MX2007016203A - Ensamble de sensor con puente conductivo. - Google Patents

Ensamble de sensor con puente conductivo.

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Abstract

Se proporciona un ensamble de sensor para la medicion de senales electrofisiologicas y que incluye un puente conductivo. En una modalidad, el puente conductivo se proporciona mediante un miembro expandible con un material absorbente uno a un extremo. Una abertura se extiende a traves del miembro expandible, formando una perforacion de cavidad. La adicion de un medio conductivo a la perforacion de cavidad permite que el puente conductivo proporcione una trayectoria conductiva entre un electrodo y la piel de un paciente.

Description

ENSAMBLE D? SENSOR CON PUENTE CONDUCTIVO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención en general se refiere a sensores para la medición de señales electrofisiológicas, y más particularmente un ensamble de electrodo para monitorear señales de electroencefalograma. Cuando se miden señales electrofisiológicas de un paciente, típicamente se utiliza un puente conductivo entre un electrodo y la piel del paciente para proporcionar comunicación eléctrica entre la piel y el electrodo. Anteriormente, la mayoría de los puentes conductivos eran simplemente geles o pastas colocadas entre el electrodo y la piel. Aunque este método por lo general funciona para su propósito destinado, existen algunas desventajas en los usos de geles y pastas. Por ejemplo, se pueden formar burbujas de aire en geles o pastas y estas burbujas de aire podrían afectar la exactitud de las lecturas. En segundo lugar, puede ser muy sucio aplicar el gel o la pasta, especialmente en casos tal como pruebas de EEG, en donde el electrodo se coloca sobre abundante cabello. La presente invención se dirige a un ensamble de sensor utilizado en el monitoreo de señales electrofisiológicas . La presente invención también se dirige a un puente conductivo que forma parte de un ensamble de sensor. En una modalidad, la presente invención se utiliza para medir señales de electroencefalograma (EEG) . El puente conductivo se puede colocar entre un electrodo y la piel de un paciente. En una modalidad, el puente conductivo se comprende de un miembro expandible con un material absorbente unido a un extremo. Una abertura se extiende a través del miembro expandible, formando una perforación de cavidad. La adición de un medio conductivo a una perforación de cavidad permite que el puente conductivo proporcione una trayectoria conductiva para señales electrofisiológicas que emanan del paciente. Cuando un medio conductivo se agrega a la perforación de cavidad , eí medio se absorbe en el medio expandible. La absorción del medio conductivo ocasiona que el miembro expandible se expanda verticalmente. Cuando se utiliza con una tapa de EEG, esta expansión desarrolla presión moderada para mantener el puente conductivo contra la piel del paciente. El puente conductivo se puede utilizar como un sustituto de o además del gel o pasta conductiva que por lo general se utiliza cuando se miden señales electrofisiológicas . Por ejemplo, se puede utilizar en tapas de EEG basado en electrodos de disco. Modalidades de la invención proporcionan un sensor de baja impedancia, favoreciendo de ese modo la medición exacta de señales electrofisiológicas . Se desea impedancia mínima, ya que la impedancia reducida permite que el electrodo obtenga una lectura más exacta y más sólida de señales electrofisiológicas . Modalidades de la invención también favorecen la limpieza fácil del individuo de prueba, en comparación con métodos con gel o pasta. Además, modalidades de la invención permiten distribuir poco a poco el medio conductivo de una perforación de cavidad al miembro expandible con el tiempo, permitiendo de este modo la medición consistente de señales electrofisiológicas durante un periodo de tiempo prolongado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para propósitos de facilitar el entendimiento del objeto que se busca proteger una modalidad del mismo se ilustra en los dibujos anexos. A partir de una inspección de los dibujos, cuando se consideran en relación con la siguiente descripción, el objeto que se busca proteger, su construcción y operación, y muchas de sus ventajes se deben entender y apreciar fácilmente. La Figura 1 es una vista de una modalidad de un ensamble de sensor de acuerdo con la presente invención. La Figura 2 es una vista en corte transversal de una modalidad de un ensamble de sensor de acuerdo con la presente invención. La Figura 3 es una vista en corte transversal de una modalidad de un alojamiento adecuado para su uso con un ensamble de sensor de acuerdo con la presente invención.
