CN115734753A - 可扩展电极组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可扩展电极组、使用该扩展电极组的方法、电极组系统以及制造本文所述的电极组(100)的方法。电极组(100)的各种示例包括节点(102)，所述节点(102)通过连接器(104)彼此物理地连接，所述连接器(104)具有允许电极组的变形的形状。所述连接器(104)的形状和材料被设计为提供一致的变形，使得当将对准标记放置在待监测的身体的部位上时，所述节点(102)最终位于身体的部位上的正确位置以进行测量。电极组(100)可以包括各种配置的传感器、发射器或传感器和发射器。

Description

可扩展电极组

技术领域

本发明涉及用于从受试者获取生理信号的系统和方法的领域。特别地，本发明涉及一组用于测量电生理信号的电极。

背景技术

获取电生理信号在当前医学技术中具有重要意义。心脏(心电图ECG)、大脑(脑电图EEG)、神经(肌电图EMG)或孕妇(胎儿心电图或fECG)的电活动或其他电测量(用于眼睛的眼电图(EOG)、用于肠活动的ERG EEG等)通常被记录用于诊断或监测目的。此外，通过电信号或基于受试者身体的部位的阻抗测量的成像(EIT:电阻抗断层扫描)进行的刺激在医疗实践中迅速传播。实现电生理信号的正确测量需要精确定位测量电极。正确放置用于刺激或成像的电极对于准确读数是必要的。

类似地，当给定的病理需要将电极(或其他传感器)与特定位置和其他类型的皮肤接触传感器(如发光二极管和光感受器)或使用硅集成电池(MEMS)创建的传感器一起部署时，在许多医疗病例中需要正确的测量以达到正确的位置精度。

发明内容

因此，本发明涉及一种电极组，包括：

-第一节点和第二节点，所述第一节点包括用于从正被研究的部位的第一部分接收电磁能的第一垫，所述第二节点包括第二垫；

-将所述第一节点连接到第二节点的连接器，所述连接器由以下形状形成，当拉力施加到第一节点或第二节点时，该形状提供从第一节点与第二节点之间的第一距离到第一节点与第二节点之间的一个或更多个第二距离的一致变形，其中，在未变形状态下，所述第一节点和第二节点是平面的，并且在变形状态下，所述第一节点和第二节点是非平面的，其中，所述连接器的长度从所述未变形状态到所述变形状态保持恒定；

-固定到所述第一节点或第二节点的至少一个对准标记，所述至少一个对准标记可移除地固定到正被研究的部位的受试者上的界标，其中，所述至少一个对准标记被配置为在所述对准标记正被固定到界标时将拉力传递到所述第一节点或第二节点。

由提供一致变形的形状形成的连接器的措辞也可以理解为具有被配置为提供一致变形的形状的连接器。有利地，在其未变形状态时本电极组是平面的，这允许大量电极组的紧凑存储。例如，对于救护车来说，这一方面特别有趣，因为救护车必须存储大量不同的医疗系统/设备，以便四处移动。

根据一个实施例，第二垫用于从正被研究的部位的第二部分接收电磁能，或者用于向正被研究的部位的第一部分发送信号。

根据一个实施例，电极组还包括连接器内的第一导线，所述第一导线与第一节点的第一垫电连通并延伸到测量引线。

根据一个实施例，电极组还包括连接器内的第二导线，所述第二导线与第二节点的第二垫电连通并延伸到测量引线，其中所述测量引线终止于待插入到监测/输入设备中的测量连接器。

根据一个实施例，电极组还包括多个第三节点，所述多个第三节点中的至少一部分包括用于从所述正被研究的部位的多个第三部分接收电磁能的垫；以及将所述多个第三节点中的至少一个连接到所述第一节点或第二节点的多个第二连接器，所述多个第二连接器由以下形状形成，当拉力施加到所述至少一个对准标记时，该形状提供从所述多个第三节点中的至少一部分之间的第一距离到所述多第三节点中的至少一部分之间的一个或更多个第二距离的一致变形，其中，在未变形状态下，所述多个第三节点是平面的，并且在变形状态下，所述多个第三节点是非平面的。

根据一个实施例，电极组还包括固定到所述多个第三节点中的一个或更多个的多个第二对准标记，所述多个第二对准标记可移除地固定到所述正被研究的部位的受试者上的多个第二界标，其中，所述多个第二对准标记被配置为在所述多个第二对准标记正被固定到界标时将所述拉力传递到所述多个第三节点中的至少一部分。

根据一个实施例，电极组还包括固定到第一节点的垫加强件，其中垫加强件确保垫和第一导线之间的电连接。

根据一个实施例，连接器包括塑料基板、聚酰亚胺、聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)或非导电聚酯或聚合物。

