CN102959645A - 低噪声ecg电缆和电组件 - Google Patents

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Abstract

一种心电图法（ECG）电缆，包括：多个绝缘的导体；一个导电的屏蔽物，包围所述多个绝缘的导体；以及一个绝缘护套，包围所述多个绝缘的导体和所述导电的屏蔽物。而且，所述多个绝缘的导体中的每个绝缘的导体都包括一个低噪声覆层，且所述多个绝缘的导体通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的半导电的壁被紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦。

Description

低噪声ECG电缆和电组件
背景技术
心电图法（electrocardiography）（ECG）是通过电极来检测人类心脏的电活动的手段。这些电极被附接到皮肤，且它们的信号经由束缚成干线电缆（trunk cable）的引线而中继到ECG机。所述引线是由被绝缘体（其可以是聚丙烯）包围的导体（通常是镀锡铜（tinned copper））制成的。然后所述引线被聚拢在一起成为干线，然后为该干线设置屏蔽物（通常是由螺旋缠绕或编织的镀锡铜制成的）以及包围的绝缘护套（其可以是聚丙烯的）。为了使该电缆柔韧，且为了避免屏蔽物与引线之间的任何接触损坏，所述引线通常被松弛地拘束。
所述电极接收到的信号非常微弱，通常在毫伏范围内，因此使噪声最小化是至关重要的。所述屏蔽物防止了外部的电磁干扰，但内部的摩擦电噪声（triboelectric noise）仍然是一个问题。由于患者的呼吸，所述电缆通常有移动，而现有设计难以使由这些松弛束缚的引线的摩擦引起的摩擦电荷（triboelectric charge）的累积最小化。如果此电荷累积到电弧点以上的水平，则它会迅速放电并产生感生电信号，该感生电信号会表现为所述导体中的干扰噪声。
所述屏蔽物在此设计中是有帮助的，因为它允许去除由绝缘的电线在一起摩擦引起的摩擦电荷。期望的是紧紧束缚这些电线以限制它们的移动并减少摩擦电噪声，但紧的聚合物包封会阻止所产生的任何摩擦电荷到达能去除摩擦电荷的所述屏蔽物。这会恶化摩擦电噪声的效应。
发明内容
下面的实施方案及其各方面是与旨在示范和举例而非对范围进行限制的系统、工具和方法结合起来描述和例示的。在多种实施方案中，上述问题中的一个或多个已被减轻或消除，而其他实施方案针对的是其他改进。
在第一分立的方面，本发明可以采取心电图法（ECG）电缆的形式，包括：多个绝缘的导体（insulated conductors）；一个导电的屏蔽物（conductive shield），包围所述多个绝缘的导体；以及，一个绝缘护套（insulating jacket），包围所述多个绝缘的导体和所述导电的屏蔽物。而且，所述多个绝缘的导体中的每个绝缘的导体都包括一个低噪声覆层，且所述多个绝缘的导体通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的半导电壁被紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦，且防止对所述低噪声覆层和导体绝缘的损坏。
在第二分立的方面，本发明可以采取医用电缆组件的形式，包括：多个绝缘的导体；以及，一个导电的屏蔽物，包围所述多个绝缘的导体。而且，所述多个绝缘的导体中的每个绝缘的导体都包括一个低噪声覆层，且所述多个绝缘的导体通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的半导电壁被紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦，且防止对所述低噪声覆层和导体绝缘的损坏。
在第三分立的方面，本发明可以采取心电图法（ECG）组件的形式，具有多个电极，每个电极都电连接到一个绝缘的电导体。多个绝缘的导体以与所述电极贴近的方式聚集在一起，以形成一个干线电缆，而一个导电的屏蔽物包围所述多个绝缘的导体的所述干线电缆部分。而且，一个绝缘护套包围所述多个绝缘的导体的所述干线电缆部分和所述导电的屏蔽物。最后，所述多个绝缘的导体的所述干线电缆部分中的每个干线电缆部分都包括一个低噪声外部覆层，且所述干线电缆部分通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的低摩擦半导电壁被共同紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦，且防止对所述低噪声覆层和导体绝缘的损坏。
