CN101422360A - 用于采集和传输电脉冲的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于采集和传输电脉冲的装置，尤其涉及一种用于采集病人身体表面的电脉冲且将其传输到电脉冲处理装置上的装置，其包括至少两条导线，其中的至少两条导线具有不同的长度，还包括围绕至少两条导线的至少一个电绝缘体、位于至少两条导线端部的用于连接电脉冲处理装置的连接接口和位于两条导线的电绝缘体上的空隙，使得可以建立与病人皮肤表面的电气连接，且能够容易滤掉外部干扰源所产生的人为现象。此外，该装置在生产中是物美价廉的，以至于也可以在病人中进行一次性的应用。该任务是如下解决的，即，在至少两条长度不同的导线中，至少一条较短导线的导线电阻和长度的比值和/或导线阻抗和长度的比值要比至少一条较长导线的大。

Description

用于采集和传输电脉冲的装置

技术领域

本发明涉及一种用于采集病人身体表面电脉冲且将其传输到电脉冲处理装置上的装置，其包括至少两条导线，其中的至少两条导线具有不同的长度，还包括围绕该至少两条导线的至少一个电绝缘体、用于连接电脉冲处理装置连接接口和位于两条导线的电绝缘体上的空隙(Ausnehmung)，使得可建立与病人皮肤表面的电气连接。

背景技术

为了获取病人心脏功能的信息，把用于电脉冲的采集和传输的装置，如EEG、EKG和EIT电缆，应用于病人心电图的测量中。由此产生与皮肤表面的接触。单个电势的总量就会在身体表面测试出来，其中涉及到具有微小频率(例如从0.1到140Hz)的nV和μA范围内的测量信号。此外，使用例如40kHz交流电供电的同样装置并采用所谓的阻抗方法还可以确定呼吸的参数。

所熟知的EEG、EKG、和EIT电缆具备抗外部干扰的多重屏蔽，尤其是电磁干扰，因为由干扰产生的感应电压和电流的人为现象(Artefakte)使弱电测量信号发生错误。可是这种EEG、EKG、和EIT电缆的生产非常昂贵，以至因经济的原因而不能在病人中进行一次性的应用。

由US4353372可知一种用于电脉冲的采集和传输的装置。多条具有电绝缘体的长度不同的电导线固定在连接接口的第一端，该连接接口用于连接电脉冲处理装置。长度不同的导线的第二端具有用于安放在病人皮肤表面的触点。由于导线的长度不同在电极和连接接口之间存在不同的电阻。导线的电阻与导线的长度成正比，也就是说导线的电阻和导线的长度的比值是常数。弊端就是由于导线具有不同的电阻，外部干扰、尤其是电磁干扰在导线上感应出不同的电压和电流人为现象，电脉冲处理装置不能例如通过所存储的算法把该电压和电流全部或者部分过滤掉。由此就不能保证测量信号的可靠和安全的医疗评估。

发明内容

因此，本发明的任务就在于提供一种用于电脉冲采集和传输的装置，其中在该装置中可以容易地过滤由外部干扰所引起的人为现象。另外该装置在生产中应该是物美价廉的，这样就能在病人中进行一次性的应用。

该任务可以由一种用于病人身体表面电脉冲的采集且将其传输到电脉冲处理装置上的装置来解决，该装置包括至少两条导线，其中至少两条导线具有不同的长度，该装置还包括围绕至少两条导线的至少一个电绝缘体，优选地连接在该至少两条导线一端的用于连接电脉冲处理装置的连接接口和位于两条导线上的电绝缘体上的空隙，由此，把与病人皮肤表面的电气连接建立起来，其中在至少两条不同长度的导线中，至少一条较短导线的电阻和导线长度的比值和/或导线的阻抗和导线长度的比值要比至少一条较长导线的大。

由此由外部干扰感应出的人为现象就可以在电脉冲处理装置中过滤掉，因为在不同长度的导线上感应出的人为现象几乎相同。

特别是至少两条具有不同长度的导线大体上具有相同的电阻和/或相同的阻抗。

在附加的设计实例中，至少两条不同长度的导线的电阻和/或阻抗的大小差别要小于10％，尤其是小于1％到5％。

在补充的改型中，至少两条长度不同的导线中的至少一条较短导线比至少一条较长导线具有较小的横截面积。较长导线比较短导线具有合乎比例的较大的横截面积，由此例如长度不同的导线就会具有大致相同的电阻。

