ES2926646T3 - Manguito con registrador de señales integrado para mediciones de larga duración de bioseñales procedentes de un cuerpo vivo - Google Patents

Manguito con registrador de señales integrado para mediciones de larga duración de bioseñales procedentes de un cuerpo vivo Download PDF

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Tobias Bertos
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Berne Univ Of Applied Sciences
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Abstract

La presente solicitud se refiere a un manguito (1) basado en un material portador (4) con un registrador de señales integrado (2) para mediciones de bioseñales en la piel de un cuerpo vivo. Al menos un electrodo (21, 22) está conectado al material de soporte (4) a través de un material comprimible de forma reversible (6). Los electrodos (21, 22), la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) del registrador de señal (2) están basados en una misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5) ; el material portador (4) es un material portador elástico (4), y en el que los conductores (24) exhiben una forma serpenteante; y/o el material de soporte (4) comprende una capa tejida y/o no tejida (41) que está recubierta con una capa de polímero termoplástico (42). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Manguito con registrador de señales integrado para mediciones de larga duración de bioseñales procedentes de un cuerpo vivo
La presente invención se refiere a un manguito robusto, adaptable y fácil de usar con un registrador de señales integrado para mediciones de bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo, en particular para el registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo de un cuerpo humano, a un proceso para hacer el manguito, a un proceso para medir bioseñales con el manguito y al uso del manguito.
Las enfermedades cardiovasculares (ECV), tales como el accidente cerebrovascular, el infarto de miocardio o los trastornos del ritmo cardíaco, es decir, las arritmias cardíacas, son enfermedades muy extendidas en los países occidentales. Un método muy establecido para detectar arritmias raras y breves, tales como la fibrilación auricular paroxística, es el electrocardiograma (ECG) de larga duración, con duraciones de registro habituales de 24 a 48 horas. Para pacientes indicados, p. ej., que sufren un accidente cerebrovascular criptogénico donde se desconoce la etiología, se puede realizar una monitorización de ECG repetitivo o desencadenado por eventos de hasta 30 días. En tales casos, el registro de ECG prolongado muestra una tasa de detección más alta y un resultado de diagnóstico mejorado.
La tecnología del estado actual de la técnica para la monitorización clínica de ECG de larga duración son los llamados monitores Holter, que utilizan electrodos de piel pre-gelificados (húmedos). Sin embargo, los monitores Holter presentan limitaciones relacionadas con los electrodos durante la aplicación prolongada, tales como el secado del gel conductor y la alteración del adhesivo. Todas estas características reducen la calidad de la señal con el tiempo. Otros inconvenientes relacionados con el sistema de dichos monitores son los artefactos de movimiento de electrodos y cables, así como la reducción de la comodidad del paciente debido a las frecuentes irritaciones de la piel. Como conclusión de ello, a menudo se reduce la conformidad del paciente con dicha monitorización de ECG de larga duración.
Para superar las deficiencias del registro prolongado de ECG con monitores Holter, recientemente se han sugerido registradores diminutos de tipo parche. Sin embargo, estos dispositivos normalmente se basan también en electrodos húmedos, es decir, pre-gelificados, y utilizan adhesivos para fijar dichos registradores de tipo parche a la piel, lo que puede provocar irritaciones en la piel. Además, tales registradores de un solo uso tienen un diseño multicapas que tiene varios componentes integrados, lo que da como resultado procesos de fabricación complejos en comparación con los electrodos húmedos o secos pasivos.
Por lo tanto, existe la necesidad de un dispositivo para medir el ECG de larga duración que supere las desventajas de las tecnologías actuales. El dispositivo debe permitir la grabación de ECG de larga duración con una alta calidad de datos en cualquier momento del tiempo de grabación. Por lo tanto, dentro del lapso de tiempo de medición del ECG, no debe haber deterioro de los electrodos y el dispositivo, cuando se usa, no debe ser vulnerable a sufrir daños, incluso cuando el paciente está físicamente activo. Además, el dispositivo se debe usar sin el uso de un adhesivo para adherir los electrodos a la piel, para evitar potenciales irritaciones de la piel, y el uso del dispositivo no proporcionará incomodidad al paciente o solo reducirá levemente el confort del paciente. También debe ser posible que las personas utilicen el dispositivo en lugares del cuerpo con fuertes contracciones y relajaciones de los músculos bajo el dispositivo. Por lo tanto, el dispositivo debe, p. ej., poder también ser utilizable en la parte superior del brazo de un cuerpo humano.
Sorprendentemente, se ha encontrado que estos requisitos se pueden cumplir con un manguito (1) robusto, adaptable y fácil de usar con un registrador (2) de señales integrado para mediciones de bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo, en particular para un registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, en donde el manguito (1) se basa en un material (4) de soporte y el registrador (2) de señales comprende un electrodo (21) de tierra opcional, uno o más electrodos (22) de señal, un circuito principal (23) que comprende una base (23a), conductores (24) que conectan los electrodos (21,22) entre sí y/o a la base (23a) del circuito principal (23), en donde al menos un electrodo (21, 22) está conectado al material (4) de soporte mediante un material comprimible (6) de forma reversible, en el que
• los electrodos (21,22), la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) están basados en una y la misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5) y por lo tanto no presentan interfaces intermedias,
• el material (4) de soporte es un material (4) de soporte elástico que tiene un alargamiento de al menos el 10%, en particular de al menos el 50%, a una fuerza de tracción de 1 N, cuando se mide a 23 °C y 50% de humedad relativa, medido de acuerdo con la norma ISO 13934-1:2013, y en donde los conductores (24) presentan una forma de zigzag, forma de U, forma de Q y/o forma serpenteante, y
• en donde el material (6) comprimible de forma reversible
a) comprende un resorte, un elastómero o se basa en una o más capas de la FPCB (5) en forma helicoidal, y/o
b) puede comprimirse de forma reversible en al menos un 25%, cuando se aplica una fuerza de 1 N, medida a 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según DIN EN ISO 3386-1 (2015-10).
También se describe un proceso para fabricar el manguito (1), en el que
• el uno o más electrodos (22) de señal, la base (23a) del circuito principal (23), los conductores (24) y el electrodo (21) de tierra opcional están hechos de la misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5),
• el amplificador (23b), el controlador (23c), la batería (23d) y la memoria opcional (23e) y/o el transmisor o transceptor opcional (23f), el restaurador (23g) de CC opcional y/o el circuito (23h) de realimentación opcional están conectados a la base (23a) y por lo tanto al circuito principal (23), preferiblemente mediante soldadura dura, soldadura blanda, unión y/o pegado,
• los conductores (24) y la base (23a) del circuito principal (23) se montan en el material (4) de soporte,
• el material comprimible (6) de forma reversible se fija a al menos un electrodo (21, 22) y/o al material (4) de soporte, donde el material comprimible (6) conecta el electrodo (21,22) al material de soporte (4), y
el lado de la FBCB (5), que es opuesto a los electrodos (21,22), puede estar recubierto con un revestimiento dieléctrico opcional (58).
Además, también se reivindica un proceso para medir bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo, en particular para el registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, con el manguito (1) según la invención, en el que el manguito (1) con el registrador (2) de señales integrado se coloca en un cuerpo vivo, en particular en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, reduce opcionalmente la tensión común con el circuito (23h) de realimentación opcional, se miden las bioseñales, preferiblemente de forma continua, con los electrodos (21, 22), opcionalmente amplificadas y/o filtradas por el preamplificador o amplificador separador (22a), y se transmiten a través de los conductores (24) al circuito principal (23) del registrador (2) de señales.
Adicionalmente, también se reivindica el uso del manguito (1) según la invención para registrar bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo.
El manguito (1), el proceso para fabricar el manguito (1), el proceso para medir bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo y el uso del manguito (1) según la invención comprenden sorprendentemente muchas ventajas.
El manguito (1) permite una medición directa de bioseñales sobre la piel exterior de un cuerpo vivo. Por lo tanto, el manguito (1) se puede utilizar para medir un amplio intervalo de bioseñales sobre la piel de los cuerpos vivos, es decir, no se limita a los cuerpos humanos. El manguito (1) se puede utilizar en varias posiciones tales como, por ejemplo, en humanos, en la parte superior del brazo y/o en el torso. El hecho de que las mediciones de ECG se puedan realizar con alta calidad en la parte superior del brazo de un ser humano es una gran sorpresa y no se podía esperar.
Sorprendentemente, el manguito (1) proporciona una gran comodidad cuando se usa. No se requieren cables externos y la fijación del manguito (1) es fácil, en particular cuando el manguito (1) posee propiedades elásticas. Por lo tanto, el propio paciente puede quitarse y ponerse el manguito (1), p. ej., al tomar una ducha. Los electrodos (21, 22) tienen siempre un buen contacto con la piel, debido al material comprimible (6) de forma reversible, incluso cuando la forma de la piel está cambiando, p. ej., debido a la tensión y relajación muscular.
Según la invención, el manguito (1) se basa en un material (4) de soporte elástico, es decir, flexible, el manguito (1) también se puede usar fácilmente durante días en partes del cuerpo con dimensiones cambiantes, p. ej., debido a los movimientos musculares. Y así, cuando se usa correctamente, el manguito (1) proporciona una presión constante del material (4) de soporte a los electrodos (21, 22) sobre la piel. Por lo tanto, los artefactos de movimiento de los electrodos se pueden reducir y la calidad de la señal a lo largo del tiempo se mejora significativamente.
