CN106859628B - 长时间生理信号测量贴片 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种长时间生理信号测量贴片，包括防水膜、电极层、导电胶层、阻隔层以及第一贴附层，其中防水膜具有电气绝缘性、粘性及防水功能，且电极层具有至少二电极，并贴附于防水膜的下方，导电胶层具导电性及黏性，位于电极下方，阻隔层具水气阻隔性且位于电极层的下方，可容置导电胶层。第一贴附层位于阻隔层的外围。因此，本发明可长时间贴附于人体以测量生理信号，并可将生理信号藉由与其电气连结的外部仪器，以进行更详细的分析、计算或显示。
Description
技术领域
本发明有关于一种长时间生理信号测量贴片，尤其是利用防水膜提供防水功能，可在洗澡时配戴而不会脱落，且可利用底座以承载电路板、上盖，进而形成穿戴式的测量装置，解决现有技术中必须整合多条信号传输线以外接到连结装置的问题，改善使用上及携带上的便利性。
背景技术
由于身体的生理活动，会在身体表面产生特定的电气信号，因而可利用测量贴片粘贴到体表的特定位置，比如头部、胸部、腹部、背部、四肢，藉非侵入性方式以测量各种生理电气信号，比如脑波信号(EEG)、肌电信号(EMG)、神经电信号(ENG)，视网膜电信号(ERG)、胃电信号(EGG)，神经肌电信号(ENMG)、脑皮质电信号(ECoG)、眼球电信号(EOG)以及眼球震颤电信号(ENG)等等。
在现有技术中，一般的体表电气信号测量贴片是将导电金属片、标签设置在泡棉胶的贴附层上，并利用电极片贴附泡棉胶的底部，再由导电胶贴附电极片底下，其中导电金属片电气连接至电极片，且在使用时，以导电胶直接接触人体表面，并用信号线连接导电金属片至外部装置。因此，电极片可经由导电胶测量到人体表面的电气信号，并利用导电金属片传送至外部装置，以进行特定分析并显示相关生理波形、资料及状态。
虽然测量贴片是做成薄片状，可直接粘贴在人体上并可轻易剥除，在使用上相当方便，然而，现有技术的缺点在于每个贴片只能测量单一位置的电气信号，且实际应用时，常需要测量多个位置，导致身体上布满贴片及连接线，很容易扯断而造成医护人员或病患行动上的困扰。此外，现有技术的测量贴片不具有防水功能，所以在流汗后很容易脱离，比如运动时，尤其不适合在洗澡时使用。因此，使用者在运动或洗澡前，须将测量贴片取下，造成使用上不方便，而且只适合静态使用，无法长时间使用。换言之，不仅使用环境受限制，而且使用时间也不长。
因此，很需要一种创新的长时间生理信号测量贴片，利用防水膜提供防水功能，可在洗澡时配戴而不会脱落，且可利用底座以承载电路板、上盖，进而形成穿戴式的测量装置，改善使用上及携带上的便利性，藉以解决上述现有技术中必须整合多条信号传输线以外接到连结装置的问题。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种长时间生理信号测量贴片，主要是包括防水膜、电极层、导电胶层、阻隔层以及第一贴附层。防水膜具有电气绝缘性、粘性及防水功能，且电极层具有至少二电极。本发明的长时间生理信号测量贴片可长时间贴附于人体，用以测量生理信号，并可将所测量到的生理信号藉由与其电气连结的外部仪器以进行更详细的分析、计算或显示。
进一步而言，电极层是贴附于防水膜的下方。导电胶层是位于相对应电极的下方，尤其是电极的端部，形成电气连接。阻隔层是位于电极层的下方，可容置相对应的导电胶层。
第一贴附层是位于相对应阻隔层的外围。此外，第一贴附层是位于电极层的下方并具有孔洞，可容置阻隔层及导电胶层。