除了上述的示例方面和实施方案以外，可以通过参考附图和研究下面的具体实施方式来了解进一步的方面和实施方案。
附图说明
附图中例示了示例性实施方案。此处公开的实施方案和附图旨在被认为是说明性而非限制性的。
图1是根据本发明的五导体ECG电缆的一个优选实施方案的横截面视图。
图2是根据本发明的一个六导体ECG电缆的横截面视图。
图3是根据本发明的一个十导体ECG电缆的横截面视图。
具体实施方式
在一个优选实施方案中，本发明采取ECG干线电缆8的形式，其中一组引线10围绕中心圆形填充物18被包封在一起。参照图1，引线10包括铜导体12，铜导体12被聚丙烯绝缘体14包围。该聚丙烯绝缘体进而被低噪声覆壁（coating wall）16包覆。引线10被半导电包封20紧紧束缚在一起，半导体包封20是由半导电PTFE带（tape）制成的。该半导电包封被导电的屏蔽物22包围，导电的屏蔽物22是由编织的镀锡铜（braided tinned copper）制成的。然后整个电缆被聚丙烯绝缘护套24包围。参照图2，填充物18可以被做得更大以容纳多于五根的引线10，或被做得更小以容纳更少的引线；常见的引线数目为三根、五根、六根或十根。图3示出了一个十引线电缆，其中使用了两个填充物18，且该电缆具有略微椭圆的横截面形状。在给定引线数目的情况下，用填充物使该电缆的横截面呈圆形，因为这样是实用的。使用编织机（braiding machine）来组装引线10和填充物18，这是本领域技术人员熟知的。
用于所述引线的镀锡铜导体是26号线（26gauge wire）。低噪声半导电壁16需要是半导电且光滑的，以防止由绝缘体的摩擦引起摩擦电噪声。壁16为约3-5微米厚。在一个优选实施方案中，壁16是根据美国专利6,218,624的教导形成的，该美国专利以引用方式纳入本文，如同在本文中完整阐述一样。在所教导的方法中，层16被形成为导电清漆层，所述导电清漆层是通过使一个绝缘电线穿过热塑性合成树脂中的银颗粒悬浮液浴（bath）而由热塑性合成树脂中的银颗粒悬浮液形成的。在一个替代的优选实施方案中，通过指定尺寸和所要求的表面电阻率，可以从Winfox Cable Solutions（http://www.winfox.com.tw/）获得表面电阻率为1000欧姆/平方面（ohms/square）积的低噪声导线10，所述表面电阻率是通过用填充有碳的溶液（carbon filledsolution）包覆绝缘引线而形成的。
在一个替代的优选实施方案中，低噪声层16是通过挤压形成的。在此实施方案中，处于聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯形式的碳颗粒的混合物被挤到绝缘层14上。
出于本申请的目的，具有小于109欧姆/平方面积的表面电阻率的任何绝缘引线都是“低噪声覆层”。然而，通常期望低噪声覆层具有小于106欧姆/平方面积的表面电阻率。
在PTFE壁20中使用的半导电PTFE带是通过将PTFE与碳混合从而使得该PTFE带具有半导电性来生产的。壁20为0.003英寸厚。与镀锡铜屏蔽物22不同，该PTFE带是光滑的，且能紧紧束缚引线10而不损坏它们。该PTFE带可以按照美国专利7,481,952B2（2009年1月27日公告）中描述的方法来生产，该美国专利以引用方式纳入本文，如同在本文中完整阐述一样。在一个优选实施方案中，PTFE带以每圈1/2交叠的节距（pitch）或层来缠绕，以使得壁20的厚度是用来制造它的带的厚度的两倍。
半导电PTFE壁20和低噪声壁16帮助减少存在于没有这些元件的ECG电缆中的摩擦电噪声，该摩擦电噪声的起因是由患者造成的移动导致的引线摩擦。低噪声壁16是半导电的，从而降低和去除摩擦电荷。光滑的半导电PTFE壁20围绕引线10紧紧包封，从而为专用的导电壁16提供对抗屏蔽物22的保护，且提供一个额外的半导体以去除摩擦电荷。此外，PTFE壁20用于限制引线8的移动，由此减少由摩擦引起的摩擦电噪声，但却通过提供光滑的、低摩擦的滑动层（slip-layer）来允许电缆8柔韧。PTFE的有利的低摩擦性质也避免了PTFE 20自身对壁16的损坏。
虽然上文已经讨论了多个示例性方面和实施方案，但本领域技术人员会认识到这些实施方案的某些修改、排列、附加和子组合。因此，下面所附的权利要求和此后引入的权利要求旨在被解释为将所有这样的修改、排列、附加和子组合包括在它们真实的原理和范围内。

