CN103561644A

CN103561644A - 用于肌电图测量的电极装置

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Publication number: CN103561644A
Application number: CN201180070794.3A
Authority: CN
Inventors: 汉斯-乌尔里希·汉斯曼; 马库斯·埃格尔; 托马斯·克吕格尔; 洛伦茨·卡尔
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draeger Medical GmbH
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2031-11-14
Also published as: DE102011101580B4; EP2706910A1; US20140180029A1; WO2012155938A1; DE102011101580A1; CN103561644B

Abstract

本发明涉及一种用于对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的传感器设备，该传感器设备包括至少两个记录电极以及接地电极。电极具有包括至少一个穿孔的共同的载体层，载体层能够在该穿孔处分离。在载体层在穿孔处分离之后，每个电极单独地位于载体层的被分离的子件上。此外，传感器装置具有至少一个被屏蔽的线缆，该线缆的一个端部与电极中的一个连接并且该线缆的另一端部与接触元件连接。接触元件能够借助于连接元件与评估单元连接，使得能够将信号传输给评估单元。

Description

用于肌电图测量的电极装置

技术领域

本发明涉及一种用于对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的传感器设备，该传感器设备包括至少两个记录电极以及接地电极。本发明还涉及应用这种传感器设备的一种方法以及一种系统。

背景技术

在现代医疗中为了对肌肉疾病和肌肉紊乱进行电诊断尤其使用了肌电图法。在该方法中，对能够以测量方式检测的信号进行记录，其中其为肌肉中的电势波动，该电势波动反映肌肉活性。在进行肌电图检查期间，测量静止的和收缩的肌肉中的电活性并且接下来与正常值进行比较。为此，静止的肌肉在测量之后被刺激，以便达到肌肉收缩，同样检测该肌肉收缩的所得出的电活性。肌电图的方法包括对肌电图（EMG）中的肌电位进行记录、评估和绘制。

肌电位的记录经由一个或多个电机进行。例如应用刺入要检查的肌肉中的针式电极。针式电极能够逐点地定位并且尤其检测各个肌肉纤维的肌电位。其他形式的电极形成表面电极，利用该表面电极尤其能够检测肌肉组的肌电位。为了记录肌电位，简单地将表面电极粘贴到病人的、在要检查的肌肉之上的皮肤上。借助于表面电极检测的EMG在医疗中也已知为SEMG（表面肌电图）。

SEMG信号起源于由于神经突所得出的肌肉纤维电活性，所述肌肉纤维是运动机能单元的组成部分作为用于描述肌肉收缩的神经突控制的最小的功能单元。运动机能单元的另一组成部分是运动神经元。如果运动神经元变得活跃，那么在运动神经元的神经终板和所属的肌肉纤维之间的突触间隙中的神经传递素、例如乙酰胆碱排空，该神经传递素引起肌肉纤维的局部的退极化。如此形成的活动电位沿着肌肉纤维在两个方向上传播，并且引起肌肉纤维收缩。然后，多个肌肉纤维的时空的活化能够借助于表面电极作为电信号在皮肤上被证实。

对于肌电图而言，除了对肌肉疾病和肌肉紊乱进行诊断之外也存在多种其他的应用可行性，例如为确定神经中的神经传导速度（也已知为神经电图）、运动员在物理疗法或生物力学中对在肌肉训练时的生物反馈进行确定或者对运动进行优化以及控制假肢。

但是，肌电图也越来越多地用于控制呼吸机。最重要的、起吸气作用的呼吸肌的、胸膈的EMG用作为用于控制的基础，其或者借助于针式电极或食道探针但是或者借助于表面电极来检测。针式电极当然具有下述缺点：能够将刺入评估为伴随相应所属风险的到人体中的侵袭操作，对于该风险特定的医学了解是必需的。相同的内容也适用于施放食道探针。此外，刺入针式电极和施放食道探针为病人的相应附加的紧张负担。