防水膜具有电气绝缘性及粘性，并具有防水功能，是由疏水性的塑胶材料并涂布粘胶所构成。防水膜的面积是大于电极层，并覆盖住整个电极层，使得防水膜的外围部分可在应用时直接接触到人体。
电极层是由导电材料形成，而该导电材料可为金属、导电布、银、氯化银、石墨、导电碳黑、导电硅胶或导电橡胶等至少一种成份组成，具有传输电气信号的功能，使得电极可连接外部电气装置，比如电路板或测量仪器。导电胶层是由树脂、多元醇、水与电解质或金属填料所组成，具导电性及粘性，因而导电胶层的上表面可稳固粘接电极，且导电胶层的下表面可直接粘贴到人体上，并将人体的电气信号传导至电极。
阻隔层具有水气阻隔性，可由不吸水或少量吸水材料构成，例如硅胶、橡胶、塑胶或泡棉。第一贴附层可为高分子聚合物粘着材料，具有高粘性与少许吸水性，可直接粘贴到人体上。第一贴附层还具有吸收少量体液的效应，可避免流汗造成粘性丧失，进而延长贴附时间。
更加具体而言，阻隔层可为环状，且环绕并接触导电胶层的周围；阻隔层为环状，且环绕并部分接触导电胶层的周围；阻隔层为环状，且环绕导电胶层的周围，但不接触导电胶层；阻隔层为至少二片段状，各别环绕并接触导电胶层的周围；阻隔层为至少二片段状，各别环绕并部分接触导电胶层的周围；或者是，阻隔层为至少二片段状，各别环绕导电胶层的周围，但不接触导电胶层。上述的配置方式都可用于导电胶层及阻隔层。
此外，防水膜还可进一步包含至少二孔洞，其中电极是配置成对齐防水膜的相对应孔洞，并经由孔洞而曝露，或是电极层可直接穿透防水膜的相对应孔洞，藉以将所测量到的生理信号，透过电极层而对外传输到外部连接装置。
本发明还可包括上盖、防水圈、支撑层、强化层、底座、第二贴附层、离型层，其中上盖、防水圈、支撑层是由上而下依序堆叠在防水膜上，支撑层具有适当机械强度，可提升防水膜的坚挺度，防水圈是夹在上盖及防水膜之间以提供水密功能而防止外部的水分渗入，而强化层是在电极层底下，具有高度抗张及韧性并包含至少二孔洞，用以容置相对应的电极，且底座配置在强化层下，用以结合上盖形成密闭且水密的容置空间，可承载电路板、电池，而内置的电池可供应电源，达成长时间测量与记录信号的需求。此外，第二贴附层贴附底座下，可增强持续粘贴性，而离型层贴附到防水膜及导电胶层下，并与防水膜密封粘贴而形成封闭环境，避免内部胶体水分蒸散。由于离型层是位于整体贴片结构的最底层，能保护贴片不受外物污染，并维持相当粘性，并在使用时剥除而露出防水膜、导电胶层、第一贴附层、第二贴附层，进而直接粘贴至人体表面上。尤其，本发明的底座可承载电路板、上盖，电路板与电极电气连结，进而形成穿戴式的测量装置，方便配戴、使用。
因此，可使用单一的本发明贴片以进行测量心电图、肌电图等生理信号，尤其是，第一贴附层具有吸收少许汗液的效果，因可于少量出汗的运动期间使用，以延长使用时间，且不限使用环境，不适合洗澡或运动中使用。
附图说明
图1为显示依据本发明实施例长时间生理信号测量贴片的剖示图。
图2为显示依据本发明实施例长时间生理信号测量贴片的爆炸分解立体示意图。
图3为显示依据本发明长时间生理信号测量贴片的上视图。
其中，附图标记说明如下：
1 长时间生理信号测量贴片
10 防水膜
13 上盖
15 防水圈
17 支撑层
20 电极层
22 电极
23 强化层
25 底座
30 导电胶层
40 阻隔层
50 第一贴附层
52 第二贴附层
60 离型层
具体实施方式
以下配合图示及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。