有利地，可以使至少两条长度不同的导线中的较短一条比较长一条具有较小的宽度和/或厚度。较长导线比较短导线具有合乎比例的较大的宽度和/或厚度，由此例如长度不同的导线就会具有大致相同的电阻。

在进一步的设计实例中，至少两条长度不同的导线中的较短导线比较长导线具有较小的横截面。较长导线比较短导线具有合乎比例的较大的横截面，由此例如长度不同的导线就会具有大致相同的电阻。

在补充的改型中，两条长度不同的导线由具有相应特性的电阻的不同材料组成。短导线组成材料的电阻率比长导线组成材料的电阻率要大。由此也能达到例如长度不同的导线就会具有大致相同的电阻的要求。

在附加的改型中，在至少一条短导线中引入电阻，也即电气或者电子元件。由此也能达到例如长度不同的导线就会具有大概相同的电阻的要求。

特别导线是由金属或者金属合金组成，如铝、铜、金、银或者锡的合金。

在补充的改型中，导线是由导电良好的塑料，石墨，碳纤维或者金属化的PA组成。

特别，导线是由金属箔或者金属印膏(Metallpaste)制造出来。

在另一个设计实例中把金属印膏进行印刷(drucken)或者丝网漏印(Siebdrucken)。

在附加的改型中，为了达到具有不同横截面积的目的，至少两条长度不同的导线要经过多次印刷或者丝网漏印。由此可以在导线生产的过程中很简单和低成本地获得不同的横截面积。

特别改变导线之间的距离，例如通过使至少一条导线与其它导线之间有一个相对于其它导线彼此之间较大的间距进行排列或者把一条导线弯曲成尤其如蛇形的方法。特别是至少一条导线比其它导线彼此之间存在明显较大的间距。相比于其它用于弱电测量信号传输的导线，该至少一条与其它导线比其它导线之间具有较大距离的导线可以用于其它具有较大电流要求的目的。由此，由该用于较大电流要求的目的的导线产生在其它导线上的干扰可以明显减少。

有利地，至少一条导线至少部分地围绕其它的导线，使得所述至少一条导线尤其在接地时可用于屏蔽其它导线的干扰，尤其是电磁干扰。

在另一个设计实例中，两条导线设计为电容器，尤其是在连接接口范围，特别如下，即把导线的上表面进行相应的调整。例如为了获得足够的电容器电容，把导线设计得更宽一些。

在补充的改型中，至少一条导线设计为线圈，特别两条导线通过电气引脚与电线圈连接在一起，尤其是在连接接口范围。

有利地，由导线形成的电容器和电线圈的共同作用可实现滤波器，特别是实现高通和/或低通滤波器，尤其是截至频率在25Hz以下的低通滤波器，由此可以过滤由例如高频外科仪器产生的人为现象。

在进一步改型中由导线组成的电容器和电线圈组成的滤波器的共同作用实现RFID应答机的天线。

连接接口专门设计为电脉冲无线传输的发送器，连接接口专门包括RFID应答机。

在另一个设计实例中，通过把电极以可拆卸的或不可拆卸的方式固定在至少一个导线上，在至少两条导线的电绝缘体的空隙上借助于至少一条导线就直接或者间接地建立起与病人的皮肤表面的电气连接。

在另一个设计实例中，绝缘体由塑料和/或泡沫物质和/或纺织物质组成，例如聚酯、PE泡沫或者合成机织毛皮，聚酯、特别是PE泡沫可以使装置对病人来说具有较高的穿着舒适度，因为这种材料可以通过发泡从而设计的非常柔软。而且装置的介电常数可以通过材料的选择和材料的结构进行调节。装置可以把需要的击穿强度设计为保持在至少5kV。在对病人使用电震发生器的同时这是必须的。

在补充的设计实例中，该装置包括多层的平带，其带有至少两条设计为导体迹线(Leiterbahn)的导线，以及至少一个第一和第二不导电层作为导体迹线的电绝缘体，其中该至少两条导体迹线设在该第一和第二不导电层之间，而优选地是相互相邻定位的，而其中第一和第二不导电层是如此相互连接的，即，至少两条导体迹线相互绝缘排列而优选地在带上和/或在至少一个第一和第二不导电层上设有导体迹线区域中的空隙，由此建立起与病人皮肤表面的电气连接。