相反，表面电极的应用尤其具有下述优点：通过非侵袭应用而能够避免病人的风险和附加的紧张因素。此外，应用表面电极在医学领域中是普遍已知的，因为这种表面电极例如用于记录心电图（EKG），在该心电图中绘制全部心肌纤维的电活性的总和。EKG记录属于临床应用并且极其频繁地被执行。

为了记录SEMG通常将各表面电极作为记录电极定位在病人身体上并且然后粘贴到病人皮肤上。在此，表面电极中的一个通常作为接地电极或者基础电极以用于将病人接地以及用于降低SEMG中的人为伤害并且用于实现电学定义的记录条件。接下来，表面电极分别经由各电线缆与评估单元连接。各个表面电极的操作还有表面电极与相应的电线缆进而与各记录位置的关联在表面电极定位之后构成，但是在没有指导的情况下通常是困难的。

因此从现有技术中已知下述传感器设备，其简化表面电极的操作以及简化将其与所属的记录位置的关联。因为，例如参考文献DE69230191T2描述一种多次使用电极带，该多次使用电极带为了确定地定位多个表面电极而配置用于记录生物电信号。带具有多个下述表面电极：该表面电极经被折叠的、多通道的导线带彼此连接，使得匹配于病人的身体结构是可行的。

然而该带的缺点是：表面电极依次布置在带上。因此，表面电极总是能够仅仅在病人身体上定位在由折叠的导线所预设的线上。因此，偏离于该线仅在受限制的范围内是可行的，使得定位部分地是困难且耗费的。这种效果越强，折叠的导线带由于病人身体结构就必须伸展的越大。此外，折叠的导线带与常规的线缆相比更宽，这在将折叠的导线带放置在病人身体上时能够增强地引起皮肤刺激。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于对肌肉信号进行肌电图记录的传感器设备，能够简单地操作该传感器设备，利用该传感器设备能够将表面电极多样地定位在身体上并且病人仅轻微地受到妨碍。本发明的另一目的是，提供一种方法和一种系统，其中应用这种传感器设备。

本发明的目的通过具有独立权利要求1的特征的传感器设备来实现。从从属权利要求2至12中得出传感器设备的有利的改进方案。此外，该目的通过具有独立权利要求13的特征的方法来实现。从从属权利要求14中得出方法的有利的改进方案。此外，该目的通过具有独立权利要求15的特征的系统来实现。

本发明提出一种用于对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的传感器设备，该传感器设备包括至少两个记录电极以及接地电极。电极具有共同的载体层，该载体层包括至少一个穿孔，载体层能够在该穿孔处分离。在载体层在穿孔处分离之后，每个电极单独地位于载体层的被分离的子件上。此外，传感器装置具有至少一个被屏蔽的线缆，该线缆的一个端部与电极中的一个连接并且该线缆的另一端部与接触元件连接。接触元件能够借助于连接元件与评估单元连接，使得能够将信号传输给评估单元。

本发明的意义上的活体能够为人体或者动物体。

通过将电极布置在共同的载体层上为传感器设备的应用者同时提供需要用于记录SEMG的全部电极。然后，在穿孔处能够将载体层分离，使得通过分离形成依次分开的单独电极，该单独电极无需位置限制地根据需要而能够定位在病人身体上。此外，电极已经经由至少一个线缆与接触元件连接，使得仅还必须建立接触单元与评估单元的连接。因此，也取消将各线缆固定在电极上。此外，线缆仅具有小的直径，使得在放置线缆时在将传感器设备施加到其身体上之后不妨碍病人或者仅轻微地妨碍病人。

在一个设计方案中，传感器设备具有至少一个机械传感器，该机械传感器设计成，使得其能够记录活体的至少一个几何变化。

人体的几何变化例如在病人呼吸时通过其胸腔上升和下降产生。因此，传感器记录病人皮肤的机械变化，该机械变化周期地通过呼吸期间的胸廓和腹部的几何变化来触发。因为SEMG信号和机械传感器的信号处于几μV的范围内进而极其小，该SEMG信号和机械传感器的信号能够容易地通过其他信号，例如通过外部的电磁场来叠加并且影响进而受人工破坏。由于内部的干扰信号、例如用于在胸廓上进行SEMG记录时的心肌信号所引起的两个信号的影响也是可行的。然而也已知为“串扰”的干扰信号能够引起SEMG中的人工破坏，该干扰信号使得评估变难或者可能甚至是不可行的。传感器装置与机械传感器的组合现在具有下述优点：能够更好地识别且抑制这种人工破坏。此外，该组合提供关于呼吸肌组织的状态的附加的信息，例如疲劳程度或效率。此外，利用该组合在吸气和呼气这两个呼吸阶段进行可靠的识别是可行的。