根据一个实施例，所述形状包括正弦形状。该实施例有利地允许节点之间的间隔根据连接器被拉的程度从第一距离改变至一个或更多个第二距离。

根据一个实施例，该形状包括螺旋形、双螺旋形、马蹄形或角形。

根据一个实施例，第一垫和/或第二垫包括导电或半导电材料。

根据一个实施例，第一垫和/或第二垫包括铜、铝、不锈钢、金、银或其合金。

根据一个实施例，第一导线和/或第二导线包括铜、铝、不锈钢、金、银或其合金。

根据一个实施例，第一垫包括第一通孔，并且第二垫包括第二通孔，所述第一通孔和第二通孔是允许注入增强与皮肤的电接触的导电材料的开口。

根据一个实施例，电极组还包括第三节点，其中，所述第三节点包括传输电磁能的第三垫。

根据一个实施例，电磁能是近红外光、红外光或可见光。

根据一个实施例，电极组还包括第四节点，其中，所述第四节点包括第四垫，以从第三垫接收由电磁传输产生的电磁能。

根据一个实施例，电极组还包括用于接收传感器的第三节点。

本发明还涉及一种测量受试者的部位的信号的方法，所述方法包括：

-将电极组靠近待测量的部位放置，所述电极组包括

-第一节点和第二节点，所述第一节点包括用于从正被研究的部位的第一部分接收电磁能的第一垫，所述第二节点包括用于从正被研究的部位的第二部分接收电磁能的第二垫；

-将第一节点连接到第二节点的连接器，所述连接器由以下形状形成，当拉力施加到第一节点或第二节点时，该形状提供从第一节点与第二节点之间的第一距离到第一节点与第二节点之间的一个或更多个第二距离的一致变形，其中，在未变形状态下，所述第一节点和第二节点是平面的，并且在变形状态下，所述第一节点和第二节点是非平面的，其中，所述连接器的长度从所述未变形状态到变形状态保持恒定；

-固定到所述第一节点或第二节点的至少一个对准标记，所述至少一个对准标记可移除地固定到正被研究的部位的受试者上的界标，其中，所述至少一个对准标记被配置为在所述对准标记正被固定到界标时将拉力传递到所述第一节点或第二节点；

-连接器内的第一导线，所述第一导线与第一节点的第一垫电连通并延伸到测量引线；和

-连接器内的第二导线，所述第二导线与第二节点的第二垫电连通并延伸到测量引线，其中，所述测量引线终止于待插入到监测/输入设备中的测量连接器；

·将所述至少一个对准标记固定到界标；

·将测量引线连接到监测/输入设备；和

·在所述监测/输入设备中实例化监测应用，以开始测量所述受试者的部位的电生理信号。

根据一个实施例，所述方法还包括通过第一垫的第一通孔和第二垫的第二通孔注入导电、声波或透光材料。

根据一个实施例，连接器包括塑料基板、聚酰亚胺、聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)或非导电聚酯或聚合物。

根据一个实施例，所述形状包括正弦形状。

根据一个实施例，该所述状包括螺旋形、双螺旋形、马蹄形或角形。

根据一个实施例，第一垫和/或第二垫包括导电或半导电材料。

根据一个实施例，第一垫和/或第二垫包括铜、铝、不锈钢、金、银或其合金。

本发明还涉及一种传感器组系统，包括：

-根据上述实施例中任一项所述的传感器组(100)，其中，所述监测/输入设备被配置为接收从所述第一垫或第二垫接收的电生理信号的数据；和

-与所述监测/输入设备连通的监测服务，用于接收所述电生理信号的数据或向所述监测/输入设备发送指令。

附图说明

详细描述参考附图。在图中，附图标记的最左侧数字表示附图标记首次出现于其中的图。在不同的图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目或特征。

图1示出了根据本公开的一些示例的在非部署状态下的可扩展电极组。

图2示出了根据本公开的一些示例的在部署状态下的电极组。

图3示出了根据本公开的一些示例的可扩展电极组中的电气布线。

图4是根据本公开的一些示例的在可扩展电极组中使用的示例节点的特写视图。

图5是示出根据本公开的一些示例的电极组系统的示意图。

图6是示出根据本公开的一些示例的使用可扩展电极组的方法的流程图。

图7是示出根据本公开的一些示例的制造可扩展电极组的方法的流程图。

图8是根据本公开的一些示例的用于本文描述的系统和方法的监测/输入设备的部件级视图。

具体实施方式

本公开的示例能够包括用于提供和使用可扩展传感器组的系统和方法。当使用常规传感器组测量三维身体部位时，通常很难将传感器正确对准患者身体(部位)上的正确位置，以尽可能准确地读取读数。这通常将常规传感器组的使用限制在医院或技术人员可用于安装的其他设施。由于需要专家安装常规传感器组，使用常规传感器组的成本可能非常昂贵且不方便，这反过来又造成了利用在许多医疗病例中能够获得的数据的能力有限。应当注意，虽然一些附图是根据由第二人安装到受试者上来描述的，但是本公开的主题不限于这种方式，因为本公开的主题的各种示例可以由受试者自己安装。