有利地设有第三和/或第四导电层，其中第三和/或第四导电层与第一和第二不导电层相互围绕。由此由病人身体表面导出的且通过导体迹线传输的电脉冲以优化的方式避开了外部干扰，尤其是电磁干扰。为了达到较好的屏蔽目的，第三和/或第四导电层以有利的方式连接在至少一个位置上。

在进一步的改型中第三和/或第四不导电层包括与电网接通的导线。

在补充的改型中，该导线至少分别在第三和/或第四不导电层的一部分上有颜色标记。

特别地，导电电路要固定在连接接口上。

在进一步的改型中，在隔离的导体迹线之间设有穿孔(Perfomation)。由此导体迹线之间相互隔离且能够有利地在病人身体表面的所需导通位置进行定位。该穿孔特别设计为依次排列的长孔。在应用中长孔所起的作用就是使导体迹线在不损害绝缘的情况下的分离成为可能。由此电极的再定位也是可能的。

在补充的设计实例中，该带具有大量折叠部，其中折叠部专门设计为与传导电路成60°到120°角。由此带也可以以手风琴的形式布置。该带可以在折叠的状态下提供给使用者，以至于使用者可以根据病人的大小拉开带。

根据本发明，需要应用上述用于病人身体表面的电脉冲的采集且将其传输到用于制作病人心电图的心电图仪、EIT装置或者脑电双频指数的麻醉监控装置。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施实例进行进一步说明。其中：

图1显示了基于本发明的俯视简图。

图2显示了根据图1的B-B切面示意图。

图3显示了图1中的细节A的放大示意图。

附图标记：

1.带

2.连接接口

3.RFID应答机

4.第一非导电层

5.第二非导电层

6.装置

7.第三导电层

8.第四导电层

9.第五非导电层

10.第六非导电层

11.导体迹线

12.电极

13.穿孔

14.导线

15.绝缘体

具体实施方式

图1显示的是根据本发明的用于采集病人身体表面的电脉冲且将其传输到作为电脉冲处理装置(未显示)的心电图仪的装置6。装置6包括具有连接接口2的多层带1。设有连接接口2用于直接或者通过适配器把电脉冲传输到心电图仪。在进一步的设计实例中连接接口2也可以用作电脉冲无线传输的发射端。特别地连接接口2包括RFID应答机3，通过把装置6中的参数储存到RFID应答机3中，就可以在心电图仪上实现对装置6的自动辨识。病人的参数也可以储存到RFID应答机3中，这要求电脉冲在例如前面的储存在RFID应答机3中的数据中有清晰的顺序。

多层带1设计为具有第一和第二非导电层4，5(图2)，非导电层是由聚酯/特别是PE泡沫构成。第一和第二非导电层4，5也可以由聚丙烯或聚氨酯组成。在第一和第二非导电层4，5之间，五个设计为导体迹线11的导线14彼此相邻排列。第一和第二非导电层4，5设计为绝缘体15。第一和第二非导电层4，5如此相互连接，以使五个导体迹线11之间相互绝缘排列。导体迹线11固定在连接接口2上(图2)。在多层带1和/或非导电层4，5中分别设有空隙，以使每一个导体迹线11都可以跟病人的皮肤接触。导体迹线11大面积地以电极12的形式设置在间隙的范围中。在进一步的设计实例中，导体迹线11可以分别与分开的电极12进行连接(未显示)。

导体迹线11具有不同的长度，因为这样(如图1)，电极12与逻辑接口2从不同的距离连接。导体迹线11还包括在第一和第二非导电层4，5上采用丝网漏印工艺制作的银导体印膏。通过同样模板的多重印刷可以改变导体迹线11的厚度。导体迹线11的厚度如下设计(未显示)，那就是使位于连接接口2和电极12之间的导体迹线11的电阻和/或阻抗大致相等。

在进一步的设计实例中，导体迹线11的横截面积借助于可变的宽度设计如下(未显示)，即，使位于连接接口2和电极12之间的导体迹线11的电阻和/或阻抗大致相等。在补充的设计实例中，具有相应比例的横截面积的导体迹线11安装在由塑料纤维做成的第一非导电层4上，随后安装在第二非导电层5上，而接着第一非导电层4和第二非导电层5通过热箔片连接。

