TW201803518A - 用於加濕織物電極的裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，包括：第一層(3)；第二層(5)；和能夠吸收和保持水的材料(4)；其中能夠吸收和保持水的材料(4)位於第一層(3)與第二層(5)之間；第一層(3)對液態水和水蒸汽不可透；第二層(5)在朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水可透，並且在與該方向相反的方向上對液態水不可透但對水蒸汽可透。本發明亦關於包括該加濕裝置的系統。

Description

用於加濕織物電極的裝置
本發明係關於自動加濕用於ExG測量的織物電極的裝置。特別地，本發明係關於一種用於加濕織物電極的裝置以及包括該裝置的系統。
使用織物電極來測量人體的生理參數是已知的。
然而，這種織物電極的使用由於其阻抗而受到限制，這種織物電極的阻抗大於通過常規方法獲得的那些阻抗(即，當經由凝膠與皮膚接觸時)。
為了對此進行補償，必須確保電極和皮膚之間存在濕氣，以允許在兩個介面之間發生離子傳導，並且因此獲得足夠的導電率以精確地檢測人體所產生的信號。據估計，為了最佳的操作，通常要求在電極上每天有1克的水。
在許多應用中，個體的排汗不足以充分地加濕電極的導電層和皮膚之間的表面；因此，具有足夠品質水準的所述信號的檢測變得困難。
使用非織物電極的常規方法在於將金屬或導電電極放置成經由凝膠與皮膚接觸。使用這種凝膠降低了電極接觸時的阻抗，使得可以 容易地測量非常低的電信號的變化，例如通過腦電圖(EEG)、心電圖(ECG)或肌電描記術(EMG)測量的那些電信號的變化。
在許多情況下，凝膠的使用使電極處理複雜化，在測量中產生偽跡。此外，考慮到凝膠快速(最多在幾個小時內)變乾，在電極和皮膚之間的凝膠的使用不允許在長時間段內進行測量，特別是超過幾個小時或超過一天的更長的時間段。因此，凝膠的使用使許多病理學的診斷複雜化，例如心臟病理學(心房纖維性顫動)或神經系統病理學(癲癇)，為了檢測和預測異常，對於這些病理學的診斷需要更長時間段內的記錄。
為了克服所述困難，現有技術提出在導電層和基底(或織物)層之間放置濕氣保持器。這種濕氣保持器例如可以具有與海綿相似的結構。這種濕氣保持器可以吸收和儲存液體，以便增加導電層和皮膚之間的濕氣水準，從而提高導電率。然而，這種方法有幾個缺點。首先，如果水以液態形式且以非均勻的方式釋放，則濕氣水準不能被極佳地控制，並且測量的品質會變化。而且，過多的水的存在不是可持續的，並且可能使濕氣保持器和導電層之間的鏈路變劣，從而影響信號。
國際專利申請WO2012/007384提出了這樣的解決方案：通過在與皮膚接觸的一側相反的一側添加不可透層來克服這些缺點，從而減少濕氣保持器中存在的濕氣的蒸發，同時有利於傳送方向。然而，這種技術僅解決了關於處於液態形式的水的傳送的問題的一部分，並且未能解決關於以下的問題：(i)水蒸汽向皮膚的傳送的均勻性，(ii)水保持器和導電表面之間的液體過剩，以及(iii)超過10至12小時的長期測量的管理。
因此，本發明的目的是開發一種在人類使用織物電極的期間 通過水蒸汽對該織物電極進行連續加濕的裝置，其中對水蒸汽的傳送進行控制。根據本發明的裝置在控制傳送的水蒸汽的量和傳送區域或表面的同時執行該功能。它防止在不對人使用時濕氣的蒸發，並為使用者提供舒適感，使用者在迴圈開始時不會感到任何潮濕相關的感覺。
通過控制濕氣水準，包括加濕裝置的系統被設計成保持最佳電信號，同時允許其長時間佩戴，從而提供高品質的測量。根據本發明的系統還允許佩戴該系統的人在測量期間執行活動，而不會由於運動人為現象而破壞信號。
在電阻模式和電感模式之間進行變化時，濕氣控制還可以確保電極在電阻模式下的工作。電感操作模式的效果對皮膚和導電材料之間的接觸水準上的任何微小運動特別敏感。因此，出於品質原因，必須禁止門診測量。
該系統的集成設計為在織物的正常生命週期內運行：洗滌，使用，洗滌。它提供在洗滌時以被動方式容易自加濕的優點，即，對裝置不需要任何特定的動作；洗滌或簡單地將織物浸泡在水中，使其能夠再次充水，而無需任何進一步的動作。
該系統被設計成使得容易併入到衣物中並在個體的測量的正常生命週期內操作。在該生命週期中，與身體進行接觸產生溫度升高，這很快釋放出蒸汽形式的濕氣儲備。這提供了在製造期間預定的已知量的水。因此，不需要在裝置上發生特定的動作。一旦材料和組合物被選擇，該釋放可以每天以水的克數進行校準，而不需要任何進一步的動作。