La Figura 4A es una vista en corte transversal de una modalidad de un miembro expandible de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4B es una vista en corte transversal del miembro expandible de la Figura 4a cuando se encuentra en un estado comprimido, seco. La Figura 5 es una vista de una modalidad de un electrodo adecuado para su uso con un ensamble de sensor de acuerdo con la presente invención. La Figura 6 es una vista lateral de una modalidad de una tapa de EEG que tiene una pluralidad de ensambles de sensor de acuerdo con la presente invención. Para el propósito de explicación solamente, la invención objeto se describe con respecto a una modalidad que se adapta para su uso en el registro de señales de EEG. Alguien con experiencia en la técnica puede determinar fácilmente que la invención objeto se puede aplicar para otros usos en donde se tomen señales electrofisiológicas . La invención objeto se refiere a un ensamble 10 de electrodo que se comprende de un alojamiento 30, un electrodo 50 y un puente 40 conductivo. Como se muestra en la Figura 2, la invención objeto también se refiere a un puente 40 conductivo colocado entre el electrodo 50 y la piel de un paciente para proporcionar una trayectoria conductiva para señales electrofisiológicas que emanan del paciente. Como se muestra en la Figura 1, en una modalidad, el puente 40 conductivo sujeto por lo general es un ensamble cilindrico (aunque se pueden utilizar otras formas) que se comprende de un miembro 41 expandible con un material 42 absorbente unido a un extremo. Como se muestra en las Figuras 2 y 4, una abertura se extiende a través del miembro 41 expandible y junto con la superficie superior del material 42 absorbente se define una perforación 43. La Figura 3 es una vista en corte transversal del alojamiento 30. El alojamiento 30 define un par de aberturas 31, 33, una porción 34 generalmente cilindrica y una porción 35 que tiene un perfil generalmente frustocónico. El alojamiento 30 fabricado de preferencia de un material elástico. El alojamiento 30 define una cavidad 36 en la que se recibe una porción del miembro 41 extensible. Dentro de la porción 34, la cavidad 36 puede tener un diámetro interno que se dimensiona para mantener el miembro 41 expandible en su lugar mediante fricción. La abertura 31 se abre hacia un pasaje 37 y la abertura 33 se abre hacia un pasaje 38 a través de los cuales se recibe una porción de electrodo 50. Como se describe en mayor detalle en la presente, el pasaje 37 proporciona una trayectoria de líquido para un medio conductivo que se recibirá por el miembro 41 expandible y el material 40 absorbente. Con referencia ahora a la Figura 4, el puente 40 conductivo incluye el miembro 41 expandible y el material 42 absorbente. El miembro 41 expandible se puede proporcionar inicialmente en un estado comprimido, seco, como se indica en la Figura 4B. Con la absorción de un medio conductivo, incluyendo, pero no limitado a, una solución acuosa, solución iónica o solución salina, el miembro 41 expandible se expande verticalmente hacia un estado expandido, como se indica en la Figura 4A. El miembro 41 expandible se puede fabricar de una variedad de diferentes materiales que incluyen, pero no se limitan a, materiales tales como esponja sintética, celulosa, espuma y polímeros reticulados de poliuretano, etc. Otros materiales para el miembro 41 expandible adecuados para su uso en la presente invención pueden ser aparentes para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica. Por ejemplo, materiales que forman una matriz reticulada tridimensional de celdas pueden ser adecuados para su uso en la presente invención. En otra modalidad (no mostrada), el puente 40 conductivo incluye un miembro 41 expandible que define una perforación 43 sin material 42 absorbente. En tal modalidad, el miembro 41 expandible se acoplaría directamente a la piel del paciente. De esta manera, el miembro 41 expandible puede proporcionar la trayectoria