请参阅图1，本发明实施例长时间生理信号测量贴片的剖示图。如图1所示，本发明的长时间生理信号测量贴片1主要包括防水膜10、电极层20、导电胶层30、阻隔层40以及第一贴附层50，其中防水膜10具有电气绝缘性、粘性及防水功能，且电极层20具有至少二电极22，该至少二电极可为彼此独立不连结。本发明的长时间生理信号测量贴片1可长时间贴附于人体，用以测量生理信号，并可将所测量到的生理信号藉由与其电气连结的外部仪器以进行更详细的分析、计算或显示。
具体而言，电极层20的电极22是贴附于防水膜10的下方，具有传输电气信号的功能。导电胶层30具导电性及粘性，是位于相对应电极22的下方，尤其是电极的端部，形成电气连接，而阻隔层40是位于电极层20的下方，并具有孔洞，用以容置相对应的导电胶层30。另一方面，阻隔层40可进一步配置成贴于相对应的电极22下方，形成一电极搭配一阻隔层。
此外，第一贴附层50是位于相对应阻隔层40的外围，其中第一贴附层50是位于电极层20的下方，并具有孔洞，用以容置阻隔层40及导电胶层30。
进一步而言，防水膜10具有电气绝缘性及粘性，并具有防水功能，可由疏水性的塑胶材料并涂布粘胶所构成，其中防水膜10的面积是配置成大于电极层20，并覆盖住整个电极层20，使得防水膜10的外围部分可在应用时直接接触到人体。
电极层20是由导电材料形成，比如金属、导电布、银、氯化银、石墨、导电碳黑、导电硅胶或导电橡胶，其中电极层20的电极22可部分或完全连接外部电气装置，比如电路板或测量仪器，而测量仪器可为处理器、微控制器、电脑或伺服器。导电胶层30是由树脂、多元醇、水与电解质或金属填料所组成，具导电性及粘性，因而导电胶层30的上表面可稳固粘接电极22，且导电胶层30的下表面可直接粘贴到人体上，并将人体的电气信号传导至电极22。
阻隔层40具有水气阻隔性，可由不吸水或少量吸水材料构成，例如硅胶、橡胶、塑胶或泡棉。第一贴附层50可为高分子聚合物粘着材料，具有高粘性与少许吸水性，例如除疤胶、人工皮、PU胶、水凝胶、硅胶，可直接粘贴到人体上。再者，第一贴附层50还具有吸收少量体液的效应，可避免流汗造成粘性丧失，进而延长贴附时间。
因此，本发明的长时间生理信号测量贴片1在实际应用时，导电胶层30可直接贴附至人体上，比如胸部或头部，并藉电极层20的电极22感测人体表面的电气信号，当作生理信号，达到测量生理信号的贴片功能。尤其是，第一贴附层50提供主要的粘贴力而稳固的贴附于人体上，而具有黏性的防水膜10也由外围部分贴附于人体上，进一步提供额外的粘贴力，以改善整体的稳固性。
为强化贴片性能并改善使用的便利性，可进一步参考图2，本发明实施例长时间生理信号测量贴片的爆炸分解立体示意图，而如图2所示，本发明的长时间生理信号测量贴片1还可包括上盖13、防水圈15、支撑层17，其中上盖13、防水圈15、支撑层17是由上而下依序堆叠在防水膜10上，且防水圈15是夹在上盖13及防水膜10之间，用以提供水密功能而防止外部的水分渗入，达到防水效应，而支撑层17具有适当机械强度，可提升防水膜10的坚挺度，有助于使用者在使用本发明时，方便将整个长时间生理信号测量贴片1贴附到人体表面，并在贴于人体后，移除支撑层17。另一方面，支撑层17与防水膜10可透过无胶的方式做结合，例如透过热压制成，以期达到移除时不会残胶于防水膜上的效果。
本发明可进一步包括强化层23、底座25，其中强化层23是在电极层20底下，并具有高度抗张及韧性，且包含至少二孔洞，用以容置相对应的电极22，可强化电极层20的结构强度，而底座25可配置在强化层23底下，可与上盖13相结合以形成密闭且水密的容置空间，可用以承载电路板、电池，电路板与电极电气连结，进而形成可携式的生理信号测量装置，其中内置的电池可供应电源，达成长时间测量与记录信号的需求。