传感器设备的一个改进方案的特征在于，机械传感器布置在两个记录电极之间。

将传感器布置在两个记录电极之间具有下述优点，即取消通常应用在临床医学中的呼吸皮带，该呼吸皮带记录并测量长度变化进而也识别通过呼吸引起的活体的几何变化。这不仅与病人在整个监控时间期间更大的运动自由度联系在一起而且与阻止由于放置在病人皮肤上的皮带引起的皮肤刺激联系在一起。此外，对于医护人员来说取消了耗费地放置呼吸皮带，该呼吸皮带通常与病人的位置运动联系在一起。

在传感器设备的一个实施方案中，将机械传感器设计为伸缩传感器（Dehnungssensor）。在传感器设备的另一实施方案中，将机械传感器设计为压电元件。

这两个实施方案尤其适合于测量由于呼吸所引起的活体的极其小的几何变化，使得当出现呼吸困难时能够及早地识别，其中胸廓和腹部不再完全地上升和/或下降。

在传感器设备的一个设计方案中，每个电极单独地借助于被屏蔽的线缆与接触元件连接。在传感器设备的另一实施方案中，将线缆从一个电极引导至下一电极。在此，线缆与每个电极连接并且构成为多芯的线缆。

在这两个设计方案中，不再需要将各个传感器与其相应的记录位置相关联，因为线缆已经集成到传感器设备中。因此，安全有效地避免线缆在安装到各个电极时的混淆。此外，也取消在粘贴电极之后的电极病人粘贴面的机械负荷，该机械负荷通常在将各个电极与单独的线缆后续的连接时出现。此外，有效地防止各个线缆的打结或交织。

传感器设备的一个改进方案的特征在于，线缆布设成，使得在载体层在穿孔处分离之后能够释放附加长度的该线缆。

附加长度的线缆的释放实现将传感器装置多样地匹配于病人的不同的身体结构。因此，根据病人的身体大小和身体结构应用传感器装置是可行的。因此，传感器装置适合于儿童和高或矮的成年人。

在传感器设备的一个实施方案中，线缆蜿蜒形地布线。

根据该实施方案，在将传感器装置匹配于病人的不同的身体结构时为了最大可行的变化提供更长的线缆长度，而没有由此损害传感器装置的紧凑的结构。

在传感器设备的一个设计方案中，在载体层的上侧上布置有至少一个图示。在传感器设备的一个改进方案中，图示绘制电极在活体上的定位和/或电极与记录位置之间的关联。

因为临床应用中的SEMG记录不是像例如EKG记录这样的标准检查方法，图示所以使得电极在病人身体上的定位还有电极与记录位置的关联变容易并将其简化。利用表面电极在病人的直接在要检查的肌肉之上的身体上的准确的定位能够更好地检测SEMG信号，进而能够至少部分地抑制在SEMG中表现为人工破坏的干扰信号。电极与记录位置的正确的关联又是正确地评估和解释作为用于确定诊断的基础的SEMG的前提以用于治疗病人。

传感器设备的一个设计方案的特征在于，接触元件布置在该电极中的一个之上、尤其布置在接地电极之上。

利用该布置实现传感器装置的更紧凑的结构。此外，病人不附加地加载另外的粘贴面。在此，接触元件布置在接地电极的远离病人指向的且与接地电极的粘贴面相对置的一侧上。

在传感器设备的一个改进方案中，电极以颜色来标记。

电极的以颜色来标记实现将电极与各个记录位置的安全、可靠和快速的关联并且可靠地防止位置混淆。

此外，本发明提出一种用于利用至少两个记录电极以及接地电极对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的方法。在该方法中，全部电极共同地布置在载体层上，并且载体层在至少一个穿孔处分离，使得每个电极在分离之后单独地位于载体层的被分离的子件上。此外，在该方法中，被屏蔽的线缆的一个端部与电极中的一个连接并且被屏蔽的线缆的另一端部与接触元件连接，并且接触元件借助于连接元件与评估单元连接，使得能够将信号传输给评估单元。