conductiva entre la piel del paciente y el electrodo 50. En las modalidades ilustradas, el material 42 absorbente define la superficie inferior de la perforación 43. En operación, el material 42 absorbente también define una superficie de acoplamiento para hacer contacto con el cuero cabelludo de un paciente. De preferencia, el material 42 absorbente debe servir para proporcionar una distribución uniforme del medio conductivo al cuero cabelludo. El material 42 absorbente se puede fabricar de una variedad de diferentes materiales que incluyen, pero no se limitan a, materiales de tela tal como fieltros u otra tela de fibras comprimidas afieltrada. Otros materiales para material 42 absorbente adecuados para su uso en la presente invención pueden ser aparentes para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica . En una modalidad, como se ilustra en la Figura 4, el miembro 4 expandible es un material de esponja que está seca y comprimida hasta aproximadamente 1.8 a 2.5 mm en altura. Totalmente expandido (hidratado), el miembro 41 expandible puede alcanzar hasta 18 mm en altura. En una aplicación general, el miembro 41 expandible asume una altura de entre 5 mm a 8 mm. El miembro 41 expandible y el material 42 absorbente tienen un diámetro de aproximadamente 6.35 mm. Una abertura se extiende a través del centro del miembro 41 expandible, formando la perforación 43, el cual tiene un diámetro de aproximadamente 3.2 mm. En una modalidad, el material 42 absorbente es una capa de fieltro generalmente cilindrica que tiene un grosor de aproximadamente 1.25 mm. El material 42 absorbente se adhiere al miembro 41 expandible sobre un extremo y forma la parte inferior de la perforación 43. También se pueden practicar métodos para asegurar el material 42 absorbente al miembro que incluyen, pero no se limitan a, otras tecnologías de unión térmica, química y/o mecánica. En una modalidad, como se utiliza en la medición de señales de EEG, el puente 40 conductivo se coloca en su estado comprimido entre el electro 50 de disco (mostrado en la Figura 5) y el cuero cabelludo de un paciente. El electrodo 50 de disco incluye una porción 51 de disco y un conductor de electrodo 52. Una abertura 53 se extiende a través de la porción 51 de disco. Como se muestra en la Figura 2, cada electrodo 50 de disco típicamente es mantenido en su lugar mediante el alojamiento 30 (mostrado en la Figura 3) . Como se muestra en la Figura 6, una pluralidad de alojamientos 30 se puede mantener mediante una superficie 61 flexible de una tapa 60 de EEG. En cooperación, el electrodo 50 de disco, alojamiento 30 y tapa 60 de EEG retienen el puente 40 conductivo en su lugar. En una modalidad, un medio conductivo se aplica a la perforación 43 después de que la tapa 60 de EEG se coloca sobre el paciente. El medio conductivo se agrega, por ejemplo, mediante una jeringa, a través de la abertura 31 y el pasaje 37 del alojamiento 30 de electrodos, y a través de la abertura 53 de la porción 51 de disco del electrodo 50 de disco. (Véase Figura 2). La adición de un medio conductivo a la perforación 43 ocasiona que el miembro 41 expandible se expanda. Cualquier porción del medio que no se absorba por el miembro 41 expandible se retiene en la perforación 43 para su liberación subsecuente durante su uso. De esta manera, la perforación 43 libera un medio conductivo que se distribuirá poco a poco con el tiempo, lo que permite sesiones de registro de EEG más largas. A medida que el miembro 41 expandible se expande en reacción al medio conductivo aplicado, el puente 40 conductivo se retiene en su lugar mediante el electrodo 50 de disco. El alojamiento 30, y la tapa 60 de EEG, crean presión de contacto entre el cuero cabelludo y el puente 40 conductivo. De preferencia, el material 42 absorbente se acopla al cuero cabelludo del paciente. Como resultado de la presión de contacto creada, la invención objeto elimina la necesidad de raspar el cuero cabelludo del paciente, al mismo tiempo que se