此外，上述强化层23的面积是较佳的配置成大于电极层20，该强化层的至少二孔洞周围也可封闭粘贴相对应的电极，如此可确保由人体产生的汗液不会渗入电极内，造成杂讯干扰，该强化层也可进一步具有多个孔洞以改善整体贴片的透气度，而上述底座25周围具有多个卡勾或导柱，并且穿透强化层23，以协助底座25与上盖13紧密结合。另一方面，第一贴附层50进一步配置成二个双面胶贴片且各别水平贴附于强化层底下的两侧，每个第一贴附层皆具有孔洞以容置相对应的阻隔层40及导电胶层30。
再者，还可再包括第二贴附层52或离型层60，其中第二贴附层52是贴附到底座25的底下，用以增强本发明贴片的持续粘贴性，而离型层60是贴附到防水膜10及导电胶层30的底下，并与防水膜10密封粘贴而形成封闭环境，可避免内部胶体水分蒸散。此外，离型层60是位于整体贴片结构的最底层，能保护贴片不受外物污染，并维持相当粘性，故离型层60可进一步配置为面积大于防水膜10，并且由于防水膜10、导电胶层30、第一贴附层50、第二贴附层52的厚度可能不同而造成段差，该离型层60可进一步透过塑形而迎合该段差，尤其是与防水膜10达成的密封效果。在使用时，可将离型层60剥除而露出防水膜10、导电胶层30、第一贴附层50、第二贴附层52，而直接粘贴至人体表面上。
较佳的，第二贴附层52可为高分子粘着材料，具有高粘性与少许吸水性，比如除疤胶、人工皮、PU胶、硅胶或水凝胶，而离型层60可以纸类为基材，并具有耐水、耐溶剂隔离层与离型剂涂层迭合于基材表面。
进一步而言，所有的导电胶层30可配置在电极层20的同侧平面上，比如下表面，尤其是不会与强化层23干涉或重叠，且导电胶层30的形状可为圆形、方形或菱形。再者，阻隔层40位于电极20的下方且不与强化层23干涉或重叠。
更加具体而言，导电胶层30及阻隔层40之间的配置方式可包括以下其中之一：
(1)阻隔层40为环状，且环绕并接触导电胶层30的周围；
(2)阻隔层40为环状，且环绕并部分接触导电胶层30的周围；
(3)阻隔层40为环状，且环绕导电胶层30的周围，但不接触导电胶层30；
(4)阻隔层40为至少二片段状，各别环绕并接触导电胶层30的周围；
(5)阻隔层40为至少二片段状，各别环绕并部分接触导电胶层30的周围；
(6)阻隔层40为至少二片段状，各别环绕导电胶层30的周围，但不接触导电胶层30。
此外，防水膜10还可进一步包含至少二孔洞，其中电极22是配置成对齐防水膜10的相对应孔洞，尤其是电极22的端部，并经由孔洞而曝露，或是电极层20可直接穿透防水膜10的相对应孔洞，藉以将所测量到的生理信号，透过电极层20而对外传输到外部连接装置。
可进一步参考图3，本发明长时间生理信号测量贴片的上视图，具有薄片状的外观，可完全贴附于人体表面，尤其是，本发明已整合多电极层在同一长时间生理信号测量贴片，使用者可只使用单一的本发明长时间生理信号测量贴片即可达成测量生理信号的目的，而相对的，现有技术需要粘贴至少两个以上的贴片在身上。因此，本发明的长时间生理信号测量贴片可大幅改善使用的便利性。
此外，本发明因整合多电极层而具有面积较大，会使得整个贴片的机械强度减弱而容易软塌，因此支撑层可用来提高整体贴片的挺度，进而提升贴附时的操作性。
使用者可将本发明贴附于人体左胸体表，藉以进行心电图信号测量，或是贴于胸部或腹部体表以进行呼吸信号测量，也可依据贴附的位置，测量脑波信号(EEG)、肌电信号(EMG)、神经电信号(ENG)，视网膜电信号(ERG)、胃电信号(EGG)，神经肌电信号(ENMG)、脑皮质电信号(ECoG)、眼球电信号(EOG)以及眼球震颤电信号(ENG)等等，尤其是，本发明具有防水性，使用者在贴附期间，仍可洗澡、运动或睡觉，而不担心脱落。