最後，根據本發明的裝置當被併入衣物中時提供與受試者的 皮膚的充分的機械接觸，從而確保與皮膚的最佳電接觸，幾乎沒有人為現象。
本發明係關於用於對織物電極進行加濕的裝置，其包括：-第一層；-第二層；和-能夠吸收和保持水的材料；其中-能夠吸收和保持水的材料位於第一層與第二層之間；-第一層對液態水和水蒸汽不可透；並且-第二層在朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水可透，並且在與該方向相反的方向上對液態水不可透但對水蒸汽可透。
在一個具體實例中，第一層是非導電且非可變形層。
在一個具體實例中，第二層是可變形層。
在一個具體實例中，第二層是微孔層或親水性層。
在一個具體實例中，用於對織物電極進行加濕的裝置還包括袋，能夠吸收和保持水的材料被容納在所述袋內，所述袋在朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對水可透，並且在與該方向相反的方向上對水蒸汽可透。
在一個具體實例中，第二層包括至少一個第一部分和一個第二部分，第一部分在從能夠吸收和保持水的材料朝向裝置的外部向外延伸 的方向上對液態水不可透但對水蒸汽可透，第二部分在兩個方向上對液態水可透。
在一個具體實例中，用於對織物電極進行加濕的裝置還包括具有至少0.5mm的厚度的第三層，所述層位於能夠吸收和保持水的材料與第一層之間。
本發明亦關於一種系統，其包括：-根據本發明的加濕裝置；和-包括形成電極的導電區域的織物支撐件；其中織物支撐件與加濕裝置連接，使導電區域與第二層相接觸。
在一個具體實例中，織物支撐件與加濕裝置連接，使導電區域僅與第二層的第一部分相接觸。
定義
在本發明中，以下術語應按下述理解：
-「織物」理解為通過線、纖維和/或細絲借助任意無論何種方法諸如通過編織或針織裝配而獲得的材料。
-「可變形」意指能夠變形，例如在應力下。變形較佳地是彈性的，在變形體在變形的作用下不斷裂的限度內。
-「水」理解為包括以下任何類型的液體：允許對電極加濕從而提供離子傳遞條件，從而允許以可接受的舒適度在電極與受試者的身體之間發生最佳的電傳導和離子傳導。該液體可以是純液體、包含雜質的液體或混合物。有益地，該液體是水溶液。
-「織物電極」理解為包括至少一個導電區域的織物支撐件。
-「不可透」理解為不允許液體和/或氣體通過。
-「對液體不可透」理解為不允許液體通過，但是可允許氣體通過。材料對液體不可透，但是對氣體可透，尤其是對水蒸汽可透。
-「ExG」理解為電生物信號，諸如但不限於那些通過腦電圖(EEG)、心電圖(ECG)或肌電描記術(EMG)測量的那些電生物信號。
1‧‧‧用於對電極加濕的裝置
2‧‧‧包括加濕裝置的系統
3‧‧‧第一層
4‧‧‧能夠吸收和保持水的材料
5‧‧‧第二層
51‧‧‧穿孔
6‧‧‧袋
7‧‧‧第三層
8‧‧‧織物支撐件的導電區域
圖1是根據本發明的一個具體實例的加濕裝置(1)的剖視圖。能夠吸收和保持水的材料(4)位於第一層(3)和第二層(5)之間。第一層(3)對於液態水和水蒸汽是不可透的，這意味著能夠吸收和保持水的材料中所包含的濕氣的蒸發在該方向是不可能的。第二層(5)在從能夠吸收和保持水的材料(4)向外延伸的方向上對於液態水是不可透的，但是對於水蒸汽是可透的。因此，位於該裝置下方的與第二層(5)接觸的電極僅將通過水蒸汽加濕。
圖2是根據本發明的一個具體實例的加濕裝置(1)的剖視圖，其中能夠吸收和保持水的材料在三部分(4)中，並且保持在袋(6)中。
圖3是根據本發明的一個具體實例的加濕裝置(1)的剖視圖，其中能夠吸收和保持水的材料(4)被保持在袋(6)中，並且其中第三層(7)位於第一層(3)和袋(6)之間。在第三層的體積的壓力下，第二可變形層(5)伸展，並且體積因此朝向旨在與皮膚接觸的部分延伸，有助於電極與受試者的皮膚之間的機械接觸。
圖4是與圖3類似的根據本發明的一個具體實例的加濕裝置 (1)的剖視圖。不同於圖3，能夠吸收和保持水的材料(4)不位於袋中，並且由單個元件構成。
圖5是根據本發明的一個具體實例的包括加濕裝置(1)和織物電極的系統(2)的剖視圖。織物支撐件的導電區域(8)與第二層(5)相接觸。當能夠吸收和保持水的材料(4)被加濕時，導電區域(8)經由第二層(5)被水蒸汽連續加濕。