Según la invención. los electrodos (21,22), la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) del registrador (2) están basados en una y la misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5) y por tanto, no presentan interfaces intermedias, los electrodos (21, 22) pueden ser electrodos secos. Por lo tanto, el registrador (2) no se rompe ni experimenta problemas de conexión, incluso bajo un fuerte esfuerzo físico. Además, se reducen los artefactos de movimiento del cable. Estas características dan como resultado un manguito (1) particularmente robusto y fácil de usar. Adicionalmente, se mejora la adaptabilidad del manguito (1) a la piel del cuerpo vivo.
Según la invención, el material (4) de soporte es un material (4) de soporte elástico que tiene un alargamiento de al menos el 10%, en particular de al menos el 50%, a una fuerza de tracción de 1 N, cuando se mide a 23 °C y 50% de humedad relativa, medido según ISO 13934-1:2013, y los conductores (24) presentan forma de zigzag, forma de U, forma de Q y/o forma serpenteante, el manguito (1) permite absorber movimientos de la piel de un cuerpo vivo, p. ej., procedentes de la tensión y relajación muscular, en particular para el registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano. Por lo tanto, la forma de zigzag, la forma de U, la forma de Q y/o la forma serpenteante de los conductores (24) permiten tanto alargar como curvar los conductores (24). Esto es de particular importancia cuando los conductores (24) están dispuestos directamente sobre el material (4) de soporte. Por lo tanto, los conductores (24) pueden seguir todos los movimientos del material (4) de soporte, incluso cuando los conductores (24) son a base de un material rígido que en sí mismo no permite el alargamiento o el curvado en la medida solo del material (4) de soporte. Así, estas características dan como resultado un manguito (1) particularmente adaptable, fácil de llevar y robusto. Además, se evitan problemas de conexión entre los electrodos (21, 22) y la piel para mantener continuamente una alta calidad de las bioseñales medidas.
Cuando el material (4) de soporte comprende una capa (41) tejida y/o no tejida recubierta con una capa (42) de polímero termoplástico, en donde la capa (42) de polímero termoplástico comprende preferiblemente poliuretano (PU), el registrador (2) - en particular, la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) del registrador (2) - se pueden fijar fácilmente al material (4) de soporte, p. ej., por estratificación usando calor y/o presión para proporcionar una conexión fuerte y duradera entre el registrador (2) y el material (4) de soporte. Como tal, la separación del registrador (2) del material (4) resulta esencialmente imposible en condiciones de uso estándar. Estas características mejoran aún más la robustez y la facilidad de uso del manguito (1). Adicionalmente, se mejora la adaptabilidad del manguito (1) a la piel del cuerpo vivo. Además, estas características permiten una producción simple y directa del manguito (1) sin etapas de producción adicionales y una fácil integración del registrador (2) en el manguito (1).
Así, el manguito (1) robusto, adaptable y fácil de usar con un registrador (2) de señales integrado se puede lograr con dichas características independientes, en donde la combinación de dos o incluso de las tres características aumentan la robustez, la adaptabilidad y la facilidad de uso del manguito (1) aún más. Y como tal, el manguito (1) con el registrador (2) de señales integrado es un manguito (1) que se puede estirar y curvar en todas las dimensiones. Por lo tanto, es un manguito (1) flexible, extensible y que se puede curvar en 3-D.
El documento US-A-2017/0281038 describe un dispositivo portátil para monitorizar continuamente una condición de un sujeto, en el que el dispositivo comprende una pluralidad de sensores y un circuito de procesamiento acoplado a los sensores. La pluralidad de sensores y el circuito están formados en un material a base de polímero que comprende una pluralidad de aberturas a través de las cuales sobresale la pluralidad de electrodos desde el interior del material a base de polímero hacia el exterior de dicho material. El material a base de polímero está configurado para adaptarse a una superficie del sujeto sin causar degradación de la señal en los sensores y circuitos. Dicho material a base de polímero puede comprender Parileno C, siendo usado un polímero de poli(p-xilileno) como barrera dieléctrica y contra la humedad. Sin embargo, no se describe un material comprimible de forma reversible, y tampoco se dice nada sobre placas de circuito impreso flexibles (FPCB), un material de soporte elástico y material de soporte que está recubierto con una capa de polímero termoplástico. Se observa que los polímeros de Parileno no pueden formar materiales comprimibles de forma reversible según la invención.
El documento US-A-2015/0313542 describe un artículo portátil que comprende una banda flexible, uno o más biosensores ubicados en la banda flexible, una o más unidades de procesamiento ubicadas en la banda flexible y al menos un mecanismo de conexión configurado para conectar al menos un extremo de la banda flexible a un alojamiento de una esfera de reloj. El módulo de detección puede comprender cloruro de plata, por lo que se describen módulos de detección húmedos. Sin embargo, no se mencionan los electrodos secos que son parte integral de un FPCB. Tampoco dice nada sobre los conductores que exhiben una forma de zigzag, forma de U, forma de Q y/o una forma serpenteante. Además, no describe un material de soporte que esté recubierto con una capa de polímero termoplástico y/o que tenga un alargamiento mínimo definido.
Adicionalmente, no describe conexiones flexibles que permitan el ensanchamiento, p. ej., de la parte superior del brazo. Así, el artículo descrito no es adecuado para registrar un ECG de larga duración en la parte superior del brazo de un cuerpo humano, p. ej., no exhibe propiedades robustas y adaptables.
El documento WO-A-2010/088325 describe un dispositivo que comprende un sustrato y una pluralidad de electrodos montados en el sustrato y configurados para detectar una señal de ECG de un paciente cuando la pluralidad de electrodos se coloca en contacto con el paciente. No se describe una FPCB como material de soporte que está recubierto con una capa de polímero termoplástico. Tampoco dice nada sobre los conductores que exhiben una forma de zigzag, forma de U, forma de Q y/o una forma serpenteante.
El documento EP-A-3 292 885 describe una disposición de conductor de electrodo que se puede estirar para un implante médico que tiene al menos una pista conductora en zigzag o serpenteante sobre un soporte de aislamiento con una cubierta de aislamiento que está estrechamente conectada con el soporte y que integra la pista conductora. El soporte es de un material que esencialmente no se puede estirar y está cortado en un patrón de zigzag o serpenteante para adaptarlo al contorno de la(s) pista(s) conductora(s). La disposición de conductores de electrodos comprende múltiples pistas conductoras con vías a polos de electrodos en forma de disco seleccionados. La disposición del conductor está diseñada para convertirse en parte de un implante médico tal como un catéter eléctricamente activo. Por lo tanto, se propone que se disponga alrededor de un tubo de silicona o de PU que se puede estirar. Sin embargo, los electrodos no contienen otros componentes y no se describe un circuito principal. Además, no se menciona un manguito que comprenda un material comprimible reversible ni que realice mediciones de ECG.
Y el documento EP-A-3 225 156 describe un dispositivo portátil adaptable que mide las condiciones fisiológicas, los métodos de funcionamiento del dispositivo y los programas informáticos para su uso con el dispositivo. Proporciona una mayor fiabilidad en los datos debido a la estructura adaptativa. Además, se proporciona un aparato que incluye una estructura de soporte configurada para encerrar al menos parcialmente el torso o un apéndice de un usuario, un módulo de resorte dispuesto en la estructura de soporte, así como una primera sección de circuitos flexibles y un primer sensor, ambos dispuestos en el módulo de resorte. El sensor está configurado para monitorizar al usuario y dispuesto en el circuito flexible. El sensor está integrado dentro de un material polímero. El dispositivo está diseñado para medir bioseñales y señales vitales, como, entre otras, un ECG. Sin embargo, la medición de dichas bioseñales, y en particular del ECG, no se describe lo suficiente como para ser permitida por un experto en la técnica. Además, poco se dice sobre la estructura de soporte.
El manguito (1)
El manguito (1) según la invención es un manguito (1) robusto, adaptable y fácil de usar diseñado para mediciones de bioseñales sobre la piel, es decir, en la superficie exterior, de un cuerpo vivo, y/o para mediciones de larga duración, es decir, de hasta 30 días. Como tal, el manguito (1) comprende un registrador (2) de señales integrado.
El término "manguito robusto (1)" se refiere a un manguito que no tiene problemas de conexión, incluso después de un uso prolongado del manguito (1), p. ej., en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, y después de un número ilimitado de contracciones y relajaciones musculares durante el uso del manguito (1). Por lo tanto, la medición de las bioseñales no se interrumpe en ningún momento.
El término "manguito adaptativo (1)" se refiere a un manguito que se adapta, básicamente durante todo el tiempo que se usa el manguito (1), a la piel de un cuerpo vivo, también durante las contracciones y relajaciones de los músculos encerrados por el manguito (1). Como tal, los electrodos (21, 22) del manguito (1) mantienen el contacto con la piel del cuerpo vivo y se proporciona constantemente una buena calidad de las bioseñales medidas, independientemente de cualquier movimiento de los músculos encerrados por el manguito (1).
El término "manguito (1) fácil de utilizar" se refiere a un manguito que es fácil de usar para el individuo y, como tal, usar el manguito (1) no es una molestia. Por lo tanto, no es necesario tener en cuenta el manguito (1) durante la vida diaria del individuo, incluso cuando los músculos encerrados por el manguito (1) están contraídos, p. ej., durante la actividad física.
Según la invención, se entiende que el término "bioseñal" se refiere a las señales bioeléctricas variables en el tiempo que se miden y tienen potencial de diagnóstico. Así, las bioseñales que se pueden medir con el manguito (1) pueden ser bioseñales de electrocardiografía (ECG), electroencefalografía (EEG), electromiografía (EMG) u otras bioseñales procedentes de mediciones de pletismografía, impedancia y/o temperatura.