防水膜10具有良好的粘贴及适当的防水功能，厚度可介于0.01～0.07mm之间，藉以维持良好的透气度，可避免使用期间因运动或闷热流汗造成贴片脱落，而电极层的厚度可介于0.01～0.3mm之间，以维持整体贴片的柔软程度，利于延长贴附的时效。另外，防水膜10的表面的孔洞，可用以置入电极层20并外露，能与外部测量仪器做连结。第一贴附层50因具有吸收少量体液的效果，故可避免流汗造成粘性丧失，延长贴附时间。整体而言，本发明测量贴片的贴附效果一般可长达至少7天。
透过电极层20可传输电气信号，例如，将心电图信号传输与外部仪器做电气连结，并透过仪器来分析、计算或显示信号。再者，也可藉由电极层20而进一步测量呼吸信号，其中经由阻抗性肺量计(impedance pneumography)方法，而将具有高频率且低电流的载波信号输入人体，藉以执行呼吸信号测量，比如呼吸波形、呼吸率等。因此，进一步可将电极层20配置为四个电极，依此贴片来达成心电图与呼吸信号的同步测量，藉由其中二个电极测量心电图信号，而透过另外两个电极测量呼吸信号。
本发明的阻隔层40是各别配置于相对应导电胶层30的外侧，可形成隔绝效果，避免导电胶层30因长时间与周边的吸水材料接触，而造成脱水。
综上所述，本发明的主要特点在于可单独使用，有别于现有技术中，需至少贴两个以上贴片在身上才能进行测量心电图、肌电图等生理信号，而且整体贴片的挺度是利用支撑层来加强。
此外，本发明的第一贴附层具有吸收少许汗液的效果，因此，可于少量出汗的运动期间使用，以延长使用时间，且不限使用环境，而现有技术只适合静态使用，且不适合洗澡或运动。
本发明的阻隔层可预防导电胶层受到周围材料的影响，例如，导电胶层的水分被周边材料吸收，比如第一贴附层，而严重影响到测量功效及有效的使用时间，或是可避免因材料本身受周围材料污染而失去原本特性。尤其是，一般的现有技术并没有阻隔层的设计。
再者，本发明具有防水特性，可在洗澡时配戴而不会脱落，而现有技术则无法达成该功效。尤其，本发明的底座可承载电路板、上盖，电路板与电极电气连结，进而形成穿戴式的测量装置，而现有技术则必须整合多条信号传输线以外接到连结装置，所以在携带上非常不方便。
由于本发明的技术内并未见于已公开的刊物、期刊、杂志、媒体、展览场，因而具有新颖性，且能突破目前的技术瓶颈而具体实施，确实具有进步性。此外，本发明能解决现有技术的问题，改善整体使用效率，而能达到具产业利用性的价值。
以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。
Claims (9)
1.一种长时间生理信号测量贴片，其特征在于，用以直接贴附至一人体上，藉以感测该人体的表面的电气信号而当作一生理信号，包括：
一防水膜，具有电气绝缘性、粘性及防水功能；
一电极层，具有传输电气信号的功能，且具有至少二电极，且该电极层是贴附于防水膜的下方；
一导电胶层，具导电性及粘性，且是位于相对应的每个该电极的下方，以形成电气连接；
一阻隔层，具有水气阻隔性，且是位于相对应的每个该电极的下方，并具有一孔洞，用以容置相对应的每个该导电胶层；以及
一第一贴附层，且是位于该阻隔层的外围，
其中该第一贴附层是位于该电极层的下方，并具有至少二孔洞，用以容置相对应的该阻隔层及该导电胶层，