图1示出了在非部署状态下的可扩展电极组100的俯视图。应当注意，尽管本文中的一些描述是以“电极”或“电极组”来描述的，但是当前公开的主题不限于电极，因为使用电极的描述仅仅是示例性和说明性的。如本文所用，“非部署或未部署”是指电极组100未安装在身体部位上，而“部署”是指电极组100部分或全部安装在身体部位上。参考图2，电极组100在部署状态下被示出。在图1所示的非部署状态下，电极组100基本上是平坦的，这意味着当放置在平坦表面上时，电极组100的接近平坦表面的所有或基本上所有底表面将与该表面接触。在图2所示的部署状态下，电极组100部分变形，以环绕待研究的患者或受试者的3D身体部位。在一些示例中，变形可以称为“扭曲”，其中两个术语是可互换的。例如，由连接器104E连接的节点102H和102I在图1中示出为在节点102I和102H之间具有D1的距离，而在图2中，节点102I与102H之间的距离示出为大于D1的D2。

返回参考图1，电极组100包括节点102A-102F(本文中统称为“节点102”，单独称为“节点102A”、“节点102B”等)和连接器104A-104E(本文中统称为“连接器104”，单独称为“连接器104A”和“连接器104B”等)。注意，图1包括未标记的附加的节点和连接器，这仅用于说明。节点102和连接器104的内部结构在图3和4中更详细地描述。在使用中，节点102用于感测(测量或检测)作为特定身体部位的电活动的结果的电生理信号。注意，图1所示的电极组100的各种部件的形状仅仅是示例性的，并且根据特定用途可以具有不同的形状。例如，节点102可以是圆形的，如图1所示，但也可以是椭圆、蛋形、正方形、矩形和/或多边形或其组合。在一些示例中，节点102可用于向被测受试者施加电流以测量阻抗。节点102作为电或电磁设备的这些和其他用途被认为在当前公开的主题的范围内。

电极组100还包括测量引线106A和106B以及测量连接器108A和108B。测量引线106A和106B通过连接器104从节点102接收电信号。测量引线106A和106B在其内部具有从节点102中的每一个延伸到测量引线106A和106B的导线。测量引线106A和106B连接到测量来自节点102的电信号的设备(在图2中更详细地示出)。

如上所述，在常规电极组中，通常需要技术人员或其他有资质的人员，以确保电极组正确定位在身体部位上。其原因是，测量身体电活动的节点需要放置在身体上的某些点，以获得尽可能准确的读数。图1的电极组100提供各种机制，其允许包括未经训练的人在内的各种用户将电极组100适当地放置在身体上(例如孕妇的头部或腹部)。

允许将电极组100正确放置在身体部位上的第一种机制是对准标记110A-110D(本文中统称为“对准标记110”，单独称为“对准标记110A”、“对准标记110B”等)。安装电极组100的人使用对准标记110来正确地对准电极组100。对准标记110被配置为与待研究的人身上的预限定的解剖界标接触。界标能够基于各种因素，包括由医学界限定的标准，以放置节点102以便正确记录电生理信号。此类系统用于ECG、EEG、EMG和/或fECG或其他电生理信号以及用于其他测量技术的其他传感器源的放置。然而，当前公开的主题不需要使用特定的界标，因为可以使用身体上的其他位置，并且被认为在当前公开主题的范围内。例如，耳朵、鼻子、肚脐或其他界标可用于电极组100的适当放置。还应注意，电极组100不限于用于人类，因为电极组100可用于非人类受试者。在图1所示的示例中，对准标记110根据国际10-20系统或其变体中的鼻根、内耳及两侧耳屏解剖界标来定位，尽管如本文所述，也可以使用其他界标，并被认为在当前公开的主题的范围内。

安装电极组100的人将一个或更多个对准标记110放置并临时固定(使用适合在身体上使用的胶带或其他粘合剂)在一个或更多个位置(即解剖界标)上。在图1所示的示例中，有四个对准标记110，尽管如上所述，取决于电极组100的特定配置，可以有多于四个或少于四个对准标记110。当将对准标记110之一放置在解剖界标上时，对准标记110的放置有利地通过标记连接器112A-112D(这里统称为“标记连接器112”，单独称为“标记器112A”、“标记连接器112B”等)在最接近对准标记110处的节点102上施加力。在一个有利的示例中，对准标记110C的放置在大体上与力矢量XE一致的方向上通过标记连接器112C在节点102B上施加拉力。类似地，对准标记110A的放置施加大体上与力矢量XN一致的力，对准标记110B的放置施加大体上与力矢量XW一致的力并且对准标记110D的放置施加大体上与力矢量XS一致的力。

