активности | |
WO2015133923A1 (ru) | Датчик для измерения импеданса участка тела человека | |
KR101974905B1 (ko) | 무구속적 생체신호 측정센서 및 이를 포함하는 생체신호 측정시스템 | |
RU2523133C1 (ru) | Устройство для регистрации сигналов пульсовой волны и дыхательного цикла человека | |
WO2017009878A1 (en) | Electronic device for multiparameter remote monitoring. |