圖6是根據本發明的一個具體實例的包括加濕裝置和電極的系統的剖視圖。在該具體實例中，第二層(5)包括第一部分(連接到導電區域(8))和第二部分(未連接到導電區域)。所述第二部分通過穿孔(51)對液態水可透，所述穿孔(51)允許水在被動地對電極進行再充蓄(例如在洗滌期間)時進入。較佳地，穿孔既不與能夠吸收和保持水的材料(4)接觸，又不與導電區域(8)接觸。以這種方式，防止能夠吸收和保持水的材料通過所述穿孔(51)排出其濕氣。
本發明係關於包括加濕裝置的電極裝置。所述加濕裝置包括第一層、第二層以及能夠吸收和保持水的材料。該能夠吸收和保持水的材料位於第一層與第二層之間。第二層旨在與織物支撐件的導電區域相接觸，並且第一層在裝置的相反側。從能夠吸收和保持水的材料遠至電極的導電區域，與電極相接觸的第二層對液態水不可透但對水蒸汽可透。
第一層相對於能夠吸收和保持水的材料定位於與旨在與織物支撐件的導電區域連接的側相反的側。第一層對液態水和水蒸汽不可透。因此，能夠吸收和保持水的材料不會在第一層的側受到任何濕氣損失， 無論是液態形式還是氣態形式。
在一個具體實例中，第一層具有大於或等於第二層的表面積的表面積。
在一個具體實例中，所述第一層由非可變形材料製成。較佳地，第一層的材料是可變形性差的材料。
在一個具體實例中，第一層由非導電或電絕緣材料製成。
在一個具體實例中，第一層由聚(氯乙烯)(PVC)、聚氨酯、矽膠膜、丙烯酸聚氨酯或聚四氟乙烯(PTFE)等製成。
根據本發明，第二層在朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水可透，並且在與該方向相反的方向上對液態水不可透且僅對水蒸汽可透。
在一個具體實例中，所述第二層經過化學處理或微穿孔以使其在超過大氣壓的壓力和/或蒸汽壓力下對水可透。
第二層在朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上的可透性允許對能夠吸收和保持水的材料的濕氣水準進行被動再充蓄。第二層在與該方向相反的方向上對液態水的不可透性和對水蒸汽的可透性僅允許濕氣以水蒸汽的形式通過，因此僅允許通過水蒸汽對電極的連續加濕。
在一個具體實例中，第二層被構造為，當裝置由使用者佩戴且處於接近體溫的溫度時，允許每天大約1克的水以水蒸汽的形式從能夠吸收和保持水的材料向外通過。
在一個具體實例中，第二層被構造為，當裝置處於室溫，較佳地當裝置處於接近20℃的溫度時，允許水以水蒸汽的形式從能夠吸收和 保持水的材料向外通過。
在一個具體實例中，第二層是可變形層。第二層的該可變形性特徵允許通過選則壓力和蒸汽壓力(由選擇的材料施加)來調節加濕裝置的體積。在該製造模式中，所述層設計成在第二層的一側延伸，而不在第一非可變形層的一側延伸。因此，裝置通過產生隆起的體積來確保與受試者的皮膚的最佳的機械接觸，從而提供最佳的電接觸。
在一個具體實例中，第二層包括微孔隔膜和/或親水性隔膜。該層可以是防水可呼吸隔膜。在一個替代具體實例中，防水可呼吸隔膜是微孔隔膜，即，水蒸汽通過微孔穿過隔膜。在另一具體實例中，防水可呼吸隔膜是親水性隔膜，即，水蒸汽通過所選壓力下的毛細作用穿過隔膜。這兩種類型的隔膜及其組合能夠用於形成第二層。
在一個具體實例中，第二層是微孔的或介孔的(mesoporous)。
在一個具體實例中，第二層是Goretex®型隔膜或聚氨酯隔膜。在一個具體實例中，第二層由聚酯、PU親水物、聚醚嵌段醯胺或聚醯胺等製成。
根據一個具體實例，第二層包括奈米顆粒或由奈米顆粒組成。
根據一個具體實例，第二層的表面包括奈米顆粒或由奈米顆粒組成，較佳是無機奈米顆粒、金屬奈米顆粒、碳化物奈米顆粒、氧化物奈米顆粒、氮化物奈米顆粒、硫化物奈米顆粒、鹵化物奈米顆粒、硫族化物奈米顆粒、磷化物奈米顆粒、類金屬奈米顆粒和/或金屬合金奈米顆粒的 奈米顆粒。
根據一個具體實例，無機奈米顆粒由選自金屬、鹵化物、硫族化物、磷化物、硫化物、類金屬(metalloid)、金屬合金，陶瓷如氧化物、碳化物或氮化物組成的組的材料構成。所述無機奈米顆粒是使用本領域技術人員已知的方案製備的。
根據一個具體實例，硫族化物是由選自O、S、Se、Te、Po的組中的至少一種硫族元素陰離子和至少一種陽性更強的元素構成的化合物。
根據一個具體實例，金屬奈米顆粒選自以下組成的組中：金奈米顆粒、銀奈米顆粒、銅奈米顆粒、釩奈米顆粒、鉑奈米顆粒、鈀奈米顆粒、釕奈米顆粒、錸奈米顆粒、釔奈米顆粒、汞奈米顆粒、鎘奈米顆粒、鋨奈米顆粒、鉻奈米顆粒、鉭奈米顆粒、錳奈米顆粒、鋅奈米顆粒、鋯奈米顆粒、鈮奈米顆粒、鉬奈米顆粒、銠奈米顆粒、鎢奈米顆粒、銥奈米顆粒、鎳奈米顆粒、鐵奈米顆粒或鈷奈米顆粒。