朝向两个或更多个力矢量(例如XE、XN、XW和XS)的方向拉动电极组100的动作导致电极组100扭曲或变形。如本文所用，“扭曲”是指从平面状态(如图1所示)变形到三维状态(如通过图2中的示例所示)的材料。设计电极组100所用的材料提供适当的拉伸力，所述拉伸力抵消拉力，以使节点102正确地对准到一个或更多个解剖界标上。例如，过低的弹性力(即，当变形对象试图恢复其原始形状时发生的力)可能会导致各种节点太容易被拉向特定方向。在该示例中，电极组100及其节点102和连接器104的结构的刚性不足以提供电极组100的节点102的受控且特定的部署。在另一示例中，如果电极组100的结构的刚性太大，意味着弹性力相对较大，则电极组100结构可能需要重胶或粘合剂以将对准标记110保持在适当位置，并且可能在电极组100材料上施加过度的应力，以及其他缺点。

因此，电极组100及其部件、特别是连接器104的构造被设计为在刚性和柔性之间提供平衡。在图1所示的示例中，由特定材料构造的正弦形状有利地实现了这种平衡。应当理解，形状和材料是示例，因为可以使用其他形状和材料。例如，可以使用其他形状，例如螺旋形、双螺旋形、马蹄形或角形。电极组的连接器104的形状被设计成在未部署时允许平面配置，而在使用期间允许非平面配置。

有利地，正弦形状还允许节点102之间的间隔根据连接器104被拉动的程度从第一距离改变为一个或更多个第二距离。所述一个或更多个第二距离可用于允许电极组100以各种用途部署。在一个实施例中，在部署配置中由连接器链接的两个节点(例如由连接器104H连接的节点102B和102F)之间的第一距离与在未部署配置中通过相同连接器元件链接的相同两个节点之间的距离之比大于1.05，并且在一些示例中大于1.05(并且高达2.0)，尽管取决于特定材料、尺寸以及类似物，可以实现更大的比率。

此外，正弦形状连同由连接器104提供的预定弹性力有利地允许电极组100用于各种尺寸和形状的身体部位。例如，电极组100可用于头骨或腹部，以及不同形状的身体部位，包括各种文化和种族的人的身体部位。当电极组100安装在身体部位上时，正弦形状和弹性力使电极组100以预定方式变形。例如，当电极组100变形以装配在身体部位上时，弹性力和正弦形状导致电极组100的节点102朝向力矢量的方向以一定距离间隔开，这允许节点102在待测量的身体部位的位置上的适当放置。这意味着，当安装电极组100时，电极组100将不具有在变形前距离或变形后距离附近保持聚在一起的节点102和在变形后距离或变形前距离附近分散得太远的其他节点102的区域。跨越所有力矢量的一致变形允许电极组100用于各种身体尺寸和形状。在从未变形状态到变形状态的过程中，连接器104的长度保持不变，这意味着连接器104不拉伸，而是它们的形状从正弦形状变为线性形状。

在一些示例中，连接器104使用聚酰亚胺、聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)或其他完全或部分绝缘的聚合物构造。在一些示例中，连接器104(包括任何内部部件，例如铜轨道或布线)的厚度优选为90μm至200μm的范围内、100μm至170μm的厚度范围内，在更优选的配置中，厚度范围为118μm至122μm。在一些示例中，连接器104的厚度为120μm，公差为百分之二十(20％)。应当注意，连接器104的厚度可以根据所使用的特定材料而变化，以便提供类似的弹性力。

返回参考图2，还示出了监测/输入设备200。在一些示例中，监测/输入设备200提供电功率以允许节点102用于检测由正被研究的人的部位202(例如，图2中示例性示出的头部)产生的电生理信号。在使用节点102对部位202成像的示例中，监测/输入设备200通过测量引线106A和106B提供电力以允许成像。如图所示，通过将测量连接器108A和108B插入监测/输入设备202的适当端口(未示出)中，测量引线106A和106B连接到监测/输入设备200。监测/输入设备200可以记录数据以供稍后传输到用于诊断/测量的系统，和/或可以具有允许监测/输入设备200发送数据以供使用的内部通信能力(在图5中更详细地解释)。

图3示出了根据本公开的一些示例的电极组100中的电气布线。图3中示出了测量引线106A和节点104。在节点104和测量引线106A(测量引线106B被类似地构造)内是使节点102(例如，图3中的节点102J)与测量引线106A电连通的导线，如图4中更详细地示出的。