alcanza aún impedancia baja. En lugar de raspar el cuero cabelludo del paciente antes de colocar la tapa de EEG sobre el paciente, el paciente puede exfoliar su cuero cabelludo utilizando un cepillo tipo cerda. De preferencia, el medio conductivo es una solución líquida conductiva (tal como una solución salina) ; sin embargo, se pueden utilizar otras formas de medio conductivo tal como geles de electrodos de baja viscosidad. Un ejemplo de un electrolito conductivo que se puede utilizar se forma a partir de una combinación de un cloruro de calcio, cloruro de potasio, y shampoo de bebé. En combinación con un medio conductivo, la invención objeto puede alcanzar impedancias bajas (menores a aproximadamente 10 kOhms) para el monitores más exacto de señales de EEG. En modalidades preferidas, la invención objeto puede alcanzar impedancias de aproximadamente 5 kOhms o menos. Las impedancias pueden disminuirse al proporcionar una superficie de contacto grande entre el puente conductivo y el electrodo. Una vez en su lugar, el puente 40 conductivo puede distribuir poco a poco el medio conductivo desde la perforación 43 con el tiempo, permitiendo resultados de registro de EEG consistentes durante un periodo de tiempo prolongado. Además, también se contempla que el medio conductivo se pueda distribuir automáticamente a la invención objeto, tal como mediante un sistema de pipeta calibrada controlado por computadora. La perforación 43 del puente 40 conductivo se puede rellenar periódicamente sin la necesidad de quitar la tapa 60 de EEG del paciente. Esto permite que la tapa 60 de EEG se utilice durante periodos aún más prolongados de tiempo. También se cree que la invención objeto se puede fabricar en un costo mínimo de modo que se puede utilizar como un producto desechable de un solo uso. Por consiguiente, después de cada sesión de EEG, todo el montaje (tapa, puente conductivo y electrodos) puede desecharse. Un solo uso del montaje elimina el riesgo de contaminación cruzada de paciente a paciente. Modalidades preferidas de la invención objeto son compatibles con tapas de electrodos existentes, tales como tapas que contienen electrodos con superficies de disco planas. Por ejemplo, una modalidad preferida se puede utilizar con Compumedics Neuroscan Amplifiers tal como el SynAm 2. El medio conductivo utilizado con la invención objeto se puede distribuir entonces a cada ubicación de electrodo en la tapa de electrodos, a través de los puntos de entrada existentes para la aguja corta utilizada con anterioridad para distribuir geles a las ubicaciones de electrodos . Aunque la presente invención y sus ventajas se han descrito en detalle, debe entenderse que se pueden realizar diversos cambios, sustituciones y alteraciones en la presente sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define mediante las reivindicaciones anexas. Además, no se pretende limitar el alcance de la presente aplicación a las modalidades particulares del proceso, máquina, fabricación, composición de materia, medios, métodos y etapas descritas en la especificación o mostradas en los dibujos. Como alguien con experiencia en la técnica apreciará fácilmente a partir de la descripción de la presente invención, los procesos, máquinas, fabricación, composiciones de materia, medios, métodos, o etapas existentes actualmente o que se desarrollen posteriormente que realicen sustancialmente la misma función o logren sustancialmente el mismo resultado que las modalidades correspondientes descritas en la presente se pueden utilizar de acuerdo con la presente invención. Por consiguiente, se pretende que las reivindicaciones anexas incluyan dentro de su alcance tales procesos, máquinas, fabricación, composiciones de materias, medios, métodos o etapas. Cualquier numeración u ordenación de elementos en las siguientes reivindicaciones es solamente para conveniencia y no pretende sugerir que la ordenación de los elementos de las reivindicaciones tiene algún significado particular.