根據一個具體實例，碳化物奈米顆粒的實例包括但不限於：SiC、WC、BC、MoC、TiC、Al4C3、LaC2、FeC、CoC、HfC、或其混合物。
根據一個具體實例，氧化物奈米顆粒的實例包括但不限於：SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnO、MgO、SnO2、Nb2O5、CeO2、BeO、IrO2、CaO、Sc2O3、NiO、Na2O、BaO、K2O、PbO、Ag2O、V2O5、TeO2、MnO、B2O3、P2O5、P2O3、P4O7、P4O8、P4O9、P2O6、PO、GeO2、As2O3、Fe2O3、Fe3O4、Ta2O5、Li2O、SrO、Y2O3、HfO2、WO2、MoO2、Cr2O3、Tc2O7、ReO2、RuO2、Co3O4、OsO、RhO2、Rh2O3、PtO、PdO、CuO、Cu2O、Au2O3、CdO、HgO、Tl2O、Ga2O3、In2O3、 Bi2O3、Sb2O3、PoO2、SeO2、Cs2O、La2O3、Pr6O11、Nd2O3、La2O3、Sm2O3、Eu2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Gd2O3、或其混合物。
根據一個具體實例，氧化物奈米顆粒的實例包括但不限於：氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化銅、氧化鐵、氧化銀、氧化鉛、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化錫、氧化鈹、氧化鋯、氧化鈮、氧化鈰、氧化銥、氧化鈧、氧化鎳、氧化鈉、氧化鋇、氧化鉀、氧化釩、氧化碲、氧化錳、氧化硼、氧化磷、氧化鍺、氧化鋨、氧化錸、氧化鉑、氧化砷、氧化鉭、氧化鋰、氧化鍶、氧化釔、氧化鉿、氧化鎢、氧化鉬、氧化鉻、氧化鍀、氧化銠、氧化釕、氧化鈷、氧化鈀、氧化金、氧化鎘、氧化汞、氧化鉈、氧化鎵、氧化銦、氧化鉍、氧化銻、氧化釙、氧化硒、氧化銫、氧化鑭、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化鋱、氧化鏑、氧化鉺、氧化鈥、氧化銩、氧化鐿、氧化鑥、氧化釓、混合氧化物、其混合氧化物、或其混合物。
根據一個具體實例，氮化物奈米顆粒的實例包括但不限於：TiN、Si3N4、MoN、VN、TaN、Zr3N4、HfN、FeN、NbN、GaN、CrN、AlN、InN，或其混合物。
根據一個具體實例，硫化物奈米顆粒的實例包括但不限於：SiySx、AlySx、TiySx、ZrySx、ZnySx、MgySx、SnySx、NbySx、CeySx、BeySx、IrySx、CaySx、ScySx、NiySx、NaySx、BaySx、KySx、PbySx、AgySx、VySx、TeySx、MnySx、BySx、PySx、GeySx、AsySx、FeySx、TaySx、LiySx、SrySx、YySx、HfySx、WySx、MoySx、CrySx、TcySx、ReySx、RuySx、CoySx、OsySx、RhySx、PtySx、PdySx、CuySx、AuySX、CdySx、HgySx、TlySx、GaySx、InySx、BiySx、SbySx、PoySx、SeySx、CsySx、混合硫 化物，其混合硫化物或其混合物；在當x是0，y不是0，而當y是0，x不是0的條件下，x和y分別是從0到10的十進位數字。
根據一個具體實例，鹵化物奈米顆粒的實例包括但不限於：BaF2、LaF3、CeF3、YF3、CaF2、MgF2、PrF3、AgCl、MnCl2、NiCl2、Hg2Cl2、CaCl2、CsPbCl3、AgBr、PbBr3、CsPbBr3、AgI、CuI、PbI、HgI2、BiI3、CH3NH3PbI3、CsPbI3、FAPbBr3(含FA甲脒)、或其混合物。