进一步包括一支撑层及离型层，其中该支撑层是贴在该防水膜上，且具有机械强度以提升该防水膜的坚挺度，并在该长时间生理信号测量贴片贴附到该人体上后移除，而该离型层是贴附到该防水膜及该导电胶层的底下，并与该防水膜密封粘贴而形成一封闭环境，且该离型层是在使用时剥除而露出该防水膜、该导电胶层、该第一贴附层而直接粘贴至该人体上。
2.根据权利要求1所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，该防水膜是由疏水性的塑胶材料并涂布粘胶所构成，该电极层是由一导电材料形成，而该导电材料包含金属、导电布、银、氯化银、石墨、导电碳黑、导电硅胶或导电橡胶，该导电胶层是由树脂与电解质或金属填料所组成，该阻隔层是由不吸水或少量吸水的材料构成。
3.根据权利要求1所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，该第一贴附层是由一高分子聚合物粘着材料构成，并具有高粘性与少许吸水性，而该高分子聚合物粘着材料包括除疤胶、人工皮、PU胶、硅胶或水凝胶。
4.根据权利要求1所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，该导电胶层及该阻隔层之间的配置方式包括以下其中之一，藉以避免该导电胶长时间与第一贴附层接触，水分扩散造成脱水而失去导电功能：该阻隔层为一环状，且环绕并接触该导电胶层的周围；该阻隔层为一环状，且环绕并部分接触该导电胶层的周围；该阻隔层为一环状，且环绕该导电胶层的周围，但不接触该导电胶层；该阻隔层为至少二片段状，各别环绕并接触该导电胶层的周围；该阻隔层为至少二片段状，各别环绕并部分接触导电胶层的周围；以及该阻隔层为至少二片段状，各别环绕该导电胶层的周围，但不接触该导电胶层。
5.根据权利要求1所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，进一步包括一强化层，其中该强化层是在该电极层底下，并具有高度抗张及韧性，且包含至少二孔洞，分别用以容置相对应的该电极。
6.根据权利要求5所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，进一步包括一上盖、一底座、一防水圈及一第二贴附层，而且该上盖及该防水圈是由上而下依序堆叠在该防水膜上，而该防水圈是夹在该上盖及该防水膜之间，用以提供水密功能，而该底座是配置在该强化层底下，并与该上盖相结合以形成密闭且水密的一容置空间，用以承载一电路板及/或一电池，且由该电池供应电源，该第二贴附层是贴附到该底座的底下，可增强持续粘贴性。
7.根据权利要求1所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，该离型层的面积是配置成大于该防水膜的面积。
8.根据权利要求6所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，该第二贴附层为一高分子粘着材料构成，且具有高粘性与少许吸水性，而该高分子粘着材料包含除疤胶、人工皮、PU胶、硅胶或水凝胶。
9.根据权利要求1所述的长时间生理信号测量贴片，其特征在于，该防水膜进一步包含至少二孔洞，而该至少二电极是配置成对齐该防水膜的相对应孔洞，并经由该孔洞而曝露，或该电极层是直接穿透该防水膜的相对应孔洞，以使得所测量到的该生理信号透过该电极层而对外传输到外部连接装置，且该外部连接装置包括电路板或测量仪器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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