由于外部干扰源，例如高频外科仪器或者移动电话，在导体迹线11上可以产生感应电流，下面称其为人为现象。由于各个导体迹线11具有大致相等的电阻和/或阻抗，在各个导体迹线11上的人为现象大小大致相等。例如通过载入到心电图仪中的算法可以毫无问题地使人为现象完全或者几乎完全过滤成为可能。由此，即使在有外部干扰源的情况下也可以安全和可靠地进行医学评定和测量信号的分析，如EKG测量，因为心电图仪可以过滤掉感应出的人为现象。

由于具有好的结构，装置6可以简单和廉价地进行生产，并在医院里的病人中进行一次性的应用。由此在该种结构装置6中也可以在没有干扰源的负面影响下进行EEG、EKG和EIT测量。

在未显示出的进一步的设计实例中，连接接口2上面的导体迹线11可以设计成线圈，或者设计成至少一个导体迹线11与线圈连接。借助于贯穿接触孔(Durchkontaktierungloch)，即所谓的“Vias”，两条由丝网漏印工艺制作的导体迹线11与线圈之间的电气连接就可以实现。在丝网漏印工艺中，银导泥也要塞入贯穿接触孔，由此构成至少两个导体迹线11之间的电气连接。而且至少两个导体迹线11可以设计成电容器。电容器的电容可以通过导体迹线11的相应设计的宽度和/或长度进行调整。电容器可以与线圈连接在一起而形成电气谐振电路。特别是该电气谐振电路用作滤波器以选择性地过滤电脉冲，例如作为截止频率在25kHz以下的低通滤波器。

在一个未显示的实施形式中，可以在第一和/或第二非导电层4，5中集成有条形码，尤其是在连接接口2的区域中。这使得装置6可被清楚地识别，而简化了后勤工作。

图2显示了多层平带1的结构。围绕第一和第二非导电层4，5设有第三和第四导电层7，8，第三和第四导电层7，8优选地包括与电网接通的导线。该导线可以设计有彩色的标记而由此各个导体迹线11的单个电极12的分配就可以简化了，该分配对应于病人身体表面的电脉冲的导线位置。由于第三和第四导电层7，8，由病人身体表面导出的且通过导体迹线传输的电脉冲以有利的方式避开了外部干扰，尤其是电磁干扰。第三和/或第四不导电层以优化的方式连接在至少一个位置以达到较好的屏蔽目的，且共同接地。

如图2所示，带1的外表面由作为另一绝缘体15的第五和第六非导电层9，10构成。在带1的外部第五和第六非导电层9，10上，在电极12范围中设有用于把电极12与皮肤表面相粘连的粘连元件(未显示)。非导电层4，5，9和10优选地基于其厚度设计成可保证了5千伏范围内的过压保护。

图3显示了绝缘的导体迹线11之间的穿孔。该穿孔可以确保导体迹线11一部分相互分离，且能相应于所需的引导位置而在病人身体表面进行定位。穿孔13特别设计为位于隔离的导体迹线11之间的长孔。由此使导体迹线在不损害绝缘的情况下的分离成为可能，并因此使电极12的再定位成为可能。在未显示的设计实例中，带1具有大量设计为与导体迹线11成直角的折叠部。这些折叠部使带子可以以手风琴的形式布置。该带可以在折叠的状态下提供给使用者。使用者可以根据病人的大小拉开带，由此电极12安装在病人皮肤表面上的精确定义的解剖位置。

总的来看，图1到图3所示的基于本发明的装置6的设计方案提供了与电极12集成在一起的EEG、EKG和EIT电缆，这简化了临床过程，由于优化的生产成本，其只在每个病人上应用一次，因此可以在从急诊区经OP直到特别护理病房的医护区域中陪伴病人，而由干扰源感应出的人为现象可以在心电图仪中毫无问题的滤掉，从而可以安全和可靠地对测量信号进行医疗分析。

Claims (24)

1.一种用于采集病人身体表面的电脉冲且将其传输到电脉冲处理装置上的装置，其包括：

-至少两条电导线(7，8，11，14)，其中的至少两条电导线(11，14)具有不同的长度，其中，在所述至少两条长度不同的导线(11，14)中，至少一条较短导线(11，14)的导线(11，14)电阻与长度的比值和/或导线(11，14)阻抗与长度的比值要比至少一条较长导线(11，14)的大，