根據一個具體實例，硫族化物奈米顆粒的實例包括但不限於：CdO、CdS、CdSe、CdTe、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、CuO、Cu2O、CuS、Cu2S、CuSe、CuTe、Ag2O、Ag2S、Ag2Se、Ag2Te、Au2O3、Au2S、PdO、PdS、Pd4S、PdSe、PdTe、PtO、PtS、PtS2、PtSe、PtTe、RhO2、Rh2O3、RhS2、Rh2S3、Rhse2、Rh2Se3、RhTe2、IrO2、IrS2、Ir2S3、IrSe2、IrTe2、RuO2、RuS2、OsO、OsS、OsSe、OsTe、MnO、MnS、MnSe、MnTe、ReO2、ReS2、Cr2O3、Cr2S3、MoO2、MOS2、MoSe2、MOTe2、WO2、WS2、WSe2、V2O5、V2S3、Nb2O5、NbS2、NbSe2、HfO2、HfS2、TiO2、ZrO2、ZrS2、ZrSe2、ZrTe2、Sc2O3、Y2O3、Y2S3、SiO2、GeO2、GeS、GeS2、GeSe、GeSe2、GeTe、SnO2、SnS、SnS2、SnSe、SnSe2、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、CaO、CaS、SrO、Al2O3、Ga2O3、Ga2S3、Ga2Se3、In2O3、In2S3、In2Se3、In2Te3、La2O3、La2S3、CeO2、CeS2、Pr6O11、Nd2O3、NdS2、La2O3、Tl2O、Sm2O3、SmS2、Eu2O3、EuS2、Bi2O3、Sb2O3、PoO2、SeO2、Cs2O、Tb4O7、TbS2、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、ErS2、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、CuInS2、CuInSe2、AgInS2、AgInSe2、Fe2O3、Fe3O4、FeS、FeS2、Co3S4、CoSe、Co3O4、NiO、NiSe2、NiSe、Ni3Se4、Gd2O3、BeO、TeO2、Na2O、BaO、K2O、Ta2O5、Li2O、Tc2O7、AS2O3、 B2O3、P2O5、P2O3、P4O7、P4O8、P4O9、P2O6、PO、或其混合物。
根據一個具體實例，磷化物奈米顆粒的實例包括但不限於：InP、Cd3P2、Zn3P2、AlP、GaP、TlP、或其混合物。
根據一個具體實例，類金屬奈米顆粒的實例包括但不限於：Si、B、Ge、As、Sb、Te、或其混合物。
根據一個具體實例，金屬合金奈米顆粒的實例包括但不限於：Au-Pd、Au-Ag、Au-Cu、Pt-Pd、Pt-Ni、Cu-Ag、Cu-Sn、Ru-Pt、Rh-Pt、Cu-Pt、Ni-Au、Pt-Sn、Pd-V、Ir-Pt、Au-Pt、Pd-Ag、Cu-Zn、Cr-Ni、Fe-Co、Co-Ni、Fe-Ni、或其混合物。
根據一個具體實例，奈米顆粒是疏水性的。根據一個具體實例，奈米顆粒是親水性的。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種親水性化合物或由至少一種親水性化合物組成，較佳是包括至少一種奈米顆粒的親水性化合物。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種疏水性化合物或由至少一種疏水性化合物組成，較佳是包括至少一種奈米顆粒的疏水性化合物。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種兩性分子化合物或由至少一種兩性分子化合物組成，較佳是包括至少一種奈米顆粒的兩性分子化合物。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種奈米顆粒或由至少一種奈米顆粒組成，較佳是包括親水性化合物的奈米顆粒。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種奈米顆粒或由至少一種奈米顆粒組成，較佳是包括疏水性化合物的奈米顆粒。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種奈米顆粒或由至少一種奈米顆粒組成，較佳是包括兩性分子化合物的奈米顆粒。
根據一個具體實例，第二層的與電極相接觸的表面由奈米顆粒基材覆蓋，所述奈米顆粒能夠使第二層的表面與對液態水不透的電極相接觸。奈米顆粒基材可以通過等離子體類型的處理或通過塗層而沉積在與電極相接觸的第二層上。