Según la invención, se entiende que el término "cuerpo vivo" se refiere un cuerpo humano vivo así como a cuerpos de animales vivos, en particular mamíferos, que tienen un tamaño mínimo determinado. El experto en la técnica puede evaluar fácilmente el tamaño mínimo requerido del ser humano o animal.
En una realización particularmente preferida, el manguito (1) está dedicado a registrar un ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano.
En otra realización preferida, el manguito (1) no está configurado para conectarse mediante cables a un alojamiento de una esfera de reloj. Además, el manguito (1) no es, entre otras cosas debido a su tamaño, preferiblemente adecuado para ser usado en la muñeca. Se observa que las bioseñales, en particular las señales de ECG, son débiles al nivel de la muñeca.
El manguito (1) se puede usar en la parte superior del brazo, en la parte superior de la pierna o en el torso, es decir, en la parte superior del cuerpo. Debería ser posible colocar el manguito (1) lo suficientemente apretado alrededor del lugar objetivo, p. ej., alrededor de la parte superior del brazo o del torso, del cuerpo vivo.
Como tal, lo más preferiblemente es ajustado a la piel. Así, el manguito (1) puede ser un manguito redondo elástico que puede colocarse, p. ej., alrededor de un brazo. Alternativamente, o además, el manguito (1) puede comprender un cierre, p. ej., un cierre gancho y bucle, un cierre a presión, un broche y/o un cierre para ajustar el manguito (1) al tamaño individual requerido.
El manguito (1) puede ser un manguito dedicado únicamente a medir las bioseñales. Alternativamente, el manguito (1) puede combinarse con otro manguito, p. ej., un manguito para medir la presión arterial, lo que da como resultado un manguito multifuncional para medir tanto bioseñales como el ECG así como la presión arterial.
El manguito (1) según la invención se basa en un material (4) de soporte y el registrador (2) de señales. Este último comprende un electrodo (21) de tierra opcional, uno o más electrodos (22) de señal, un circuito principal (23) que comprende una base (23a), así como conductores (24) que conectan los electrodos (21, 22) entre sí y/o a la base (23a) del circuito principal (23). Los conductores (24), y por lo tanto la mayor parte del registrador (2), se conectan normalmente al material (4) de soporte. Además, al menos uno, preferiblemente todos los electrodos (21, 22) están conectados al material de soporte (4) a través del material comprimible (6) de forma reversible. La base (23a) del circuito principal (23) puede estar conectada al material (4) de soporte y/o a un electrodo (21, 22), p. ej., al electrodo (21) de tierra, si está presente.
En una realización particularmente preferida, los electrodos (21,22) del manguito (1) son electrodos secos.
Según la invención, los electrodos (21, 22), la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) están basados en una y la misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5) y por lo tanto no exhiben interfaces intermedias, y
• el material (4) de soporte del manguito (1) es un material (4) de soporte elástico que tiene un alargamiento de al menos el 10%, en particular de al menos el 50%, a una fuerza de tracción de 1 N, cuando se mide a 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según ISO 13934-1:2013,
• opcionalmente, el material (4) de soporte comprende una capa (41) tejida y/o no tejida recubierta con una capa (42) de polímero termoplástico, en donde la capa (42) de polímero termoplástico comprende preferiblemente
• en particular se basa en - poliuretano (PU), en donde los electrodos (21, 22) son preferiblemente electrodos secos.
La placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5)
Según la presente invención, los electrodos (21, 22), la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) están basados en una y la misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5). Por lo tanto, no presentan interfaces intermedias y, por lo tanto, no pueden romperse cuando se usan de acuerdo con las instrucciones. Por lo tanto, el registrador (2) no se rompe ni experimenta problemas de conexión, incluso bajo un fuerte esfuerzo físico.
En una realización preferida, la placa de circuito impreso flexible FPCB (5) es un material compuesto estratificado que comprende una primera capa (51) de material conductor como capa de contacto con la piel, en particular con la piel del brazo (3), una primera capa dieléctrica (52), una capa (53) de señal, opcionalmente una capa adhesiva (54), otra capa dieléctrica (55), una capa (56) de señal adicional opcional y/o una capa (57) de máscara de soldadura opcional, en donde la primera capa (51) de material conductor se puede mecanizar con láser y/o recubierta para proporcionar un patrón de 3-D, y/o el lado de la FPCB (5), que es opuesto a los electrodos (21, 22), se puede recubrir con un revestimiento dieléctrico opcional (58). Estas capas pueden disponerse en dicho orden. Sin embargo, pueden estar en cualquier orden, siempre que las capas conductoras (51,53, 56) estén separadas entre sí por una capa dieléctrica (52, 55). Además, la FPCB (5) puede comprender capas adicionales, p. ej., otras capas de señal y capas dieléctricas. El experto conoce la FPCB óptima para usos específicos y puede hacer la selección. Adicionalmente, también es capaz de fabricar FPCB adecuadas. El lado de la FPCB (5), que es opuesto a los electrodos (21, 22), puede estar recubierto con un revestimiento dieléctrico (58). El revestimiento dieléctrico opcional (58) comprende preferiblemente un material de tipo Parileno. Dichos materiales de tipo Parileno, tales como Parileno C, Parileno D, Parileno HT o Parileno N, son materiales de revestimiento polímero hidrófobos e inertes basados en Poli-p-xilileno y/o polímeros halogenados del mismo. Un revestimiento preferido comprende Parileno C o es un revestimiento de múltiples componentes a base de Parileno C, SiO2 y cerámica. Los materiales de tipo Parileno y los revestimientos que los contienen son conocidos por los expertos en la técnica.
Aunque la capa (56) de señal se puede cubrir con la capa (57) de máscara de soldadura opcional, puede ser ventajoso recubrir además los componentes (5b-h) con un revestimiento dieléctrico opcional (58), tal como un revestimiento que comprende un material de tipo Parileno. Se observa que las capas (56, 57) y el revestimiento (58) están dispuestos en el lado de la FPCB (5) que está opuesto a los electrodos (21,22).
La primera capa (51) de material conductor está presente en los electrodos (21,22), pero normalmente se elimina, p. ej., por grabado, para el circuito principal (23) y los conductores (24). La capa (51) está conectada por un acceso interconectado vertical (vía) con la capa (53) de señal, que a su vez está conectada al circuito principal (23). Por lo tanto, la capa (51) mide bioseñales sobre la piel. Luego son transportadas a través de la vía a la capa (53) de señal, opcionalmente amplificadas y/o filtradas por el preamplificador o amplificador separador (22a), y luego transportadas al circuito principal (23) para su procesamiento.
En una realización, la primera capa (51) de material conductor está integrada, es decir, es la capa (53) de señal. Como tal, un área específica de la capa (53), p. ej., del tamaño de una capa típica (51), es decir, el electrodo, no está cubierto por la capa dieléctrica (52) para proporcionar un contacto eléctrico adecuado con la piel.
En otra realización, la primera capa (51) de material conductor está integrada, es decir, es la capa (53) de señal. Como tal, un área específica de la capa (53), p. ej., del tamaño de una capa típica (51), es decir, el electrodo, está cubierto por la capa dieléctrica (52) y, por lo tanto, la capa (53) de señal está acoplada capacitivamente a la piel.
La primera capa (51) de material conductor se puede mecanizar con láser y/o recubrir para proporcionar un patrón en 3-D para un mejor contacto eléctrico con la piel y, así, para obtener incluso una mejor calidad de señal, p. ej., una relación señal-ruido mejorada. Los materiales adecuados, no limitantes, para recubrir la capa (51) son materiales eléctricamente conductores e incluyen plata (Ag), oro (Au), cobre (Cu), oro de inmersión en níquel no electrolítico (ENIG), iridio-platino (Ir-Pt), dióxido de iridio (IrO2), nitruro de titanio (TiN) y/o polímeros tales como poli-3,4-etilendioxitiofeno (PEDOT) y plata-polidimetilsiloxano (Ag-PDMS). El grosor de tal revestimiento puede estar entre 0,05 pm y 1 pm, medido con rayos X según DIN ISO 3497 o, si no es adecuado para el caso específico, microscopía electrónica de barrido (SEM). El experto puede hacer la selección adecuada.
La capa (51) de material conductor y una o más capas (53, 56) de señales pueden ser del mismo material o de otro diferente. Los materiales conductores adecuados para las capas (51, 53, 56) son conocidos por los expertos. Los materiales no limitantes, pero preferidos para las capas conductoras (51, 53, 56) incluyen Cu, Au, Ni, Cr, Pd, Al, Ag, Sn, Pt, Ir- Pt y/o polímeros eléctricamente conductores tales como PEDOT o Ag-PDMS. El grosor de la capa (51) está preferiblemente entre 5 pm y 50 pm, en particular entre 10 pm y 30 pm. El grosor de la capa (53) está preferiblemente entre 5 pm y 50 pm, en particular entre 5 pm y 20 pm. Y el grosor de la capa opcional (56) está preferiblemente entre 5 pm y 50 pm, en particular entre 10 pm y 40 pm, medido con rayos X según DIN ISO 3497 o, si no es adecuado para el caso específico, microscopía electrónica de barrido. (SEM). El experto puede hacer la selección adecuada.