图4是根据本公开的一些示例的电极组100中使用的节点102J的特写视图。图4中所示的节点包括垫402、垫稳定器404和垫加强件406。垫402能够由各种导电和半导电材料构成，包括但不限于铜、铝、不锈钢及类似物。垫402的活动区域(即，放置成接触或接近正被研究的受试者的部位的表面的区域)能够包括银、氯化银、导电硅树脂、导电聚合物或负载有导电材料(例如碳)的塑料。垫402被示出为圆形，但是可以使用其他形状，例如但不限于螺旋形、双螺旋形、马蹄形或角形，并且这些形状被认为在当前公开的主题的范围内。垫402通过垫稳定器404稳定并附接到连接器104R。尽管垫402的被设计成与皮肤或待测量或检测的其他表面接触的表面优选具有很少或没有材料，但垫稳定器包封垫402中的至少一部分。在另一示例中，所述垫中的一个或更多个以及垫本身可以由磁导体(例如碳)构成，所述磁导体可以有利地用于诸如磁共振成像的应用中。

垫加强件406用于加强或固定垫402和导线302A之间的电连接。导线302B由另一节点102使用。测量设备使用导线302A来检测正被研究的受试者的电活动(被动配置)，或者在替代配置中，传递电能(主动配置)。例如，在被动配置中，节点402可用于检测来自正被研究的受试者的电活动。在主动配置中，节点402可以从导线302A接收足够的电能，以允许通过用电信号刺激受试者来对身体的部位进行成像。例如，可以通过部署节点102J、通过导线302A向垫402施加电流、记录电势以及从节点102J和其他节点102的电势重建图像来对身体部位进行成像。

节点102J的垫402还包括通孔408。通孔408是通过垫402的开口，且有利地用于允许通过通孔408的注射，以便在垫402的活动区域和正被研究的受试者的部分皮肤之间引入一层导电材料，同时垫402靠近正被研究的受试者的皮肤。一种类型的导电材料可以是与EEG或ECG杯形电极一起使用的凝胶，但也可以使用其他类型的导电材料，并且被认为在当前公开的主题的范围内。该实施例特别有利，因为它允许在垫和受试者皮肤之间引入导电凝胶，这提高了信号质量。值得注意的是，当待研究的部位是头部时，导电凝胶允许通过受试者的头发在垫和受试皮肤之间产生接触。节点102J的垫402还包括孔410。孔410可用于提供用于以类似于通孔408的方式固定节点102J的装置，或者可用于在固定节点102J时允许空气逸出，以及其他用途。通孔408还可用于确定是否分配了足够的凝胶或乳剂，因为当使用足够的量时，乳剂或凝胶可能通过通孔408泄漏。应当注意，节点102J可以包括更多或更少的孔410和更多的通孔408或不包括通孔408。在替代设计中，不存在该通孔408，并且可以通过抬起电极以注射凝胶来在电极下方分配凝胶。根据一个实施例，用户能够通过仅向那些节点的垫402施加导电凝胶来选择将哪些节点用作电极。没有导电凝胶的垫(例如与受试者的头发接触)将收集低信号或无信号，这些信号可能会被软件操作进一步丢弃。

图5是示出根据本公开的一些示例的电极组系统500的示意图。在各种示例中，电极组100可用于监测或测量人体的部位202。电极组100与监测/输入设备200电连通。如图2所示，通过将测量引线106A和106B插入到监测/输入设备200中，电极组100连接到监测/输出设备200。注意，当前公开的主题不限于可移除的测量引线，因为一些配置可以包括预安装的测量引线。这些和其他配置被认为在当前公开的主题的范围内。

电极组系统500还包括通过网络504通信地连接到监测/输入设备200的监测服务502。网络504可以是将监测/输入设备200通信地连接到监测服务502的任何类型的网络，包括但不限于Wi-Fi网络、局域网或蜂窝网络。本领域技术人员将认识到，本文所描述的系统和方法也能够用于各种网络。

在使用期间，电极组100的用户将电极组安装在待监测和/或测量的身体上。电极组100连接到监测/输入设备200。监测/输入设备200连接到监测服务502。在一些示例中，监测/输入设备200在使用时本地存储数据。在另外的示例中，当电极组100在使用中或在之后的任何时候，监测/输入设备200向监测服务502发送数据。在又一示例中，监测服务502向监测/输入设备200发送指令以配置监测/输入设备200的操作。例如，当监测/输入设备200正在检测身体信号时，监测服务502可以检测异常。监测服务502可以向监测/输入设备200发送指令，以将其配置从测量或检测模式修改为成像模式以尝试确定关于异常的更多信息。

图6是示出根据本公开的一些示例的使用可扩展电极组的过程600的流程图。这里描述的过程600和其他过程被示出为示例流程图，其每个操作可以表示能够在硬件、软件或其组合中实现的一系列操作。在软件的上下文中，操作表示存储在一个或更多个计算机可读存储介质上的计算机可执行指令，当由一个或更多个处理器执行时，所述计算机可执行指令执行所述操作。通常，计算机可执行指令包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被解释为限制，并且可以以任何顺序和/或并行地组合任何数量的所描述的操作以实现过程。