在该方法的一个设计方案中，在载体层在穿孔处分离之后释放附加长度的线缆。

此外，本发明提出一种用于对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的系统，该系统包括上面描述的传感器设备以及评估单元，该传感器设备与该评估单元连接。

本发明的传感器装置实现将表面电极准确地定位在病人身体上以用于记录SEMG。此外，利用该传感器装置极其简单地建立表面电极与相应的记录位置的关联，使得完全有效地避免位置的混淆。传感器装置的应用能够在没有进一步了解的情况下经由评估单元来进行，因为不是必须建立各个电连接。因此，也防止各个线缆彼此间的打结和交织。

附图说明

也根据下面在参考附图的情况下描述的实施例使得本发明的之前所提出的和另外的优点、特殊性和有利的改进方案变得显而易见。

附图示出：

图1是表面电极；

图2a是横贯第一传感器装置的截面A-A；

图2b是横贯第二传感器装置的截面B-B；

图3a是具有布线的第一传感器装置的载体层的上侧；

图3b是具有布线的第二传感器装置的载体层的上侧；

图4a是第一传感器装置的载体层的上侧上的图示；

图4b是第二传感器装置的载体层的上侧上的图示；

图5a是具有布线和图示的第一传感器装置的载体层的上侧；

图5b是具有布线和图示的第二传感器装置的载体层的上侧；

图6a是两个电极之间的作为机械传感器的伸缩传感器；和

图6b是两个电极之间的作为机械传感器的压电传感器。

具体实施方式

为了记录SEMG，使用表面电极以用于测量病人皮肤上的SEMG信号。在此，例如使用从现有技术中已知的银-氯化银凝胶电极。这种表面电极是容易且到处可得的，因为其例如也用于EKG记录。

图1示意地示出下面也简称做电极101的表面电极101的实例。电极101具有载体层102，在该载体层的下侧上施加有粘贴面103。利用该粘贴面103能够将电极101粘贴到病人皮肤上，使得电极101在信号记录期间不能够滑动。

载体层102例如由无纺布、海绵或者膜构成。对于粘贴面103存在不同的实施方案可行性。当仅通过粘贴面103少量地覆盖皮肤表面是可行的或者优选的时，例如能够为粘贴面103设有将近2cm²的较小的面积。然而为此，必须应用强粘附的粘贴剂，该粘贴剂可能引起皮肤刺激。如果相反较大地覆盖皮肤表面是可行的或者优选的，那么较弱粘附的粘贴剂提供更好的相容性。此外，能够因此更好地避免电极101和病人皮肤之间的移动人工破坏。

此外，电极101具有记录元件104，经由该记录元件实现信号记录。在记录元件104的下侧上存在传导凝胶105，该传导凝胶确保记录元件104到病人皮肤的良好接触并且将信号从病人皮肤转发至记录元件104。可替选地，粘贴面103设计为传导的粘贴面，使得不需要传导凝胶105。对于两种形式的电极101适用的是，传导面应具有近似0.1cm²和3cm²之间的大小。优选地，该面应具有低于1cm²的大小。

在安置和运输电极101期间，通过保护层106、例如由纸或膜制成的保护层来保护粘贴面103和传导凝胶105，该保护层能够在应用电极101之前简单地揭去。

在记录元件104之上布置有接触件107，经由该接触件能够建立到评估单元的电连接。为此，应用通常被屏蔽的电线缆，该电线缆例如能够借助于按钮、夹子或者夹爪与接触件107连接。电连接部与接触件107的固定的连接同样是可行的。