La primera y las capas dieléctricas adicionales (52, 55) separan las capas conductoras (51, 53, 56) entre sí. Los materiales dieléctricos adecuados para las capas (51, 53, 56) son conocidos por los expertos. Los materiales no limitantes, pero preferidos para las capas dieléctricas (52, 55) incluyen polímero de cristal líquido (LCP) y/o poliimida (PI). El LCP, como ejemplo, proporciona una serie de propiedades ventajosas, que incluyen biocompatibilidad, alta flexibilidad mecánica y resistencia, buenas características dieléctricas, capacidades de circuito multicapas, alta compatibilidad con el material de la máscara de soldadura, alta durabilidad, muy baja absorción de agua, excelentes propiedades eléctricas de alta frecuencia y, por lo tanto, es adecuado para aplicaciones de RF y es químicamente inerte. Además, el LCP permite recortar formas arbitrarias a partir de una lámina de FPCB, p. ej., por corte con láser.
El grosor de la capa (52) está preferiblemente entre 10 pm y 200 pm, en particular entre 25 pm y 100 pm, y el grosor de la capa (55) está preferiblemente entre 5 pm y 50 pm, en particular entre 5 pm y 20 pm. Y el grosor de la capa opcional (56) está preferiblemente entre 10 pm y 100 pm, en particular entre 15 pm y 50 pm, medido con rayos X según DIN ISO 3497 o, si no es adecuado para el caso específico, microscopía electrónica de barrido. (SEM). El experto puede hacer la selección adecuada.
La capa adhesiva opcional (54) adhiere típicamente una capa conductora (51,53, 56) a una capa dieléctrica (52, 55). Dependiendo de las capas conductoras (51,53, 56) y las capas dieléctricas (52, 55) utilizadas específicamente y/o del proceso para fabricar la FPCB, la capa adhesiva (54) podría omitirse. Los adhesivos adecuados para la capa (54) están disponibles comercialmente y son conocidos por los expertos en la técnica. Un adhesivo no limitativo, pero preferido, incluye ULTRALAM®, en particular ULTRALAM® 3908. También puede hacer la mejor selección. Un grosor típico de la capa (54) oscila preferiblemente entre 5 pm y 50 pm, en particular entre 10 pm y 40 pm, medido con rayos X según DIN ISO 3497 o, si no es adecuado para el caso específico, microscopía electrónica de barrido ( SEM). El experto puede hacer la selección adecuada.
La capa (57) de máscara de soldadura opcional forma, cuando está presente, la capa final de la FPCB (5) y, por lo tanto, cubre y protege la capa inferior. En caso de que este último sea, p. ej., una capa dieléctrica (52, 55) con suficiente resistencia al medio ambiente, la capa (57) puede ser omitida. Los materiales adecuados para la capa (57) están disponibles comercialmente y son conocidos por el experto en la técnica. También puede hacer la mejor selección. Un grosor típico de la capa (57) oscila preferiblemente entre 5 pm y 50 pm, en particular entre 10 pm y 40 pm, medido con rayos X según DIN ISO 3497 o, si no es adecuado para el caso específico, microscopía electrónica de barrido (SEM). El experto puede hacer la selección adecuada.
El registrador (2) de señales
El registrador (2) de señales comprende un electrodo (21) de tierra opcional, uno o más electrodos (22) de señal, un circuito principal (23) y conductores (24).
En una realización preferida particular, el uno o más electrodos (21, 22) son electrodos secos. Como tal, no se requieren líquidos y, por lo tanto, se eliminan las principales limitaciones de los electrodos húmedos, tales como el deterioro o la irritación de la piel cuando se usan sobre piel viva a lo largo del tiempo. Así, los electrodos secos (21, 22) son parte integral de la FPCB (5), es decir, los electrodos (21,22) están hechos de una y la misma FPCB (5), es decir, típicamente se basan en la primera capa (51) de material conductor. Por lo tanto, los electrodos secos (21,22) están hechos a partir de la FPCB (5).
Además, los electrodos (21,22) y/o la sección de los conductores (24) más próxima a los electrodos (21, 22), tienen preferentemente forma de espiral para añadir libertad de movimiento tanto en el plano horizontal como en la dirección vertical. Esto podría reducir los artefactos de señal relacionados con los movimientos del cuerpo, tal como el movimiento de los electrodos en relación con la piel. Para aumentar la presión de contacto, los electrodos están equipados con el material comprimible (6) de forma reversible colocado entre el tejido y la capa (57) de máscara de soldadura del electrodo (21, 22). Se entiende que el término "en forma de espiral" incluye una sola espiral, es decir, un solo conductor (24) forma una espiral, así como una doble, triple o multiespiral, es decir, una doble, triple o múltiple hélice, es decir, dos, tres o incluso más conductores (24) forman juntos al menos una espiral o hélice. Así, puede exhibir una forma helicoidal, en donde este término incluye una forma de múltiple hélice.
El electrodo (21) de tierra es opcional, aunque en general recomendable, ya que su presencia mejora la calidad de la señal. Sin embargo, si p. ej., el espacio para el registro de señales es demasiado escaso, p. ej., al medir el ECG en la parte superior del brazo de un bebé prematuro, se puede omitir el electrodo (21) de tierra.
En una realización preferida, el registrador (2) de señales comprende un electrodo (21) de tierra, en el que el circuito principal (23) está fijado al electrodo (21) de tierra, es decir, a la capa opuesta a la primera capa (51) de material conductor, que entrará en contacto con la piel, del electrodo (21) de tierra.
El registrador (2) comprende al menos un electrodo (22) de señal. Para una recogida de datos mejorada, y cuando el espacio lo permita, es útil que el registrador (2) comprenda dos o más electrodos (22) de señales.
En una realización preferida, la FPCB (5) es un material compuesto en capas, y
i) los electrodos (21, 22) son electrodos secos, en donde la primera capa (51) de material conductor constituye la parte de registro de los electrodos (21,22), es decir, la capa (51) registra las bioseñales procedentes de la piel y las conduce al circuito principal (23),
ii) la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) normalmente no contienen la primera capa (51) de material conductor de la FPCB (5). Sin embargo, la base (23a) y los conductores (24) comprenden, y consisten particularmente de, la primera capa dieléctrica (52), la capa (53) de señal, la capa adhesiva (54), la otra capa dieléctrica (55), y la capa (56) de señal opcional y/o la capa (57) de máscara de soldadura, y/o
iii) los conductores (24) presentan una forma de zigzag, de U, de Q y/o serpenteante.
Los ejemplos no limitativos de un preamplificador adecuado o un amplificador separador (22a) incluyen circuitos de amplificadores operacionales (opamp) inversores o no inversores dedicados o, en el caso del amplificador separador, circuitos seguidores de tensión construidos usando amplificadores operacionales o circuitos de transistores de efecto de campo (MOSFET) de semiconductores de óxido metálico.
En una realización preferida, el circuito principal (23) del manguito (1) según la presente invención comprende además de la base (23a) un amplificador (23b), un controlador (23c), opcionalmente una batería (23d). Además, el circuito principal (23) puede comprender como componentes opcionales una memoria (23e), un transmisor o transceptor (23f), un restaurador (23g) de CC y/o un circuito (23h) de realimentación, aunque al menos, o bien una memoria (23e) o un transmisor o transceptor (23f) es parte del circuito principal (23). Alternativamente, o además, el uno o más electrodos (22) de señal comprenden un preamplificador o un amplificador separador (22a), para convertirse así en un denominado electrodo activo. Por lo tanto, las señales registradas procedentes de la primera capa (51) de material conductor se amplifican previamente, preferiblemente lo más cerca posible del punto de medición. Esto conduce a una menor susceptibilidad al acoplamiento de campo magnético o eléctrico y, por lo tanto, a una calidad de señal finalmente más alta. El transmisor o transceptor (23f) puede ser alimentado por la batería (23d) del circuito principal (23), o el transmisor o transceptor (23f) puede ser alimentado por una fuente de alimentación externa, haciendo así redundante la batería (23d) del circuito (23). Alternativamente, o además, el transmisor o transceptor (23f) puede utilizarse para recargar la batería (23d) del circuito principal (23). En este caso, el transmisor o transceptor (23f) normalmente comprende una bobina.
En otra realización preferida, el amplificador (23b), el controlador (23c), la batería opcional (23d), la memoria opcional (23e), el transmisor o transceptor opcional (23f), el restaurador opcional (23g) de CC y/ o el circuito (23h) de realimentación opcional del circuito principal (23) están conectados a al menos una de las capas (53, 56) de señal de la base (23a), en donde el lado de la FPCB (5), que es opuesto a los electrodos (21, 22), puede recubrirse con el revestimiento dieléctrico opcional (58). Los componentes (23b-h) son componentes comercialmente disponibles y conocidos por el experto en la técnica. Él es muy capaz de hacer la mejor selección. Además, sabe cómo ensamblarlos correctamente y conectarlos a al menos una de las capas (53, 56) de señal para dar como resultado un circuito principal (23) con un rendimiento optimizado.
El amplificador (23b) amplifica la señal analógica registrada para un procesamiento adecuado de la señal. Un ejemplo no limitativo de un amplificador adecuado (23b) es un amplificador de instrumentación de fuente única alimentado por batería con una ganancia de aproximadamente 20 dB, un ancho de banda de 3 dB de 0,5 Hz-250 Hz y un CMRR de aproximadamente 100 dB.
El controlador (23c) convierte la bioseñal analógica amplificada a una señal digital, proporciona filtrado opcional y almacena esa señal en la memoria (23e) y/o la transmite a través del transmisor o transceptor (23f) a un receptor externo. Un ejemplo no limitativo de un controlador adecuado (23c) incluye una CPU de 16 bits, entradas y salidas, memoria no volátil de 128 KB, RAM de 8 KB y un convertidor de analógico a digital de 12 bits con 10 canales, utilizando un reloj del sistema de 12 MHz.
La batería (23d) proporciona a los distintos componentes del circuito principal (23) suficiente energía eléctrica. Un ejemplo no limitativo de una batería adecuada (23d) incluye una batería de iones de litio con una tensión nominal de 4,2 V, que tiene una capacidad de 2000 mAh.