根據一個具體實例，第二層的面向能夠吸收和保持水的材料的表面由奈米顆粒基材覆蓋，所述奈米顆粒能夠使第二層的面向能夠吸收和保持水的材料的表面對液態水可透。奈米顆粒基材可以通過等離子體類型的處理或通過塗層而沉積在面向能夠吸收和保持水的材料的第二層上。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種親水性化合物或由至少一種親水性化合物組成，較佳是包含鹵素的親水性化合物，更佳是包含至少一個氟原子的親水性化合物。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種疏水性化合物或由至少一種疏水性化合物組成，較佳是包含鹵素的疏水性化合物，更佳是包含至少一個氟原子的疏水性化合物。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種兩性分子化合物或由至少一種兩性分子化合物組成，較佳是包含鹵素的兩性分子化合物，更佳是包含至少一個氟原子的兩性分子化合物。
根據一個具體實例，第二層包括至少一種鹵素或由至少一種 鹵素組成，較佳是氟。根據一個具體實例，第二層包括選自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和/或碘(I)的至少一個原子或由選自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和/或碘(I)的至少一個原子組成。
根據一個具體實例，第二層的與電極相接觸的表面由包含鹵素的化合物覆蓋，鹵素較佳是氟，所述化合物能夠使第二層的與電極相接觸的表面對液態水不可透。化合物基材可以通過等離子體類型的處理或通過塗層而沉積在與電極相接觸的第二層上。
根據一個具體實例，第二層的面向能夠吸收和保持水的材料的表面由包含鹵素的化合物覆蓋，鹵素較佳是氟，所述化合物能夠使第二層的面向能夠吸收和保持水的材料的表面對液態水可透。該化合物可以通過等離子體類型的處理或通過塗層而朝向能夠吸收和保持水的材料沉積在第二層上。
在一個具體實例中，第二層包括至少一個第一部分和一個第二部分。在一個具體實例中，第二層包括形成單層的夾層形式的至少一個第一部分和一個第二部分。在一個具體實例中，第二層的第一部分是隔膜或塗層。在一個具體實例中，第二層的第二部分是隔膜或塗層。
在一個具體實例中，第二層的第一部分在從能夠吸收和保持水的材料朝向裝置的外部向外延伸的方向上對液態水不可透但對水蒸汽可透。在一個具體實例中，第二層的第一部分在從裝置的外部朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水和水蒸汽不可透。
在一個具體實例中，第二層的第二部分在從裝置的外部朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水可透。較佳地，當所 施加的壓力大於大氣壓時，第二層的第二部分在從裝置的外部朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水可透。在該具體實例中，第二層的第一部分旨在與織物支撐件的導電部分相接觸，從而向其供給水蒸汽，所述水蒸汽源自能夠吸收和保持水的材料所包含的水。由於其在向內方向上對液體的可透性，第二層的第二部分對能夠吸收和保持水的材料進行加濕並且因此對用於對織物電極進行加濕的裝置進行再充蓄。當裝置例如在洗滌期間被浸泡時，所述第二部分以被動方式對能夠吸收和保持水的材料的水含量進行再充蓄。
在一個具體實例中，第二層的第二部分不與能夠吸收和保持水的材料接觸。在一個具體實例中，第二層的第二部分不旨在與織物支撐件的導電區域相接觸。
在一個具體實例中，第二層的第二部分這種對水的可透性是通過一個或多個穿孔來獲得的。在一個具體實例中，穿孔的直徑位於0.01mm至10mm的範圍內。較佳地，為了使能夠吸收和保持水的材料起到保持水的作用，一個或多個穿孔必須不與能夠吸收和保持水的材料接觸，從而不產生液壓，並且使得水不會通過毛細作用經由所述穿孔排出。在該具體實例中，一個或多個穿孔必須不與電極的導電區域相接觸，從而不會將液態水傳送到電極上。在該具體實例中，第二層的第二部分在從裝置的外部朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上以及在與該方向相反的方向上對液態水可透。
在一個具體實例中，第二層的第一部分和第二部分由不同的材料構成。在一個具體實例中，第二層的第一部分和第二部分由經過不同 處理的相同材料構成。