电极101的上面描述的普通结构是全部下面描述的电极的结构的特征。

在图2a中示意地示出横贯第一传感器装置201的截面A-A的实例。传感器装置201包括用于电极E1和E3的共同的载体层202，其中该电极为用于记录SEMG的记录电极。同样地，在载体层202中将电极G构成为接地电极或基本电极。在传感器装置201中，电极E1，E3和G的传导的电极面分别具有近似1cm²的面积并且电极E1，E3和G的粘贴面分别具有近似8cm²的面积。这普遍也适用于全部在下面描述的电极。

在电极G之上布置有接触元件203，该接触元件例如粘贴到电极G上并且电极G与该接触元件直接地电连接并且电极E1和E3分别经由线缆204与该接触元件电连接。在此，线缆204与电极E1和E3还有与接触元件203固定地连接。但是也能够提出，线缆204经由可松开的接触件与电极E1和E3以及与接触元件203连接。能够分别将一个或多个没有示出的粘贴面安装到线缆204上，线缆204能够利用该粘贴面固定在病人皮肤上。允许使用在医疗领域中的商用的被屏蔽的电线缆能够用作为线缆204。

因此，与电极E1，E3和G的全部电连接汇集在接触元件203中，使得仅还必须建立接触元件203与评估单元的电连接。这例如能够经由被屏蔽的电线缆或者还有经过插接连接来进行。因此，利用将全部电连接汇集在接触元件203中不再必须将全部电极E1，E2和G单独地与评估单元连接。由此，简化传感器装置101的应用并且防止在与评估单元连接时线缆的混淆。

传感器装置201的载体层202具有穿孔205，在该穿孔处能够将载体层202分离成多个子件。穿孔205构成在载体层202中，使得在载体层202在穿孔205处分离之后电极E1，E3和G分别位于载体层202的每个子件上。因此，利用穿孔205实现电极E1，E3和G的分开，这种分开实现电极E1，E3和G在病人身体上的可变的定位。

在载体层202之上能够设有覆盖件206，该覆盖件在传感器装置201的运输和安置期间相应地尤其保护线缆204，并且例如粘性地附着在接触件107上和/或接触元件203上。可选地，覆盖件206能够具有穿孔205，该穿孔与载体层205的穿孔205一致，使得电极E1，E3和G的接触件107也在分开之后被进一步地保护。用于覆盖件206的可行的材料例如是纸或者膜。

尽管在图2a中以用自身的保护层106单独保护的方式示出全部电极E1，E3和G，然而可行的是，对全部电极E1，E3和G利用一个保护层来保护，该保护层共同地覆盖全部电极E1，E3和G。因此，保护层同样能够具有穿孔205，该穿孔与载体层202的穿孔205一致，使得电极E1，E3和G在分开之后也还各设有长至使得应当粘贴到病人皮肤上的保护层。

图2b示意地示出横贯第二传感器装置201’的截面B-B的实例。传感器装置201’包括具有电极E2和E4的载体层202并且具有接触元件203’，该接触元件通过将其例如粘贴到载体层202上来固定在载体层202的上侧上。在接触元件203’之下的载体层202构成为粘贴垫207，利用该粘贴垫能够将接触元件203’粘贴到病人皮肤上。通过保护层208来保护粘贴垫207的粘贴面，该保护层能够与电极E2和E4的保护层106类似。

图3a示例地示出第一传感器装置201的载体层202的上侧。传感器装置201包括记录电极E1至E4以及基本电极G。每个电极E1至E4分别经由单独的线缆204与接触元件203连接，该接触元件布置在电极G之上并且直接地与其电连接。线缆204星形地引导至接触元件203并且在此蜿蜒形地或者还有环状地布设在载体层202的下侧上，使得载体层202在穿孔205处分离之后提供定义长度的线缆204。在分开电极E1至E4和G之后，线缆204的最大长度近似为30cm，因为利用该可用长度能够实现良好地涵盖可能的应用情况。当然，线缆204的长度不局限于该长度，而是也能够实现为其他的长度。

载体层202上的穿孔205的所示出的布置确保，在将载体层202在穿孔205处分开之后不仅电极E1至E4还有电极G都分别位于载体层202的单独的子件上。利用分开电极E1至E4和G也释放各个线缆204，该线缆确保电极E1至E4和G到接触元件203的连接。