La memoria (23e) almacena los datos adquiridos y/o procesados. Un ejemplo no limitativo de una memoria adecuada (23e) incluye una memoria flash NAND no volátil, que tiene una capacidad de, p. ej., 8 GB
El transmisor o transceptor (23f) transmite, es decir, lee, los datos adquiridos y/o procesados bajo demanda, en base a un intervalo predefinido y/o permanentemente mediante una conexión inalámbrica a un ordenador externo, teléfono inteligente, reloj inteligente u otro receptor adecuado. El transmisor o transceptor (5f) puede comprender una bobina que permite la transmisión de energía inalámbrica, es decir, la transferencia de energía inalámbrica (WPT), la transmisión de energía inalámbrica (WET) o la transferencia de energía electromagnética, más típicamente haciendo uso de un campo electromagnético. Así, la batería (5d) del circuito principal (5) podrá recargarse a través del transmisor o transceptor (5f). Un ejemplo no limitativo de un transmisor o transceptor adecuado (23f) incluye una interfaz compatible con el controlador (23c), un módulo Bluetooth® de Baja Energía o inalámbrico que utiliza otra tecnología de red de baja energía, RFID tal como NFC y/o comunicación inalámbrica óptica tal como NIR y una antena.
El restaurador (23g) de CC elimina el desplazamiento de la bioseñal amplificada, introducida por los potenciales de desplazamiento del electrodo y/o conductor, y por lo tanto mantiene la señal de salida en el intervalo de modo común requerido del amplificador (23b). Un ejemplo no limitativo de un restaurador (23g) de CC adecuado incluye un circuito opamp integrador inversor.
El circuito (23h) de realimentación fuerza el potencial del cuerpo a un potencial de circuito favorable, p. ej., la tensión de alimentación media y suprime activamente la tensión de modo común mediante realimentación negativa en el cuerpo y, por lo tanto, en la entrada del amplificador. Un ejemplo no limitante de un circuito (23h) de realimentación adecuado incluye un circuito opamp de filtro pasa bajos inversor.
Los conductores (24) conectan los electrodos (21,22) entre sí y/o a la base (23a) del circuito principal (23) y conducen la bioseñal registrada con los electrodos (21, 22), es decir, con la primera capa (51) de material conductor, al circuito principal (23).
Los conductores (24) presentan preferiblemente una forma en zigzag, en forma de U, en forma de Q y/o serpenteante. Así, los conductores (24) - y por lo tanto el registrador (2) de señales - también pueden estirarse. Esto permite que el registrador (2), cuando se fija al material (4) de soporte, se estire a medida que se estira el material de soporte (4).
El material (4) de soporte
El manguito (1) según la invención está formado por un material (4) de soporte como base, en el que está integrado el registrador (2) de señales.
El material (4) de soporte puede comprender una sola capa o dos o más capas. El material (4) de soporte también puede ser, o comprender, p. ej., un manguito comercialmente disponible para medir la tensión arterial.
Según la presente invención, el material (4) de soporte es un material (4) de soporte elástico que tiene un alargamiento de al menos el 10%, en particular de al menos el 50%, a una fuerza de tracción de 1 N, cuando se mide a 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según ISO 13934-1:2013. Así, los conductores (24) presentan preferentemente una forma de zigzag, de U, de Q y/o serpenteante.
En otra realización particularmente preferida de la presente invención, el material (4) de soporte comprende una capa (41) tejida y/o no tejida que está recubierta con una capa (42) de polímero termoplástico. La capa (42) de polímero termoplástico permite una fijación fácil y directa de la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) basados en la FPCB (5) sobre el soporte (4), p. ej., por estratificación usando calor y/o presión. Los polímeros termoplásticos adecuados para la capa (42) están disponibles comercialmente y son conocidos por el experto en la técnica. Un polímero termoplástico particularmente preferido comprende - en particular se basa en - poliuretano (PU). El grosor de la capa (42) está preferiblemente entre alrededor de 5 gm y 75 gm, en particular entre alrededor de 10 gm y 60 gm, medido con un micrómetro óptico.
En otra realización particularmente preferida aún de la presente invención, el material (4) de soporte es un material (4) de soporte elástico i) que tiene un alargamiento de al menos el 10%, en particular de al menos el 50%, con una fuerza de tracción de 1 N, medido a 23 °C y 50% de humedad relativa, medido según ISO 13934-1:2013. Así, los conductores (24) exhiben preferentemente una forma de zigzag, forma de U, forma de Q y/o forma serpenteante, y ii) comprende una capa (41) tejida y/o no tejida que está recubierta con una capa (42) de polímero termoplástico, en donde la capa (42) de polímero termoplástico comprende preferiblemente, y en particular se basa en, poliuretano (PU). El grosor de la capa (42) está preferiblemente entre alrededor de 5 gm y 75 gm, en particular entre alrededor de 10 gm y 60 gm, medido con un micrómetro óptico.
En otra realización preferida, la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) están montados sobre el material (4) de soporte, en donde el material (4) de soporte es preferiblemente
i) recubierto con una capa (42) de polímero termoplástico, en particular una capa de poliuretano, en donde la base (23a) del circuito principal y los conductores (24) se montan en el material de soporte (4) mediante estratificación, utilizando normalmente calor y/o presión, de la capa dieléctrica adicional (55) o de la capa (57) de máscara de soldadura de la base (23a) y los conductores (24) a la capa (42) de polímero termoplástico del material de soporte (4), y/ o
ii) cosiendo y/o pegando los conductores (24) al material de soporte (4).
Los materiales (4) de soporte adecuados, en particular de la capa (41) tejida y/o no, pueden ser a base de fibras naturales y/o químicas, incluyendo textiles y vellones. Los ejemplos no limitativos, preferidos de materiales (4) de soporte adecuados incluyen materiales a base de poliuretanos y polímeros de bloque de poliuretano, p. ej., un polímero en bloque a base de poliuretano y poliéter como el polietilenglicol. Dichos materiales (4) de soporte están disponibles comercialmente con los nombres comerciales Elastane, Spandex, Dorlastan, Lycra, Creora, Elaspan, Acepora, Creora, INVIYA, ROICA, ESPA y Linel. El experto en la técnica es capaz de hacer la mejor selección y conoce otros materiales de soporte adecuados (4).
El material comprimible (6) de forma reversible
Según la presente invención, al menos uno, preferiblemente todos, los electrodos (21,22) están conectados al material de soporte (4) a través de un material comprimible (6) de forma reversible.
En una realización preferida, el material comprimible (6) de forma reversible actúa como espaciador comprimible entre la piel y el material de soporte (4) del manguito (1). Así, los electrodos (21, 22) están conectados al material (4) de soporte a través del material comprimible (6) de forma reversible así como a través de los conectores (24) que conectan los electrodos (21,22) al circuito principal (23).
En otra realización preferida, el material comprimible (6) de forma reversible puede unirse a, o ser parte de, los conectores (24), p. ej., en forma de acero de resorte, p. ej., en forma de espiral. Como tal, no se requiere material espaciador adicional, aunque todavía es posible. Por lo tanto, los electrodos (21, 22) se conectan al material (4) de soporte solo a través de los conectores (24). Estos últimos conectan los electrodos (21, 22) al circuito principal (23), en el que los conectores (24) comprenden un material integrado comprimible (6) de forma reversible tal como p. ej., acero de resorte. Por lo tanto, los conectores (24) comprenden el material comprimible (6) de forma reversible. Así, este último no puede ser un polímero de tipo Parileno, en particular no Parileno-C, ya que este polímero tiene diferentes propiedades distintas de materiales diferentes.
Colocar el material comprimible (6) de forma reversible como un espaciador entre materiales (4) de soporte y el electrodo (21,22), o los electrodos (21,22) están conectados al material (4) de soporte a través de los conectores (24) únicamente, en donde los conectores (24) comprenden un material integrado comprimible (6) de forma reversible, mejora el contacto con la piel del electrodo (21, 22), incluso cuando la superficie de la piel está cambiando, p. ej., cuando los músculos son contraídos y relajados. Por lo tanto, la calidad de las bioseñales registradas mejora claramente.
En una realización preferida, el material comprimible (6) de forma reversible se fija a la capa dieléctrica adicional (55), a la capa (56) de señal o a la capa (57) de máscara de soldadura de los electrodos (21, 22). Alternativamente, o además, el lado del reverso del material comprimible (6), es decir, el lado del material comprimible (6) opuesto al electrodo (21,22), se fija al material (4) de soporte. Por lo tanto, el material comprimible (6) se puede adherir al material (4) de soporte, p. ej., mediante pegado, soldadura y/o pegado mecánicamente.
Según la invención, el material comprimible (6) de forma reversible
a) comprende un resorte, un elastómero y/o está basado en una o más capas de la FPCB (5) en forma helicoidal, en donde el resorte es preferiblemente a base de acero para resortes y el elastómero es preferiblemente un polímero elastómero espumado, y/ o
b) puede comprimirse de forma reversible en al menos un 25%, en particular al menos un 50%, cuando se aplica una fuerza de 1 N, medida a 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según DIN EN ISO 3386-1 (2015-10).