-用于连接电脉冲处理装置的连接接口(2)，

-包围所述至少两条电导线(7，8，11，14)的至少一个电绝缘体(4，5，9，10，15)，

-位于所述至少两条导线(11，14)的电绝缘体(4，5，9，10，15)中的空隙，使得可以建立与病人皮肤表面的电气连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两条长度不同的导线(11，14)具有基本上相同的电阻和/或基本上相同的阻抗。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少两条长度不同的导线(11，14)的电阻和/或阻抗的差别小于10％，尤其是小于1％到5％。

4.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述至少两条长度不同的导线(11，14)中，至少一条较短导线(11，14)比至少一条较长导线(11，14)具有较小的横截面积。

5.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述至少两条长度不同的导线(11，14)中，至少一条较短导线(11，14)比至少一条较长导线(11，14)具有较小的宽度和/或厚度。

6.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述至少两条长度不同的导线(11，14)中，至少一条较短导线(11，14)比至少一条较长导线(11，14)具有较小的横截面。

7.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述至少两条导线(7，8，11，14)由金属或者金属合金组成，如铝、铜、金、银或者锡的合金。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少两条导线(7，8，11，14)由金属箔或者金属印膏制造。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，把金属印膏进行印刷或者丝网漏印。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少两条长度不同的导线(7，8，11，14)经过多次印刷或者丝网漏印，以获得不同的横截面积。

11.根据上述权利要求1到6中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述至少两条导线(7，8，11，14)由可导电的塑料、石墨、碳纤维或者金属化PA组成。

12.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述至少两条导线(7，8，11，14)之间的间距不同，这通过例如把至少一条导线(7，8，11，14)设置成与其它导线(7，8，11，14)之间存在有相对于其它导线彼此之间间距的较大的间距来实现，或者通过把一条导线(7，8，11，14)弯曲成尤其如蛇形的方法来实现。

13.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述至少两条导线(7，8，11，14)设计为电容器，尤其是在所述连接接口(2)范围中，优选地把导线(7，8，11，14)的上表面做相应的调整。

14.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，导线(7，8，11，14)设计为线圈，优选地两条导线(7，8，11，14)通过电触头与电线圈连接，尤其是在所述连接接口(2)范围中。

15.根据权利要求13和14所述的装置，其特征在于，由两条导线(7，8，11，14)形成的电容器和电线圈的共同作用来实现滤波器，尤其是截至频率在25kHz以下的低通滤波器。

16.根据权利要求13和14和/或15所述的装置，其特征在于，由所述导线(7，8，11，14)形成的电容器和电线圈的共同作用来实现RFID应答机的天线。

17.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述连接接口(2)设计为用于无线传输电脉冲的发送器，尤其是所述连接接口(2)包括RFID应答机(3)。

18.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述至少两条导线(7，8，11，14)的电绝缘体(4，5，9，10，15)的空隙上，借助于至少一条导线(11，14)可直接或者间接地建立起与病人的皮肤表面的电气连接，这通过把电极(12)以可拆卸的或不可拆卸的方式固定在所述至少一条导线(11，14)上来实现。

19.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述绝缘体(4，5，9，10，15)由塑料和/或泡沫物质和/或纺织物质组成，例如，由聚酯、PE泡沫或者合成机织毛皮组成。

20.根据上述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，该装置包括多层平带(1)，所述多层平带(1)带有至少两条设计为导体迹线(11)的导线(14)和作为用于所述导体迹线(11)电绝缘体(15)的至少一个第一和第二不导电层(4，5)，其中，所述至少两条导体迹线(11)设在所述第一和第二不导电层(4，5)之间，且优选地相邻定位，而其中所述第一和第二不导电层(4，5)是如此相互连接的，即，所述至少两条导体迹线(11)相互绝缘地设置，而尤其是在所述带(1)中和/或在所述至少一个第一和第二不导电层(4，5)中，在所述导体迹线(11)区域中设有空隙，使得可建立起与病人皮肤表面的电气连接。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，设有第三和/或第四导电层(7，8)；其中该第三和/或第四导电层(7，8)分别包围所述第一和第二不导电层(4，5)。

22.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，在所述绝缘的导体迹线(11)之间设有尤其设计为长孔的至少一个穿孔(13)。

23.根据权利要求20到22中任一项所述的装置，其特征在于，所述带(1)具有大量折叠部，其中该折叠部优选地设计为与所述导体迹线(11)成60°到120°角。

24.一种根据上述权利要求中一项或多项所述的装置的用途，其用于把病人身体表面的电脉冲传输到用于制作病人心电图的心电图仪上、EIT装置上或者脑电双频指数的麻醉监控装置上。

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