为了区分电极E1至E4和G，能够相应地对电极进行标识。可行类型的标识例如是分颜色的标识，如其也在EKG记录中是常见的。例如，E1能够标识为是红色的、E2是黑色的、E3是黄色的、E4是绿色的并且G是蓝色的。但是也能够应用其他的颜色和/或颜色组合。对于电极E1至E4和G通过编号或者通过说明电极在病人身体上的位置来进行所描述的标识同样是可行的。

在图3b中示例地示出第二传感器装置201’的载体层202的上侧。传感器装置201’同样包括记录电极E1至E4以及基本电极G。在传感器装置201’中当然相应地将接触元件203’与电极G分开。始于接触元件203’，在传感器装置201’中将全部的电极E1至E4与线缆204连接。在此，线缆204从接触元件203’经由电极G，E3，E1和E2伸展至电极E4。为此，线缆204构成为具有多个、单独屏蔽的导体的多芯线缆，并且每个电极E1至E4和G分别于导体中的一个连接。在各电极E1至E4和G之间将线缆204例如或者蜿蜒形地或者环形地进行布设。

在传感器装置201’中，利用将载体层202在穿孔205处分离而不仅分开电极E1至E4和G，接触元件203’也在分离之后位于载体层202的分离的子件上。因为载体层202在接触元件203’之下构成为粘贴垫206，因此接触元件203’也能够粘贴到病人皮肤上。

在此，关于线缆204的在图3a和3b中示出的布置和布设应当指出，第一传感器装置201的线缆204的布置和布设类型也能够转移到第二传感器装置201’上并且反之亦然。

图4a示意地示出用于第一传感器装置201的图示401的实例，其中接触元件203布置在电极G上。利用图示401示出，电极E1至E4和G如何定位在病人身体上。从图示401中可见，为了记录下部胸廓区域中的SEMG信号将两个电极E2和E4分别定位在下部的左侧和右侧的肋弓上，然后，经由两个电极E2和E4能够记录SEMG信号，该SEMG信号将胸膈的肌肉活性描述为最重要的、起吸气作用的呼吸肌。

相反，这两个电极E1和E3在上部胸廓的区域中分别定位在外部的左侧和右侧的中间肋肌之上。因此，经由这两个电极E1和E3记录SEMG信号，其描述辅助呼吸肌的肌肉活性。这具有下述优点，即能够及早地识别胸膈的疲劳。当为了呼吸而激活在正常状态下非活性的辅助呼吸肌时，例如能够识别胸膈的疲劳。当然，辅助呼吸肌的SEMG信号的记录不强制地需要用于病人呼吸的监控。也能够仅监控胸膈的SEMG信号。

利用电极E1和E3以及E2和E4的成对的布置尤其能够对病人呼吸的单方面的损害进行诊断。然而电极的成对的布置不是强制必需的。也足够的是，电极E1和E2或者电极E3和E4分别定位在病人身体的一侧上。

图示401具有下述优点，即借此强烈地简化将各个电极E1至E4和G定位在病人身体上。所述效应也还通过电极E1至E4和G的分颜色的标识来加强。此外，图示401实现将各个电极E1至E4和G容易且简单地与其相应的记录位置相关联。这又简化对以SEMG为基础的诊断进行确定。

图4b示意地示出用于第二传感器装置201’的图示401’的图示的实例，其中接触元件203’与电极G分离。

在图5a中作为实例示意地示出具有电极E1至E4和G布线以及具有图示401的第一传感器装置201的载体层202的上侧。在此，还一次性示出将分颜色表示的电极E1至E4和G与其相应的记录位置简单地关联以及为记录呼吸肌的SEMG的所需要的定位以用于监控病人呼吸。