El resorte del material comprimible (6) de forma reversible puede ser un resorte de saliente, es decir, un resorte que usa un saliente, un resorte de cúpula, un resorte en espiral y/o un resorte de espuma, como se describe en el documento EP-A-3 225 156. Además, el resorte puede ser a base de un elastómero y/o ser a base de una o más capas de la FPCB (5) en forma helicoidal, p. ej., reforzado con acero de resortes. Preferiblemente, el resorte se basa solo en acero de resorte o se combina con un elastómero en forma de polímero de elastómero espumado, ya que permiten no solo la compresión reversible, sino también el movimiento en una dirección que es, p. ej., paralelo a la piel, sin perder el contacto con la piel. Los polímeros de elastómero espumados preferidos son conocidos por los expertos en la técnica e incluyen espumas de poliuretano, espumas de poliéter elastómero así como espumas de caucho de estireno-butadieno (SBR). Se observa, sin embargo, que el material comprimible (6) de forma reversible no es un polímero de tipo Parileno, en particular no es Parileno-C, ya que este polímero tiene distintas propiedades de materiales diferentes, p. ej., no es un polímero de elastómero espumado.
Según una opción de la invención, el material comprimible (6) de forma reversible puede comprimirse reversiblemente al menos un 10%, preferiblemente al menos un 25%, en particular al menos un 50%, cuando se aplica una fuerza de 1 N, medida en 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según DIN EN ISO 3386-1 (2015-10).
El material comprimible (6) de forma reversible, cuando está destinado a mediciones de bioseñales en la parte superior del brazo de un ser humano, presenta típicamente una altura, es decir, la distancia entre el material (4) de soporte y el electrodo (21, 22), de aproximadamente 0,5 cm. a 5 cm, en particular de aproximadamente 0,7 cm a 3 cm, en el estado no comprimido y, por lo tanto, relajado.
Proceso para hacer el manguito (1)
El proceso para fabricar el manguito (1) según la invención comprende las etapas de fabricar el registrador (2) de señal y montarlo en el material (4) de soporte.
En una primera etapa se fabrican uno o varios electrodos (22) de señal, la base (23a) del circuito principal (23), los conductores (24) y el electrodo (21) de tierra opcional del registrador (2) de señales están hechos de la misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5). Así, la FPCB (5) con la arquitectura requerida y que comprende las capas deseadas, p. ej., las capas (51) a (57), se hace y se corta, p. ej., con corte láser. Los procesos para hacer tales FPCB adecuadas y cortar la forma deseada, en particular en zigzag, en forma de U, en forma de Q y/o en forma serpenteante, son conocidos por el experto en la técnica. En otra etapa, el amplificador (23b), el controlador (23c), la batería (23d) y la memoria opcional (23e), el transmisor o transceptor opcional (23f), el restaurador opcional (23g) de CC y/o el circuito (23h) de realimentación opcional se conectan a la base (23a) y así al circuito principal (23), preferiblemente mediante soldadura dura, soldadura blanda, unión y/o pegado. Además, en caso de que uno o más electrodos (22) de señal contengan un preamplificador o un amplificador separador (22a), el preamplificador o amplificador separador (22a) se conecta al electrodo (22) de señal. Los procesos para realizar estas conexiones son conocidos por el experto en la técnica.
Estas dos etapas proporcionan el registrador (2) de señales y se pueden realizar en cualquier orden.
Aún en otra etapa, el registrador (2) de señales, es decir, los conductores (24) y la base (23a) del circuito principal (23), se montan, es decir, se fijan, p. ej., se pegan, se sueldan, se pegan mecánicamente y/o se adhieren, al material (4) de soporte. Preferiblemente, y cuando el material (4) de soporte comprende una capa (42) de polímero termoplástico, el registrador (2) de señales se estratifica, mediante calor y/o presión, al material (4) de soporte, es decir, a la capa (42).
Incluso en otra etapa, se fija el material comprimible (6) de forma reversible, es decir, p. ej., se pega se suelda, se pega mecánicamente y/o se adhiere, a al menos un electrodo (21, 22) y/o al material (4) de soporte, en donde el material comprimible (6) conecta el electrodo (21,22) al material (4) de soporte.
Además, y en cualquier orden del proceso según la invención, la primera capa (51) de material conductor puede mecanizarse con láser y/o recubrirse para proporcionar un patrón en 3-D, y/o el lado de la FBCB (5), que está opuesto a los electrodos (21, 22), puede estar recubierto con el revestimiento dieléctrico opcional (58).
Por lo tanto, los componentes (23b-h) se disponen preferiblemente en el lado de la FPCB (5) que está opuesto a los electrodos (21, 22). Y, al recubrir dicho lado con el revestimiento dieléctrico (58), también se recubren con él los componentes (23b-h). Aplicar el revestimiento dieléctrico (58) sobre los componentes (23b-h) y, p. ej., la capa (56) o (57), se puede realizar antes y/o después del corte de la FPCB (5).
Proceso para medir bioseñales
El proceso según la invención para medir bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo, en particular para el registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, con el manguito (1) según la invención, comprende colocar el manguito (1) con el registrador (2) de señales integrado en un cuerpo vivo, en particular en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano. Posteriormente, el cuerpo puede ser forzado a un potencial de circuito deseado, p. ej., la tensión de alimentación mitad y la tensión de modo común se suprimen activamente mediante la realimentación negativa del circuito (23h) de realimentación opcional. Simultáneamente, las bioseñales son medidas, preferiblemente de forma continua, con los electrodos (21,22), opcionalmente amplificadas y/o filtradas por el preamplificador o amplificador separador (22a), y transmitidas a través de los conductores (24) al circuito principal (23) del registrador (2) de señales. Además, las bioseñales pueden ser amplificadas por el amplificador (23b), sujetas y/o filtradas opcionalmente por el restaurador opcional (23g) de CC, procesadas por el controlador (23c), guardadas en la memoria (23e) y/o transmitidas a un registrador externo a través del transmisor o transceptor (23f).
El proceso para medir bioseñales con el manguito (1) según la invención puede comprender además que
• las bioseñales se miden, preferiblemente de forma continua, con los electrodos (22) de señal,
• los datos así obtenidos se almacenen en el circuito principal (23), en particular en la memoria opcional (23e) del circuito principal (5), en donde preferiblemente todos los datos medidos se almacenan hasta que se leen los datos, y
los datos medidos y almacenados se leen a través del transmisor o transceptor (23f) utilizando una comunicación por cable o inalámbrica tal como Bluetooth de Baja Energía, RFID como NFC u otras tecnologías de comunicación de baja potencia. Sin embargo, cuando el circuito principal (23) no comprende una memoria (23e), los datos se leen de forma continua.
En una realización preferida de dicho proceso así como del manguito (1) según la invención, y cuando el registrador (2) de señales se coloca sobre la piel de un cuerpo vivo,
• los electrodos (21,22), en particular la primera capa conductora (51) de la FPCB (5), tienen contacto directo con la piel, en particular con la piel de la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano. En otras palabras: no hay capa de polímero o envolvente de polímero entre el electrodo (21,22), en particular la capa (51) que registra las bioseñales, y la piel. Así, las señales registradas no son distorsionadas y/o debilitadas por una capa, típicamente dieléctrica, entre la piel y la capa (51), y/o
• las bioseñales son amplificadas por el amplificador (23b), opcionalmente fijadas y/o filtradas por el restaurador (23g) de CC, procesadas por el controlador (23c), guardadas en la memoria (23e) y/o transmitidas a un registrador externo a través del transmisor o transceptor (23f).
Incluso en otra realización del proceso para medir bioseñales con el manguito (1) sobre la piel de un cuerpo vivo, las bioseñales se miden con un manguito (1) que comprende un electrodo (22) de señal y el electrodo (21) de tierra y otro manguito que comprende un segundo electrodo (22) de señal. El otro manguito con un segundo electrodo (22) de señal puede ser un manguito (1) según la invención o puede ser otro manguito. Preferiblemente, el manguito (1) se coloca en la parte superior de un brazo y el otro manguito se coloca en la parte superior del otro brazo. Además, la tensión de modo común de la parte superior del brazo (3) del cuerpo humano se reduce preferiblemente mediante el circuito (23h) de realimentación opcional.
En otra realización, el proceso para medir bioseñales según la invención comprende además que los datos leídos se borren de la memoria (5e) del monitor (1) y/o que se recargue la batería (5d) del monitor (1), preferiblemente por Bluetooth de Baja Energía, RFID como NFC u otras tecnologías de comunicación de baja energía. La recarga de la batería (5d) del circuito principal (5) se produce preferentemente mediante transmisión inalámbrica de energía a través del transmisor o transceptor (5f) en el que el transmisor o transceptor (5f) comprende más típicamente una bobina. El uso
El manguito (1) según la invención y fabricado según la invención es particularmente adecuado para registrar bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo.
El cuerpo vivo es más típicamente un ser humano o un animal, en donde el animal es preferiblemente un mamífero tal como un mono, perro, gato, caballo, vaca, burro. Particularmente preferidos son los seres humanos, es decir, el cuerpo humano. Alternativamente, o además, el registro de la bioseñal se utiliza preferiblemente para la medición de bioseñales tales como electrocardiografía (ECG), en particular ECG de larga duración, electroencefalografía (EEG), electromiografía (EMG) o bioseñales de pletismografía, impedancia y /o mediciones de temperatura durante un período corto y/o largo.
En una realización preferida particular, el registro de bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo es la medición de larga duración de ECG en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano.