Claims (22)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un ensamble de sensor, caracterizado porque comprende : un alojamiento; un electrodo mantenido dentro del alojamiento; y un miembro expandible recibido dentro de por lo menos una porción del alojamiento y que proporciona una trayectoria conductiva para señales fisiológicas.
  2. 2. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una abertura se extiende a través del miembro expandible entre un primer extremo y un segundo extremo.
  3. 3. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende: un material absorbente, y en donde el material absorbente se conecta al primer extremo del miembro expandible, de tal manera que el miembro expandible y el material absorbente cooperan para definir una perforación para recibir un medio conductivo.
  4. 4. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro expandible se comprende de un material de esponja.
  5. 5. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro expandible se comprende de celulosa.
  6. 6. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el material absorbente se comprende de una tela.
  7. 7. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el material absorbente se comprende de fieltro.
  8. 8. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor se adapta para su uso con una tapa de electroencefalograma.
  9. 9. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un medio conductivo absorbido en el miembro expandible.
  10. 10. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque se adapta para alcanzar una impedancia de menos de aproximadamente 10 kOhms en la operación conductiva después de que el miembro expandible absorbe el medio conductivo.
  11. 11. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una cavidad cilindrica del alojamiento se encuentra en contacto con porciones del miembro expandible.
  12. 12. El ensamble de sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo se encuentra en contacto con el miembro expandible.
  13. 13. Una tapa de electroencefalograma, caracterizada porque comprende una pluralidad de los ensambles de sensor de la reivindicación 1.
  14. 14. Un método caracterizado porque comprende: proporcionar un ensamble de electrodo que incluye un electrodo, un alojamiento adaptado para retener el electrodo, el alojamiento define una cavidad, y un miembro expandible se recibe al menos parcialmente en la cavidad; y aplicar un medio conductivo al miembro expandible, la aplicación ocasiona que por lo menos una porción del miembro expandible pase fuera de la cavidad para mantener contacto entre el ensamble de electrodo y una superficie de piel durante la adquisición de datos.
  15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la cavidad por lo general es cilindrica y el miembro expandible incluye una porción que por lo general es cilindrica.
  16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el alojamiento incluye un pasaje en comunicación con la cavidad, y en donde la aplicación incluye distribuir el medio conductivo a través del pasaje del alojamiento .
  17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la aplicación incluye retener una porción del fluido conductivo dentro de una perforación.
  18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el ensamble de electrodo incluye un material absorbente y en donde la aplicación da como resultado la absorción del medio conductivo mediante el material absorbente.
  19. 19. Un método para fabricar un sensor, caracterizado porque comprende las etapas de: asegurar un miembro expandible a un material absorbente; colocar un electrodo en un alojamiento; y, colocar el miembro expandible dentro de por lo menos una porción del alojamiento.
  20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende las etapas de: formar un orificio dentro del miembro expandible, de tal manera que el miembro expandible y el material absorbente definan una perforación para recibir un medio conductivo.
  21. 21. Un método para medir señales electrofisiológicas, caracterizado porque comprende las etapas de: colocar un electrodo en un alojamiento; insertar un miembro expandible en por lo menos una porción del alojamiento, en donde un material absorbente se asegura a un extremo del miembro expandible; poner el material absorbente en contacto con la superficie de emanación de señal de un paciente; y, procesar señales eléctricas detectadas mediante el electrodo y comunicadas a través del material absorbente y el miembro expandible.
  22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque antes de la etapa de procesamiento de señales eléctricas detectadas mediante el electrodo, se aplica un medio conductivo a una perforación definida mediante el miembro expandible y el material absorbente. Se proporciona un ensamble de sensor para la medición de señales electrofisiológicas y que incluye un puente conductivo. En una modalidad, el puente conductivo se proporciona mediante un miembro expandible con un material absorbente unido a un extremo. Una abertura se extiende a través del miembro expandible, formando una perforación de cavidad. La adición de un medio conductivo a la perforación de cavidad permite que el puente conductivo proporcione una trayectoria conductiva entre un electrodo y la piel de un paciente .
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