能夠吸收和保持水的材料位於第一層與第二層之間。該材料確保以被動方式捕獲然後保持水，所述水預期蒸發成蒸汽形式並且因此通過第二層以對織物支撐件的導電區域進行加濕。能夠吸收和保持水的材料充當第一層與可透水蒸汽的第二層之間的泵和濕氣儲器。
在一個具體實例中，能夠吸收和保持水且被選定來執行期望的泵和儲器功能的材料可以是海綿、超吸收聚合物(SAP)、水凝膠、藻酸鹽或糖等。
在一個具體實例中，能夠吸收和保持水的材料包括強親水性組分。
在一個具體實例中，能夠吸收和保持水的材料與第二層連接。在一個具體實例中，能夠吸收和保持水的材料在第二層的第一部分之上與第二層連接，而不與第二層的第二部分連接。
在一個具體實例中，能夠吸收和保持水的材料由單一元件構成。在一個替代具體實例中，能夠吸收和保持水的材料由多個元件構成，每個元件能夠保持水。這些不同元件的性質可以相同或不同。
在一個具體實例中，用於對織物電極加濕的裝置包括第三層，該第三層具有位於範圍0.5mm至50mm內的厚度，以滿足在電極的使用位置使皮膚和織物彼此相接觸的機械需要。在一個具體實例中，用於對織物電極加濕的裝置包括第三層，該第三層具有至少等於0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或至少等於50mm的厚度。所述第三層位於能夠吸收和保持 水的材料與第一層之間。第三層可以由可疊置於彼此之上的多個子層構成。第三層的體積和結構向裝置提供一定的體積，因此保證電極與受試者的皮膚之間的優化的機械接觸，從而確保實現與皮膚的優化的電接觸。
第三層可由例如聚乙烯或聚氨酯泡沫製成。
在一個具體實例中，第三層由海綿、合成泡沫或用黏合纖維(無紡材料)製成的墊製成。
在一個具體實例中，用於對織物電極加濕的裝置包括袋，能夠吸收和保持水的材料被保持在所述袋內。在一個具體實例中，所述袋使得能夠吸收和保持水的材料可以從粉末或多個元件、尤其是多個極小的元件中選擇。袋位於第一層與第二層之間。當能夠吸收和保持水的材料由多個元件、尤其是極小的元件構成時，該具體實例尤其有利。在一個具體實例中，所述袋在朝向能夠吸收和保持水的材料的向內延伸的方向上對水可透，並且在與該方向相反的方向上對水蒸汽可透。在一個具體實例中，所述袋在朝向能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上以及在與該方向相反的方向上對水可透。在一個具體實例中，所述袋是親水性袋。
在一個具體實例中，袋由聚醯胺、聚酯或棉纖維製成。
在一個具體實例中，為了保證第一層與第二層之間的機械強度，所述兩層通過本領域普通技術人員已知的任何緊固方式連接。所述緊固方式可以例如是一層熱黏合聚合物、接縫、超聲組件、鉚釘、壓力和水刺法。
在一個具體實例中，其中能夠吸收和保持水的材料被保持在袋內，第一層和袋可以或者可以不通過本領域普通技術人員已知的任何緊 固方式連接。所述緊固方式可以例如是一層熱黏合聚合物、接縫、超聲組件、鉚釘、壓力和水刺法。
在一個具體實例中，其中用於對電極加濕的裝置包括第三層，第一層和第三層通過本領域普通技術人員已知的任何緊固方式連接。所述緊固方式可以例如是一層熱黏合聚合物、接縫、超聲組件、鉚釘、壓力和水刺法。
本發明亦關於包括根據本發明的加濕裝置的系統，該加濕裝置與一個或多個織物電極連接，織物電極由包括導電區域的至少一個織物支撐件構成。織物支撐件與加濕裝置連接，以使導電區域與第二層接觸。
在一個具體實例中，織物支撐件的導電區域僅與第二層的第一部分連接。
織物支撐件旨在接近身體佩戴並且提供電極與電子裝置的良好連接。在一個具體實例中，織物支撐件比能夠吸收和保持水的材料更快變乾。
織物支撐件的導電區域使得可以檢測生物信號，諸如EEG信號、ECG信號或EGM信號。織物支撐件的導電區域與加濕裝置的第二層相接觸。導電區域旨在與受試者的皮膚接觸並且與根據本發明的加濕裝置連接，允許水以蒸汽的形式通過。只要能夠吸收和保持水的材料是潮濕的，第二層允許濕氣以水蒸汽的形式通過並且對織物支撐件的導電區域進行連續加濕。在一個具體實例中，織物支撐件的導電區域由塗覆有銀的織物或由不銹鋼、碳、金、銅、銀、導電油墨(Pedot：Pss等)或任何其它導電材料(例如，碳填充劑、銀奈米線、鋅、氧化鋅、鍍銀銅、碳漆包銅等)製 成的線構成。在一個具體實例中，織物支撐件的導電區域是多孔的並且用導電材料塗覆、浸漬或印刷。
在一個具體實例中，第二層經由本領域普通技術人員已知的任何緊固方式與織物支撐件連接。所述緊固方式可以例如是一層熱黏合聚合物。