Lista de signos de referencia citados
1 Manguito (1)
2 Registrador (2) de señales
21 electrodo (21) de tierra
22 uno o más electrodos (22) de señal
22a preamplificador o buffer (22a)
23 circuito principal (23)
23a base (23a)
23b amplificador (23b)
23c controlador (23c)
23d batería (23d)
23e memoria (23e)
23f transmisor o transceptor (23f)
23g Restaurador (23g) de CC
23h circuito (23h) de realimentación
24 conductores (24)
3 Brazo (3) de un cuerpo humano
4 Material (4) de soporte
41 una capa (41) tejida y/o no tejida
42 capa (42) de polímero termoplástico
5 Placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5)
51 primera capa (51) de material conductor
52 primera capa dieléctrica (52)
53 otra capa (53) de señal de material conductor
54 capa adhesiva (54)
55 capa dieléctrica adicional (55)
56 otra capa (56) de señal opcional
57 capa (57) de máscara de soldadura
58 revestimiento dieléctrico (58)
6 Material comprimible (6) de forma reversible
Las siguientes figuras presentan realizaciones no limitativas, que no limitan ni restringen la invención. Estas explicaciones son parte de la descripción:
La Fig. 1 describe un diagrama de bloques no limitativo del manguito (1) con el registrador (2) de señales.
Este último comprende el electrodo (21) de tierra, dos electrodos (22) de señal, cada uno con un preamplificador (22a) integrado y el circuito principal (23) con la base (23a), amplificador (23b), controlador (23c), batería (23d), memoria (23e), transmisor o transceptor (23f), restaurador (23g) de CC y circuito (23h) de realimentación. Los conductores (24) conectan el electrodo (21) de tierra y los electrodos (22) de señal, respectivamente, al circuito principal (23). La batería (23d) está conectada (no mostrada) a cada componente (21, 22, 22a, 23, 23a-h) para proporcionarles la electricidad requerida.
La Fig. 2 muestra una sección transversal ejemplar del manguito (1) que comprende el material (4) de soporte con la capa (41) tejida y/o no tejida y la capa (42) de polímero termoplástico opcional, aunque preferida. El registrador (2) de señales que comprende un electrodo (21,22), el circuito principal (23) con la base (23a) y el conector (24) está dispuesto en el material (4) de soporte. La totalidad de dichos componentes (21,22, 23a y 24) están hechos de uno y el mismo material, es decir, la FPCB (5). La base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) se componen en este ejemplo de la primera capa dieléctrica (52), la capa (53) de señal de material conductor adicional, la capa adhesiva (54), la otra capa dieléctrica (55), la capa (56) de señal opcional adicional así como de la capa (57) de máscara de soldadura. Esta última se estratifica usando calor y/o presión a la capa (42) de polímero termoplástico del material (4) de soporte.
En el lado izquierdo del registrador (2) y de la FPCB (5) se visualizan las diversas capas de un electrodo ejemplar (21,22). El electrodo (21,22) comprende, además de las mismas capas de FPCB (52-57) de la base (23a) y los conductores (24), la primera capa (51) de material conductor, que está recubierta con un Patrón en 3-D para un mejor contacto con la piel. La capa (51) está conectada por un acceso interconectado vertical (vía) a la capa (53) de señal de material conductor adicional. Por lo tanto, la bioseñal registrada se conduce desde la capa (51) a la capa (53) de los electrodos (21, 22) a lo largo de la capa (53) de los conductores (24) a la base (23a) del circuito principal (23), donde se procesa además.
En caso de que se fije un preamplificador (22a) al electrodo (22) de señal (no mostrado en esta figura), el preamplificador (22a) preferiblemente se ubica opuesto a la primera capa (51) de material conductor, p. ej., montado sobre la capa (56) de señal opcional adicional.
Entre los electrodos (21, 22) y el material (4) de soporte se dispone el material comprimible (6) de forma reversible, que permite un contacto constante de la primera capa (51) de material conductor con la piel, incluso cuando el material (4) de soporte, p. ej., con el brazo (3), está cambiando de ubicación.
El amplificador (23b), el controlador (23c), la batería opcional (23d), la memoria (23e), un transmisor o transceptor (23f), que puede comprender una bobina, y el restaurador opcional (23g) de CC, y/o el circuito (23h) de realimentación, están, indicados como un número de rectángulos, dispuestos a modo de ejemplo en la capa (56) de señal adicional opcional. Además, estos componentes (23b-h), así como la capa (56) intermedia, están recubiertos con el revestimiento dieléctrico opcional (58).
La Fig. 3 muestra una vista desde arriba del manguito (1) con el material (4) de soporte, sobre el que está montado el registrador (2) de señales. El registrador indicado (2) comprende el electrodo (21) de tierra, que está dispuesto entre los dos electrodos anteriores (22) con preamplificador integrado (22a), el circuito principal (23) y los conductores (24). Estos últimos conectan los electrodos (21,22) con el circuito principal (23). Los conductores representados (24) tienen forma de Q, lo que proporciona al registrador (2) una mayor flexibilidad, en particular también una elasticidad básicamente en cualquier dirección. Por lo tanto, el registrador (2), cuando se fija al material (4) de soporte, puede exhibir una elasticidad similar a la del material (4) de soporte y, por lo tanto, no se desintegra con la tracción.
Entre el material (4) de soporte y los electrodos (21,22) se disponen materiales comprimibles (6) de forma reversible, que están indicados, pero no son visibles.
El circuito principal (23) está dispuesto a distancia de todos los electrodos (21, 22), dando así al registrador (2) una forma de triángulo. Sin embargo, también es posible que el circuito principal (23) se coloque entre el electrodo (21) de tierra y el material comprimible (6). Así, un registrador (2) de tres electrodos (21, 22) sólo puede comprender dos conductores (24). Esta disposición es más sencilla y requiere menos espacio.
La Fig. 4 muestra una vista ampliada ejemplificada de un electrodo (21,22) del registrador (2) con conductores (24) y el material comprimible (6) de forma reversible. En la zona del material comprimible (6), el conductor (24) presenta un tipo de forma espiral antes de convertirse en el electrodo (21,22) sobre el material comprimible (6). Esto permite que el electrodo (21, 22) sea comprimido junto con el material (6) sin dañarlo.
La Fig. 5 muestra señales de ECG sin filtrar registradas con un manguito (1) con material comprimible (6) de forma reversible, es decir, según la invención (Fig. 5b), y sin material comprimible (6), es decir, como experimento de referencia (Fig. 5a). El manguito (1) se coloca en la parte superior del brazo izquierdo (3) de la persona, que está en reposo y sentada en una silla. El brazo izquierdo se coloca sobre la pierna izquierda.
El registrador (2), que está integrado en el manguito (1) y se utiliza para este experimento, comprende un electrodo (21) de tierra y dos electrodos (22) de señal. Los electrodos (21,22) tienen en ambos experimentos (Fig. 5a y Fig. 5b) contacto directo con la piel, es decir, no están cubiertos con una capa de polímero. Además, los electrodos (21,22), la base (23a; no mostrada) del circuito principal (23; no mostrado) y los conductores (24; no mostrados) se basan en la misma FPCB (5).
En la Fig. 5a se muestra la amplitud de una señal de ECG usando electrodos sin un material comprimible (6) de forma reversible, es decir, sin fuerza de resorte. Por lo tanto, la Fig. 5a indica una bioseñal de referencia.
En la Fig. 5b se muestra la amplitud de una señal de ECG usando electrodos con un material comprimible (6) de forma reversible, es decir, con fuerza de resorte. Por lo tanto, la Fig. 5b indica bioseñales registradas según la invención.
En ambos experimentos, es decir, en la Fig. 5a y en la Fig. 5b, la persona levanta el brazo izquierdo con el manguito (1) desde la pierna entre 30 y 40 segundos y lo vuelve a levantar entre 40 y 50 segundos. En las señales registradas de la Fig. 5a es claramente visible el efecto de levantar el brazo, debido a la mala calidad de la señal y la inestabilidad de la línea de base. Sin embargo, en la Fig. 5b el mismo efecto apenas es visible debido a la elevada relación de señal a ruido.
La comparación de las señales de ECG de la Fig. 5a con la Fig. 5b revela que la línea base de la Fig. 5b es más estable. Esto se atribuye a la mayor presión de contacto, que estabiliza el contacto del electrodo con la piel.
La Fig. 6 indica los músculos de la parte superior del brazo izquierdo (3) con un manguito (1) delante de la parte superior del cuerpo de un cuerpo humano. El manguito (1) está delineado esquemáticamente con líneas discontinuas, fijado alrededor de la parte superior del brazo (3). El manguito (1) comprende el registrador (2) - con líneas de puntos - con el electrodo (21) de tierra con un electrodo (22) de señal contiguo en ambos lados, en donde los electrodos (21, 22) están ubicados en la posición preferida.
El electrodo (21) de tierra está, en la Fig. 6, ubicado en el extremo inferior del músculo deltoides y entre el músculo bíceps braquial del lado izquierdo y el músculo tríceps braquial del lado derecho. En consecuencia, el electrodo (22) de señal del lado derecho está ubicado en la parte superior del músculo tríceps braquial y el electrodo (22) de señal del lado izquierdo está ubicado en la parte superior del músculo bíceps braquial.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Manguito (1) robusto, adaptable y fácil de usar con un registrador (2) de señales integrado para mediciones de bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo, en particular para el registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, en el que el manguito (1) se basa en un material (4) de soporte y el registrador (2) de señales comprende un electrodo (21) de tierra opcional, uno o más electrodos (22) de señal, un circuito principal (23) que comprende una base (23a), conductores (24) que conectan los electrodos (21,22) entre sí y/o a la base (23a) del circuito principal (23), en donde al menos un electrodo (21, 22) está conectado al material (4) de soporte a través de un material comprimible (6) de forma reversible, en el que
- los electrodos (21, 22), la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) están basados en una misma placa de circuito impreso flexible (FPCB) (5) y por lo tanto no presentan interfaces intermedias,
en donde el material comprimible (6) de forma reversible
a) comprende un resorte, un elastómero o se basa en una o más capas de la FPCB (5) en forma helicoidal, y/o
b) puede comprimirse de forma reversible en al menos un 25%, cuando se aplica una fuerza de 1 N, medida a 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según la norma DIN EN ISO 3386-1 (2015-10), y caracterizado por que
el material (4) de soporte es un material (4) de soporte elástico que tiene un alargamiento de al menos el 10%, en particular de al menos el 50%, a una fuerza de tracción de 1 N, cuando se mide a 23 °C y 50% de humedad relativa, medido según la norma ISO 13934-1:2013, y por que los conductores (24) presentan una forma en zigzag, en U, en Q y/o serpenteante.