参考图6，过程600开始操作602，其中，电极组靠近待研究的人/动物/对象的部位202放置。应当理解，当前公开的主题的各个方面是根据人类受试者来描述的，尽管应当理解，目前公开的主题不限于在人类受试者上使用。

过程600继续到操作604，其中，对准标记110被固定到部位202上的界标或正被研究的受试者上的另一位置。取决于电极组100的特定配置，可以存在一个或更多个对准标记110。当对准标记110被放置在特定界标上时，连接器104被拉动以导致电极组100中的至少一部分的扭曲。这种扭曲允许电极组100从未部署的平面(或平坦)配置转变为符合被监测/成像的部位202的总体形状的部署的三维确认。

过程600继续到操作606，其中，测量连接器108连接到监测/输入设备200。在一些示例中，监测/输入设备200可以执行监测应用或成像应用(在下面的图8中更详细地描述)。

过程600继续到操作608，其中，开始对部位202的监测或成像。此后，过程600在操作610结束。

图7是示出根据本公开的一些示例的使用可扩展电极组的过程700的流程图。

过程700开始于操作702，其中，创建电极组100模板。可以使用使用各种材料的各种工艺制备该模板。该模板是电极组100结构的形状。例如，在图1中，该模板包括与连接器104、对准标记110及类似物相关联的形状。在一个示例中，该模板是从诸如聚酰亚胺的基材的平面层切割而成的。基层能够是绝缘或部分导电的材料层，其他材料能够放置在该材料层上。在一些示例中，该模板包括单个材料片，而在其他示例中，模板由两个或更多个单独的材料片构成。在一些示例中，该模板可以是多层材料。应当注意，代替在开始时执行操作702，可以在过程700的各种其他操作之后或之前执行操作702。

过程700在操作704处继续，其中，将导线302镀到模板(或如果在操作702之前执行，则镀到基材上)上。导线302通过测量引线106A和106B将各个节点102连接到监测/输入设备200。可以使用各种电镀或沉积技术来形成导线302。导线302可以由各种导电或半导电材料形成，例如但不限于铜、铝、金、银及其合金。导线302的厚度可以变化，但在一些示例中，为0.3至0.5μm。

过程700继续到操作706，其中，节点104被固定到模板上。节点可以是各种导电或半导电材料的预成型金属盘，例如但不限于铜、铝、金、银及其合金。

过程700继续到操作708，其中，节点104通过每个节点102的垫加强件406固定到导线302。垫加强件406可以由各种材料形成，包括聚酰亚胺或为导线302和垫402之间的连接提供足够结构支撑的其他聚合物。

过程700在操作710处结束。

图8是根据本公开的一些示例的用于本文描述的系统和方法的监测/输入设备。图8以示例的方式示出了图2和图5的监测/输入设备200。监测/输入设备200可以是能够与蜂窝网络、因特网多媒体子系统和/或IP网络通信的任何计算部件。本领域技术人员将认识到，本文所述的系统和方法也能够用于各种电子设备，例如平板电脑、台式机、服务器和其他网络连接设备。

监测/输入设备200能够包括若干部件以执行各种上述功能。监测/输入设备200能够包括存储器802，存储器802包括操作系统(OS)804和一个或更多个标准应用806。标准应用806能够包括用于控制监测/输入设备200的各种部件的应用。在这种情况下，标准应用806还能够包括监测应用830和成像应用832。监测应用830可以被实例化以控制监测/输入设备200的操作，以用于检测从身体产生的信号。该控制还可以包括确定哪些节点接收什么信号以及该数据的存储。成像应用832可以被实例化以将监测/输入设备200配置为充当成像设备，由此一个或更多个节点被通电以输入电能。例如，如果被实例化，则成像应用832可以使监测/输入设备200向一个或更多个节点施加电流，记录未接收电流的节点的电势，并根据电势构建图像。

在该方法中，监测/输入设备200或监测服务502(或另一设备)限定了被施加电流的节点102的子集。然后，监测/输入设备200记录不接收电流的节点102上的电势。可选地，连续地限定具有不同图案的节点102的若干子集，并且连续地记录所得电势。换言之，改变节点102的集合，并且对不同的节点102重复施加电流。监测/输入设备200或监测服务502例如利用图像重建算法来确定受试者的身体的部位202的图像。这种方法适用于无创成像，例如电阻抗断层扫描(EIT)、绝对(a-EIT)，时间差(td-ET)或多频(MF-EIT)模式。可以使用该方法对身体的各个部位进行成像，特别是肺、肌肉、乳房、宫颈、大脑、膀胱或四肢。该方法可用于对身体部位的体积变化进行成像，特别是在血流或灌注下。