在一個具體實例中，第一層具有大於第二層的表面積的表面積，並且經由本領域普通技術人員已知的任何緊固方式與織物支撐件直接連接。所述緊固方式可以例如是一層熱黏合聚合物。
在一個具體實例中，第一層和織物支撐件利用接縫繞能夠吸收和保持水的材料連接。
較佳地，將有助於第一層與織物支撐件之間的連接的兩個後者具體實例相結合。
本發明亦關於包括根據本發明的至少一個加濕裝置的整個第二皮膚織物或包括與至少一個電極連接的所述裝置的至少一個系統。
當浸泡或洗滌該構造時，上述每個系統的能夠保持水的材料被充蓄且允許織物電極在至少一天內被加濕，較佳地在超過12小時內被加濕。
在一個具體實例中，織物包括根據本發明的多個系統。
本發明亦關於旨在由動物或人類佩戴的衣物，其包含根據本發明的織物。該衣物可以是T恤、內衣、汗衫、一條褲子、帽子或任何可以與皮膚接觸的衣物。用作根據本發明的每個系統的電極的區域必須與皮膚接觸。當佩戴這種衣物時，受試者可以在長時間內、一天或多天內經過 定期測量，而無需對電極進行加濕。當能夠保持水的材料是乾燥的時候，通過使用者簡單地將其浸在水中或對其洗滌，衣物可以以被動的方式被再充蓄，即無需技術人員在裝置上進行任何特定的動作。在長時間內進行的這些測量可以診斷疾病，諸如心房纖維性顫動或癲癇，或允許以特別有效的方式在長時間內發生監測(術後監測或監測經歷高危懷孕的婦女)。
1‧‧‧用於對電極加濕的裝置
3‧‧‧第一層
4‧‧‧能夠吸收和保持水的材料
5‧‧‧第二層

Claims (10)

  1. 一種用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，其包括：-第一層(3)；-第二層(5)；和-能夠吸收和保持水的材料(4)；其中-所述能夠吸收和保持水的材料(4)位於所述第一層(3)與所述第二層(5)之間；-所述第一層(3)對液態水和水蒸汽不可透；並且-所述第二層(5)在朝向所述能夠吸收和保持水的材料向內延伸的方向上對液態水可透，並且在與所述方向相反的方向上對液態水不可透但對水蒸汽可透。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，其中，所述第一層(3)是非導電且非可變形層。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，其中，所述第二層(5)是可變形的。
  4. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，其中，所述第二層(5)是微孔層或親水性層。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，還包括袋(6)，所述能夠吸收和保持水的材料(4)被容納在所述袋(6)內，所述袋(6)在朝向所述能夠吸收和保持水的材料(4)向內延伸的方向上對水可透，並且在與所述方向相反的方向 上對水蒸汽可透。
  6. 根據申請專利範圍第1至5項中任一項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，其中，所述第二層(5)包括至少一個第一部分和一個第二部分，所述第一部分在從所述能夠吸收和保持水的材料朝向所述裝置的外部向外延伸的方向上對液態水不可透但對水蒸汽可透，所述第二部分在兩個方向上均對液態水可透。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，其中，所述第二層(5)的所述第二部分包括至少一個穿孔(51)，所述至少一個穿孔(51)被構造成使所述第二部分對液態水可透。
  8. 根據申請專利範圍第1至7項中任一項所述的用於對織物電極(1)進行加濕的裝置，還包括具有至少0.5mm的厚度的第三層(7)，所述層(7)位於所述能夠吸收和保持水的材料(4)與所述第一層(3)之間。
  9. 一種系統(2)，其包括：-根據申請專利範圍第1至8項中任一項所述的加濕裝置(1)；和-包括導電區域(8)的織物支撐件；其中所述織物支撐件與所述加濕裝置(1)連接，使所述導電區域(8)與所述第二層(5)相接觸。
  10. 一種系統(2)，包括：-根據申請專利範圍第6至8項中任一項所述的加濕裝置(1)；和-包括形成電極(8)的導電區域(8)的織物支撐件；其中所述織物支撐件與所述加濕裝置(1)連接，使所述導電區域(8)僅與所述第二層(5)的所述第一部分相接觸。
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