2. Manguito (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el material (4) de soporte comprende una capa (41) tejida y/o no tejida recubierta con una capa (42) de polímero termoplástico, en donde la capa (42) de polímero termoplástico comprende preferiblemente poliuretano (PU).
3. Manguito (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el circuito principal (23) comprende además un amplificador (23b), un controlador (23c), opcionalmente una batería (23d), una memoria (23e), un transmisor o transceptor (23f), un restaurador (23g) de CC y/o un circuito (23h) de realimentación, y/o uno o más electrodos (22) de señal comprenden un preamplificador o un amplificador separador (22a).
4. Manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la placa de circuito impreso flexible FPCB (5) es un material compuesto estratificado que comprende una primera capa (51) de material conductor como capa de contacto con la piel, en particular con la piel del brazo (3), una primera capa dieléctrica (52), una capa (53) de señal, opcionalmente una capa adhesiva (54), una capa dieléctrica adicional (55), una capa (56) de señal adicional opcional y/o una capa (57) de máscara de soldadura opcional, en donde la primera capa (51) de material conductor se puede mecanizar con láser y/o recubrir para proporcionar un patrón en 3-D; y/o el lado de la FPCB (5), que es opuesto a los electrodos (21,22), puede estar recubierto con un revestimiento dieléctrico opcional (58).
5. Manguito (1) según la reivindicación 4, caracterizado por que
i) los electrodos (21, 22) son electrodos secos, en donde la primera capa (51) de material conductor constituye la parte de registro de los electrodos (21,22),
ii) la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) no contienen la primera capa (51) de material conductor de la FPCB (5), sino que comprenden, y en particular consisten de, la primera capa dieléctrica (52), la capa (53) de señal, la capa adhesiva (54), la capa dieléctrica adicional (55) y la capa (56) de señal opcional y/o la capa (57) de máscara de soldadura, y/o
iii) los conductores (24) presentan una forma de zigzag, de U, de Q y/o serpenteante.
6. Manguito (1) según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por que el amplificador (23b), el controlador (23c), la batería opcional (23d), la memoria opcional (23e), el transmisor o transceptor opcional (23f), el restaurador opcional (23g) de CC y/o el circuito (23h) de realimentación opcional del circuito principal (23) están conectados a al menos una de las capas (53, 56) de señal de la base (23a).
7. Manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el registrador (2) de señales comprende un electrodo (21) de tierra, en el que el circuito principal (23) está fijado a la capa opuesta a la primera capa (51) de material conductor del electrodo (21) de tierra.
8. Manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la base (23a) del circuito principal (23) y los conductores (24) están montados sobre el material (4) de soporte, en donde el material (4) de soporte está preferiblemente
i) recubierto con una capa (42) de polímero termoplástico, en particular una capa de poliuretano, en donde la base (23a) del circuito principal y los conductores (24) se montan en el material (4) de soporte mediante estratificación de la capa dieléctrica adicional (55) o la capa (57) de máscara de soldadura de la base (23a) y los conductores (24) a la capa (42) de polímero termoplástico del material (4) de soporte, y/o
ii) cosiendo y/o pegando los conductores (24) al material (4) de soporte.
9. Manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por que el material comprimible (6) de forma reversible se fija a la capa dieléctrica adicional (55), la capa (56) de señal o la capa (57) de máscara de soldadura de los electrodos (21,22), y/o el lado del reverso del material comprimible (6) se fija al material (4) de soporte.
10. Manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que
a) cuando el material comprimible (6) de forma reversible comprende un resorte, el resorte es a base de acero para resorte y/o comprende un elastómero, el elastómero es un polímero de elastómero espumado, y/o
b) el material comprimible (6) de forma reversible puede comprimirse de forma reversible en al menos un 50%, cuando se aplica una fuerza de 1 N, medida a 23 °C y 50% de humedad relativa, medida según la norma DIN EN ISO 3386-1 (2015-10).
11. Proceso para medir bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo, en particular para el registro de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, con el manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el manguito (1) con el registrador (2) de señales integrado se coloca en un cuerpo vivo, en particular en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, opcionalmente para reducir la tensión de modo común con el circuito (23h) de realimentación opcional, las bioseñales se miden, preferiblemente de forma continua, con los electrodos (21, 22), opcionalmente amplificadas y/o filtradas por el preamplificador o amplificador separador (22a), y transmitidas a través de los conductores (24) al circuito principal (23) del registrador (2) de señales.
12. Proceso según la reivindicación 11, caracterizado por que, cuando el registrador (2) de señales se coloca sobre la piel de un cuerpo vivo,
- los electrodos (21, 22), en particular la primera capa conductora (51) de la FPCB (5), tienen contacto directo con la piel, en particular con la piel de la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano, y /o
- las bioseñales son amplificadas por el amplificador (23b), opcionalmente fijadas y/o filtradas por el restaurador (23g) de CC, procesadas por el controlador (23c), guardadas en la memoria (23e) y/o transmitidas a un registrador externo a través del transmisor o transceptor (23f).
13. Uso del manguito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para registrar bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo.
14. Uso del manguito (1) según la reivindicación 13, en donde el cuerpo vivo es un mamífero, en particular un cuerpo humano, y/o el registro de la bioseñal es la medición de bioseñales tales como electrocardiografía (ECG), electromiografía (EMG), electroencefalografía (EEG), o bioseñales derivadas de mediciones de pletismografía, de impedancia y/o de temperatura a corto y/o largo plazo.
15. Uso del manguito (1) según la reivindicación 13 o 14, en el que el registro de bioseñales sobre la piel de un cuerpo vivo es la medición de ECG de larga duración en la parte superior del brazo (3) de un cuerpo humano.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11523208B2 (en) 2020-03-18 2022-12-06 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Eartip and a wearable device including an eartip
US20230019715A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Detection module
PL439675A1 (pl) * 2021-11-29 2023-06-05 Demedar Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Elektrokardiograficzne urządzenie naramienne i sposób pomiaru sygnału elektrokardiograficznego
CA3163733A1 (en) * 2022-06-17 2023-12-17 Naeem KOMEILIPOOR Polymer-based biopotential sensing systems, materials and selection methods

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02154740A (ja) * 1988-12-08 1990-06-14 Fukuda Denshi Co Ltd 小型心電図監視装置
US20060084855A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-20 Drager Medical Ag & Co. Kgaa Electrode belt for carrying out electrodiagnostic procedures on the human body
US8103327B2 (en) * 2007-12-28 2012-01-24 Rhythmia Medical, Inc. Cardiac mapping catheter
TWI475978B (zh) * 2009-01-17 2015-03-11 Ind Tech Res Inst 乾式電極及其製造方法
WO2010088325A2 (en) * 2009-01-29 2010-08-05 Cornell Research Foundation, Inc. Electrocardiogram monitor
WO2010105053A2 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Corventis, Inc. Acute patient management for military and emergency applications
JP6132603B2 (ja) * 2013-03-12 2017-05-24 セイコーインスツル株式会社 携帯型電子機器
CN103190899B (zh) * 2013-04-23 2016-08-03 心韵恒安医疗科技(北京)有限公司 放置心电测量电极的装置及心电图仪
US10314506B2 (en) * 2013-05-15 2019-06-11 Polar Electro Oy Heart activity sensor structure
US20170281038A1 (en) 2014-03-12 2017-10-05 Zansors, Llc Wireless ecg acquisition and monitoring device and system
KR20170094071A (ko) 2014-05-01 2017-08-17 뉴미트라 아이앤씨 웨어러블 전자기기
US9861289B2 (en) * 2014-10-22 2018-01-09 VivaLnk, Inc. Compliant wearable patch capable of measuring electrical signals
EP3232923A2 (en) * 2014-12-15 2017-10-25 Koninklijke Philips N.V. Respiration rate monitoring by multiparameter algorithm in a device including integrated belt sensor
EP3340860A1 (en) * 2015-08-24 2018-07-04 L.I.F.E. Corporation S.A. Physiological monitoring garments with enhanced sensor stabilization
CN108370645A (zh) * 2015-11-02 2018-08-03 加拿大奥美信智能穿戴有限公司 生物感测服装
CN205514585U (zh) * 2016-01-26 2016-08-31 李宁体育(上海)有限公司 感应服装和用感应服装进行采集的人体指标采集系统
EP3225156B1 (en) 2016-03-31 2022-01-05 Nokia Technologies Oy Adaptive wearable device for physiological measurements and methods using the same
CN206355043U (zh) * 2016-08-16 2017-07-28 广州迪茂信息科技有限公司 一种用于采集动态心电信号的电极带
EP3292885B1 (de) 2016-09-06 2019-07-17 BIOTRONIK SE & Co. KG Dehnbahre elektrodenleiteranordnung und medizinisches implantat
JP6972523B2 (ja) 2016-09-13 2021-11-24 セイコーエプソン株式会社 電子機器
EP3554366A4 (en) 2016-12-15 2020-09-02 Rhythm Diagnostic Systems Inc. HEALTH MONITORING SYSTEMS AND METHODS

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