在另一示例中，节点102的垫402中的一个或更多个可以由其他类型的电磁能发射器代替，例如红外、可见光或近红外发光二极管(LED)。在一些示例中，如上所述，节点102可以是发射器、传感器或发射器/传感器的耦合。例如，在非自发射生理信号的情况下，可以使用耦合的发射器/传感器来获取信号。近红外发射器能够用于诸如近红外光谱或光学相干层析成像的过程中。标准应用806还能够包括一个或更多个功能或操作(如图1-8所示)。在一些另外的示例中，节点102中的一个或更多个可以是超声换能器，所述超声换能器被耦合以用于诸如回波描记术应用的应用中。如本文所使用的，超声换能器可以是发射器、接收器和/或收发器。

监测/输入设备200还可以包括一个或更多个处理器812以及可移动存储器814、不可移动存储器816、收发器818、输出设备820和输入设备822中的一个或更多个。在各种实现中，存储器802能够是易失性的(例如随机存取存储器(RAM))、非易失性(例如只读存储器(ROM)、闪存等)或两者的某种组合。存储器802可用于存储从电极组100接收的各种数据和/或通过网络504从监测服务502接收的数据。

存储器802还能够包括OS 804。OS 804包含支持基本功能的模块和软件，例如调度任务、执行应用程序和控制外围设备。在一些示例中，OS 804能够启用监测应用830、成像应用832，并且如上所述，经由收发器818提供其他功能。OS 804还能够启用监测/输入设备200以发送和检索其他数据并执行其他功能。应当注意，当前公开的主题的一个或更多个功能可以由OS 804以外的其他系统执行，例如固件/FFPGA/ASIC。

监测/输入设备200还能够包括一个或更多个处理器812。在一些实现中，处理器812能够是中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、CPU和GPU二者，或者任何其他处理单元，例如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)，作为示例而非限制。监测/输入设备200还可以包括附加的数据存储设备(可移动和/或不可移动)，例如磁盘、光盘或磁带。这种附加存储在图8中由可移动存储器814和不可移动存储器816示出。

非暂时性计算机可读介质可以包括易失性和非易失性、可移动和不可移动的有形物理介质，其以用于存储信息的技术实现，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。存储器802、可移动存储器814和不可移动存储器816都是非暂时性计算机可读介质的示例。非暂时性计算机可读介质包括但不限于RAM、ROM、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘ROM(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或能够用于存储所需信息并且能够由监测/输入设备200访问的任何其他有形物理介质。任何这样的非暂时性计算机可读介质可以是监测/输入设备200的部分，或者可以是单独的数据库、数据库、远程服务器或基于云的服务器。

在一些实施方式中，收发器818包括本领域已知的任何收发器。在一些示例中，收发器818能够包括无线调制解调器，以便于与其他部件(例如，在监测/输入设备200和网络504之间)、因特网和/或内联网以及无线网络适配器或其他有能力的设备的无线连接。

收发器818还可以包括一个或更多个无线电收发器，其执行经由天线(例如，Wi-Fi或

)发送和接收射频通信的功能。在其他示例中，收发器818可以包括用于经由一个或更多个有线网络进行通信的有线通信部件，例如有线调制解调器或以太网端口。收发器818能够启用监测/输入设备200以下载文件、访问web应用以及提供与上述系统和方法相关联的其他通信。

在一些实施方式中，输出设备820包括本领域已知的任何输出设备，例如显示器(例如，液晶或薄膜晶体管(TFT)显示器)、触摸屏、扬声器、振动机构或触觉反馈机构。因此，输出设备能够包括屏幕或显示器。输出设备820还能够包括扬声器或类似设备，以在接收到音频呼叫或视频呼叫时播放声音或铃声。输出设备820还能够包括用于一个更或多个外围设备的端口，例如耳机、外围扬声器或外围显示器。

在各种实施方式中，输入设备822包括本领域已知的任何输入设备。例如，输入设备822可以包括电极组100的一个或更多个部件。在另一示例中，输入设备822可以包括相机、麦克风或键盘/小键盘。输入设备822能够包括触敏显示器或键盘，以使用户能够经由web应用(例如，在web浏览器中)输入数据并作出请求和接收响应，进行音频和视频呼叫，以及使用标准应用806等。例如，监测/输入设备200可以是具有能够从电极组100接收数据的输入端口的蜂窝电话。触敏显示器或键盘/小键盘可以是标准的按钮字母数字多键键盘(例如常规QWERTY键盘)、触摸屏上的虚拟控件或一个或更多个其他类型的键或按钮，并且还可以包括操纵杆、滚轮和/或指定的导航按钮等。

目前公开的实例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本公开的范围由所附权利要求而不是前述描述来指示，并且在其等同物的含义和范围内的所有改变都旨在包含在其中。

Claims (17)

1.一种电极组(100)，所述电极组(100)包括：

多个节点(102)，包括至少一个第一节点(102)和一个第二节点(102)，所述第一节点(102)包括用于从正被研究的部位的第一部分接收电磁能的第一垫(402)，所述第二节点(102)包括用于从正被研究的部位的第二部分接收电磁能或用于向正被研究的部位的第一部分发送信号的第二垫(402)；