Claims (20)

1.一种心电图法（ECG）电缆，包括：
(a)多个绝缘的导体；
(b)一个导电的屏蔽物，包围所述多个绝缘的导体；
(c)一个绝缘护套，包围所述多个绝缘的导体和所述导电的屏蔽物；以及
(d)其中所述多个绝缘的导体中的每个绝缘的导体都包括一个低噪声外部覆层，且所述多个绝缘的导体通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的半导电低摩擦壁被共同紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦。
2.根据权利要求1所述的ECG电缆，其中所述低噪声覆层是通过如下方式形成的导电清漆：使一个绝缘的导体穿过银颗粒浴，所述银颗粒悬浮在熔融的热塑性合成树脂中。
3.根据权利要求1所述的ECG电缆，其中所述低噪声覆层具有小于106/平方面积的表面电阻率。
4.根据权利要求1所述的ECG电缆，其中所述低噪声覆层具有小于104欧姆/平方面积的表面电阻率。
5.根据权利要求1所述的ECG电缆，其中所述半导电壁是由导电聚四氟乙烯（PTFE）制成的。
6.根据权利要求1所述的ECG电缆，其中所述半导电壁是通过用导电PTFE带将所述多个绝缘的导体包封在一起而形成的。
7.根据权利要求1所述的ECG电缆，其中所述多个绝缘的导体是围绕一个或多个中心填充物而间隔开的。
8.根据权利要求6所述的ECG电缆，其中所述填充物是由尼龙纤维构成的。
9.一种医用电缆组件，包括的结构具有：
(a)多个绝缘的导体；
(b)一个导电的屏蔽物，包围所述多个绝缘的导体；
(c)其中所述多个绝缘的导体中的每个绝缘的导体都进一步包括一个低噪声外部覆层，且所述多个绝缘的导体通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的低摩擦半导电壁被共同紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦。
10.根据权利要求9所述的医用电缆组件，其中所述低噪声覆层具有小于106/平方面积的表面电阻率。
11.根据权利要求9所述的医用电缆组件，其中所述低噪声覆层具有小于104/平方面积的表面电阻率。
12.根据权利要求9所述的医用电缆组件，进一步包括一个绝缘护套，所述绝缘护套包围所述屏蔽物。
13.根据权利要求9所述的医用电缆组件，进一步包括至少一个如段落(a)、(b)和(c)中记载的额外结构。
14.根据权利要求9所述的医用电缆组件，进一步包括一个绝缘护套，所述绝缘护套包围多个所述屏蔽物。
15.根据权利要求9所述的医用电缆组件，其中所述低噪声层是通过如下方式形成的导电清漆：使一个绝缘的导体穿过银颗粒浴，所述银颗粒悬浮在熔融的热塑性合成树脂中。
16.根据权利要求9所述的医用电缆组件，其中所述半导电壁是由导电聚四氟乙烯（PTFE）制成的。
17.根据权利要求9所述的医用电缆组件，其中所述半导电壁是通过用导电PTFE带将所述多个绝缘的导体包封在一起而形成的。
18.根据权利要求9所述的医用电缆组件，进一步是处置耳朵、鼻子的和喉咙的电缆。
19.一种心电图法（ECG）组件，包括：
(a)多个电极，每个电极都电连接到一个绝缘的电导体；
(b)多个绝缘的导体以与所述电极贴近的方式聚集在一起，以形成一个干线电缆；
(c)一个导电的屏蔽物，包围所述多个绝缘的导体的所述干线电缆部分；
(d)一个绝缘护套，包围所述多个绝缘的导体的所述干线电缆部分和所述导电的屏蔽物；以及
(e)其中所述多个绝缘的导体的所述干线电缆部分中的每个干线电缆部分都进一步包括一个低噪声外部覆层，且所述多个绝缘的导体通过置于所述多个绝缘的导体与所述屏蔽物之间的低摩擦半导电壁被共同紧紧束缚在一起，由此减少能产生摩擦电效应的摩擦。
20.根据权利要求19所述的心电图法组件，其中所述干线电缆进一步包括一个连接器，所述连接器适于将所述组件连接到ECG信号处理及显示装置。
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