在图5b中以类似的方式作为实例示意地示出具有电极E1至E4和G的布线以及具有图示401’的第二传感器装置201’的载体层202的上侧。

为了借助于SEMG进行呼吸控制、尤其在存在呼气的呼吸努力时能够显得有意义的是，应用附加的信号作为相对于单义地识别两个呼吸阶段吸气和呼气的SEMG信号的基准。必要性尤其从避免病人呼吸困难的要求中得出。人体的几何变化的测量、尤其是病人的上肢体积的由呼吸所决定的改变的测量提供这种基准。测量例如经由一个或多个机械传感器来进行，该机械传感器与病人身体连接。

图6a示意地示出伸缩传感器601的实例，该伸缩传感器用作为机械传感器并且布置在两个电极E2和E4之间。利用例如设计为弹性的传导丝线的伸缩传感器601能够确定两个电极E2和E4之间的通过病人呼吸所引起的长度变化。长度变化的确定基于阻力测量。其基础是伸缩传感器601的长度变化在丝线线路横截面变细的同时通过丝线引起电流路径的延长，使得能够应用下式以确定长度变化：

R=ρ·L/A

根据伸缩传感器601的长度变化的类型能够得出两种呼吸阶段的结论。伸缩传感器601的长度的扩大表示吸气，而伸缩传感器601的长度的后续的降低表示呼气。

设计为弹性的传导丝线的伸缩传感器601非传导地悬挂到电极E2和E4上。为了悬挂，只要在此不在伸缩传感器601和接触件107之间建立电连接，就或者能够将附加的、非传导的悬挂物例如安装在电极E2和E4的接触件107上，或者伸缩传感器601能够直接地与接触件107连接。

伸缩传感器601不必强制地布置在两个电极E2和E4之间。布置在两个电极E1和E3之间同样是可行的。应用两个伸缩传感器601是可行的，其中两个伸缩传感器中的一个布置在电极E1和E3之间并且其中的另一个布置在电极E2和E4之间。

在以丝线形式构成伸缩传感器601的情况下，丝线具有近似1mm²的横截面和近似15mm的长度。可替换地，伸缩传感器601也能够设计为平面的结构或者设计为梳形的，以便例如简化将伸缩传感器601集成到传感器装置201，201’中。

图6b示出机械传感器的实例，该机械传感器由压电元件602形成。压电元件602布置在弹性的连接元件603、例如弹性丝线之上或之下，该弹性丝线又布置在两个电极E2和E4之间。在此，弹性的连接件603将力施加到压电元件602上，该压电元件从中产生电荷移动。在相应地测量该电荷移动时，得到对应于弹性连接件603中的机械应力的应力变化。然后，从该应力变化中又能够得出两个呼吸阶段的结论。弹性连接件603中的机械应力的上升表示吸气，而弹性连接件603中的机械应力的后续的下降表示呼气。

尽管在图6b中示例地示出三个压电元件602，然而可行的是，应用更多或更少的压电元件602以用于确定应力变化。

以与压电元件602类似的方式也能够应用半导体电阻。在此，由弹性元件603产生的机械力传导到半导体弯曲元件上，并且然后例如在桥式电路中进行可在此测量的电阻的评估。

用于对病人皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的上面描述的传感器装置201，201’确保简单的定位和电极与其相应的记录位置的可靠的关联。此外，在传感器装置201，201’与机械传感器的组合中能够更好地抑制人工破坏，并且能够更好地识别两个呼吸阶段，使得完全有效地避免病人的呼吸困难。

尽管所描述的传感器装置201，201’尤其适合于以肌电图的方式记录肌肉信号，这种传感器装置也能够用于记录其他的生物电信号、例如用于记录EKG信号。

尽管在附图和之前的描述中详细地描述了本发明，然而示图是示例的或者解释性的并且不能够理解为限制；特别地，本发明不限制于所阐述的实施例。本发明的其他的变体和其实施方案对于本领域技术人员而言从之前的公开、附图和权利要求中得出。

在权利要求中应用的术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”等不排除其他的元件和步骤。此外，不定冠词的应用不排除复数。单独的装置能够实施多个在权利要求中所列出的装置的功能。