将所述第一节点(102)连接到所述第二节点(102)的至少一个连接器(104)，所述连接器(104)由以下形状形成，当拉力施加到所述第一节点(102)或第二节点(102)时，该形状提供从所述第一节点(102)与第二节点(102)之间的第一距离到所述第一节点(102)与第二节点(102)之间的一个或更多个第二距离的一致变形，其中，在未变形状态下，所述第一节点(102)和第二节点(102)是平面的，并且在变形状态下，所述第一节点(102)和第二节点(102)是非平面的，其中，所述连接器(104)的长度从所述未变形状态到所述变形状态保持恒定；

固定到所述第一节点(102)或第二节点(102)的至少一个对准标记(110)，所述至少一个对准标记(110)可移除地固定到正被研究的部位的受试者上的界标，其中，所述至少一个对准标记(110)被配置为在所述对准标记(110)正被固定到界标时将拉力传递到所述第一节点(102)或第二节点(102)；

所述连接器(104)内的第一导线(302)，所述第一导线(302)与所述第一节点(102)的第一垫(402)电连通并延伸到测量引线(106)；和

所述连接器(104)内的第二导线(302)，所述第二导线(302)与所述第二节点(102)的第二垫(402)电连通并延伸到测量引线(106)，其中，所述测量引线(106)终止于待插入到监测/输入设备中的测量连接器(104)。

2.根据权利要求1所述的电极组，还包括：

多个第三节点(102)，所述多个第三节点(102)中的至少一部分包括用于从所述正被研究的部位的多个第三部分接收电磁能的第三垫(402)；和

多个第二连接器(104)，所述多个第二连接器(104)将所述多个第三节点(102)中的至少一个连接到所述第一节点(102)或第二节点(102)，所述多个第二连接器(104)由以下形状形成，当拉力施加到所述至少一个对准标记(110)时，该形状提供从所述多个第三节点(102)中的至少一部分之间的第一距离到所述多个第三节点(102)中的至少一部分之间的一个或更多个第二距离的一致变形，其中，在未变形状态下，所述多个第三节点(102)是平面的，并且在变形状态下，所述多个第三节点(102)是非平面的。

3.根据权利要求2所述的电极组，还包括固定到所述多个第三节点(102)中的一个或更多个的多个第二对准标记(110)，所述多个第二对准标记(110)可移除地固定到所述正被研究的部位的受试者上的多个第二界标，其中，所述多个第二对准标记(110)被配置为在所述多个第二对准标记(110)正被固定到界标时将所述拉力传递到所述多个第三节点(102)中的至少一部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极组，还包括固定到所述第一节点(102)的第一垫加强件(406)，其中，所述第一垫加强件(406)确保所述第一垫(402)和第一导线(302)之间的电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电极组，其中，所述至少一个连接器(104)包括塑料基材、聚酰亚胺、聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)或非导电聚酯或聚合物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电极组，其中，所述形状包括正弦形状。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电极组，其中，所述形状包括螺旋形、双螺旋形、马蹄形或角形。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电极组，其中，所述垫(402)包括导电或半导电材料。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电极组，其中，所述第一垫(402)和/或第二垫(402)包括铜、铝、不锈钢、金、银或其合金。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电极组，其中，所述第一导线(302)和/或第二导线(302)包括铜、铝、不锈钢、金、银或其合金。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电极组，其中，所述第一垫(402)包括第一通孔(408)，并且所述第二垫(402)包括第二通孔(408)，所述第一通孔(408)和第二通孔(408)是允许注入增强与皮肤的电接触的导电材料的开口。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电极组，其中，所述电磁能是近红外光、红外光或可见光。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的电极组，还包括第四节点(102)，其中，所述第四节点(102)包括第四垫(402)，以从所述第三垫(402)接收由电磁传输产生的电磁能。

14.根据权利要求2至13中任一项所述的电极组，其中，至少一个第三节点(102)被配置用于接收传感器。

15.一种测量受试者的部位的电生理信号的方法，所述方法包括：

将根据权利要求1至14中任一项所述的电极组(100)靠近所述待测量的部位放置，

将至少一个对准标记(110)固定到正被研究的部位的受试者上的界标；

将测量引线(106)连接到监测/输入设备；和

在所述监测/输入设备中实例化监测应用，以开始测量所述受试者的部位的电生理信号。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括通过所述第一垫(402)的第一通孔(408)和所述第二垫(402)的第二通孔注入导电、声波或透光材料。

17.一种传感器组系统(500)，包括：

-根据权利要求1至14中任一项所述的传感器组(100)，其中，监测/输入设备被配置为接收从第一垫或第二垫接收的电生理信号的数据；和

-与所述监测/输入设备连通的监测服务，用于接收所述电生理信号的数据或向所述监测/输入设备发送指令。

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