在权利要求中说明的参考标记不能够视为是对所使用的机构和步骤的限制。

参考标号表

101 表面电极、电极

102 载体层

103 粘贴面

104 记录元件

105 传导凝胶

106 保护层

107 接触件

E1至E4 记录电极、电极

G 接地电极或基本电极、电极

201 第一传感器装置

201’ 第二传感器装置

202 载体层

203，203’ 接触元件

204 线缆

205 穿孔

206 覆盖件

207 粘贴面

208 保护层

401，401’ 图示

601 伸缩传感器

602 压电元件

603 弹性连接件。

Claims

1.一种用于对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的传感器设备（201；201’），所述传感器设备包括至少两个记录电极（E1；E2；E3；E4）以及接地电极（G），

其中所述电极（E1；E2；E3；E4；G）具有共同的载体层（202）并且所述载体层（202）包括至少一个穿孔（205），所述载体层（202）能够在所述穿孔处分离，使得每个所述电极（E1；E2；E3；E4；G）在分离之后单独地位于所述载体层（202）的被分离的子件上；并且其中所述传感器装置（201；201’）具有至少一个屏蔽的线缆（204），并且所述线缆（204）的一个端部与所述电极（E1；E2；E3；E4；G）中的一个连接并且所述线缆（204）的另一端部与接触元件（203；203’）连接，所述接触元件能够借助于连接元件与评估单元连接，使得能够将信号传输给所述评估单元。

2.根据权利要求1所述的传感器设备（201；201’），所述传感器设备具有至少一个机械传感器（601；602），所述机械传感器设计为，使得所述机械传感器能够记录所述活体的至少一个几何变化。

3.根据权利要求2所述的传感器设备（201；201’），其中所述机械传感器（601；602）布置在两个所述记录电极（E1；E2；E3；E4）之间。

4.根据权利要求2或3所述的传感器设备（201；201’），其中所述机械传感器设计为伸缩传感器（601）或者设计为压电元件（602）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（201；201’），其中每个电极（E1；E2；E3；E4；G）单独地借助于被屏蔽的线缆（204）与所述接触元件连接。

6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的传感器设备（201；201’），其中将所述线缆（204）从一个电极引导至下一电极，其中所述线缆（204）与每个所述电极（E1；E2；E3；E4；G）连接并且构成为多芯的线缆。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（201；201’），其中所述线缆（204）布设为，使得在所述载体层（202）在所述穿孔（205）处分离之后能够释放附加长度的所述线缆（204）。

8.根据权利要求7所述的传感器设备（201；201’），其中所述线缆（204）蜿蜒形地布线。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（201；201’），其中在所述载体层（202）的上侧上布置有至少一个图示（401，401’）。

10.根据权利要求9所述的传感器设备（201；201’），其中所述图示（401，401’）绘制所述电极（E1；E2；E3；E4；G）在活体上的定位和/或所述电极（E1；E2；E3；E4；G）与记录位置之间的关联。

11.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（201），其中所述接触元件（203）布置在所述电极（E1；E2；E3；E4）中的一个之上、尤其布置在所述接地电极（G）之上。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（201；201’），其中所述电极（E1；E2；E3；E4；G）以颜色来标记。

13.一种用于利用至少两个记录电极（E1；E2；E3；E4）以及接地电极（G）对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的方法，

其中全部电极（E1；E2；E3；E4；G）共同地布置在载体层（202）上，并且所述载体层（202）在至少一个穿孔（205）处分离，使得每个所述电极（E1；E2；E3；E4；G）在分离之后单独地位于所述载体层（202）的被分离的子件上；并且

其中被屏蔽的线缆（204）的一个端部与所述电极（E1；E2；E3；E4；G）中的一个连接并且所述被屏蔽的线缆（204）的另一端部与接触元件（203，203’）连接，并且所述接触元件（203，203’）借助于连接元件与评估单元连接，使得能够将信号传输给所述评估单元。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述载体层（202）在所述穿孔（205）处分离之后释放附加长度的所述线缆（204）。

15.一种用于对活体的皮肤上的肌肉信号进行肌电图记录的系统，所述系统包括根据权利要求1的传感器设备（201，201’）以及评估单元，所述传感器设备（201，201’）与所述评估单元连接。