TW201832720A - 用於測量被檢體的電生理活動的織物設備 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及用於測量被檢體的電生理活動的織物設備，其包括用於被檢體的電生理活動的至少一個測量裝置；一織物結構(10)，該織物結構包括由多個絕緣排(12)分離的至少兩個導電排(11)；其中用於被檢體的電生理活動的至少一個測量裝置連接到織物結構的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面。

Description

用於測量被檢體的電生理活動的織物設備
本發明涉及用於測量被檢體的電生理活動的織物設備。特別地，本發明涉及包括電磁遮罩的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備。
由於我們環境中的移動和電子設備越來越多，電子設備之間的電磁干擾變得越來越嚴重。
用於執行生物電信號測量的智慧服裝需要借助于由高接觸阻抗驅動的相當長的電連接傳送很低強度的信號。這些信號然後受到電磁或靜電干擾的重大風險。這些干擾可以變化。它們可以由高頻無線電波、靜電或低頻干擾導致，例如，如果另一人通過感應器附近。主電源電壓也可能在測量和傳輸的信號上產生50Hz或60Hz的雜訊。
這些干擾阻礙了信號的利用和解釋，無論它們是由技術人員、醫生或甚至電腦演算法進行。在醫學領域，醫生的專業知織可以使他能夠區分不同類型的偽影，但是以很有限的方式。這些干擾因此甚至會使診斷被曲解，或者使診斷被有保留地發出。被檢體不能被確定地診斷。
從現有技術已知國際專利申請WO 2013/126798，其描述了一種頭盔，該頭盔包括在其內表面上的腦電圖(EEG)電極，用於與被檢體的頭部接觸。該頭盔還通過加入遮罩表面在其外表面上包括這些電極的電磁遮罩。該 遮罩表面包括以特定圖案印刷在介電材料上的導電層。這樣的設備的缺點是它增加了現有頭盔的厚度、質量和額外剛度。這樣的設備剛性很高並且被檢體不能持續幾天連續穿戴這樣的設備，尤其是在睡眠階段。
從現有技術已知國際專利申請WO 00/11443，其描述了一種特別用於結合到車輛座椅中的扁平電極，該扁平電極包括由金屬塗覆的無紡、機織或針織織物製成的導電的扁平織物材料。為了增加金屬導電織物材料的電導率，隨機放置的無紡纖維或相互結合的成排的機織或針織織物連結較佳地以限定的間隔，通過縱向接觸元件以導電方式連接。該扁平電極是測量壓力的電容式感測電極。電容的該變化允許確定使用者的位置或移動。這樣的設備不包括防電磁干擾的遮罩系統。
本發明的目的是開發一種用於測量被檢體的電生理活動的有效設備，用於遮罩以防止電磁干擾，同時還具有良好的柔韌性質。
本發明涉及一種織物設備，其配置成與電子設備協作，該電子設備包括至少一個第一磁性連接裝置，包括至少一個連接軌道的電子電路，以及至少一個第一定位裝置；該織物設備包括：- 包括至少一個導電區域的織物；- 至少一個第二磁性連接裝置，其連接到該織物的第一側，配置成與該電子設備的該至少一個第一磁性連接裝置協作以便產生與該電子設備的該至少一個第一磁性連接裝置的吸引力；- 至少一個第二定位裝置，其能夠與該電子設備的該至少一個第一定位裝置協作以便相對於該電子設備定位該織物設備；其中該織物設備的該至少一個第二定位裝置以這樣的方式佈置，使得該織 物設備的該至少一個導電區域連接到該織物的第二側上的該電子電路的至少一個連接軌道。
根據一個實施例，該織物設備包括定位在該織物和該至少一個第二磁性連接裝置之間的阻尼層。
根據一個實施例，該織物設備的針織結構還包括大致上垂直于至少兩個導電排(11)的至少一個針上紗排；並且該至少一個針上紗排是導電的並且將該至少兩個引線彼此電連接。
根據一個實施例，該導電排由覆蓋有導電表面，較佳地為金屬表面，非常較佳地為銀表面的絕緣織物線構成。
根據一個實施例，該織物設備還包括電子設備，該電子設備包括質量塊，並且其中該至少兩個導電排連接到該電子設備的該接地。
根據一個實施例，該至少一個導電針上紗排是金屬的，較佳地為銀或由覆蓋有導電表面，較佳地諸如銀的金屬表面的絕緣織物線構成。
根據一個實施例，用於測量被檢體的電生理活動的裝置包括至少一個電極，印刷電路，以及將該至少一個電極連接到該印刷電路的電連接裝置。
根據一個實施例，大致上彼此平行的該至少兩個導電排由從2到300不等的多個絕緣排分離。
本發明還涉及一種製造組件的方法，其包括以下步驟：- 針織根據上文描述的實施例中的任何一個的織物設備；- 將該織物設備切割並縫合到服裝的表面，使得包括用於測量電生理活動的裝置的該設備的表面與穿戴該服裝的被檢體的皮膚接觸。
本發明還涉及一種服裝，其包括根據上文描述的實施例中的任何一個的或通過上文描述的製造方法製造的一個或多個織物設備。
定義
在本發明中，以下術語具有以下含義：
- 「排」：指的是針織結構中的紗。排是形成針織結構的彎折或針跡的紗。
- 「網眼」：指的是由排的環形成的孔。
- 「排的平均路徑」：指的是排的軸線的平均方向。平均路徑可以通過連接相同排的每個網眼進行繪製。平均路徑是網眼到網眼的排的方向。
- 「大致上垂直」應當理解為正負25°，較佳地正負10°，和非常較佳地正負5°地垂直。相對於形成針織結構的一部分的一個或多個排使用的術語「大致上垂直」應當解釋為大致上垂直于由該排形成的平均路徑。
- 「大致上平行的排」應當理解為在給定距離上，較佳地至少1cm，2cm，3cm，4cm，5cm，6cm，7cm，8cm，9cm或10cm，由相同數量的排分離的兩個排。
- 「多個」應當理解為「至少兩個」。
- 「服裝」包括可以由諸如動物或人類的被檢體穿戴的任何織物，並且還可以包括帽子。
- 「智慧服裝」指的是能夠由被檢體穿戴的任何織物，其包括配置成發射或接收電信號的至少一個導電區域。
- 通過「旨在與被檢體的皮膚接觸」，也可以理解為被檢體的頭骨，不論其是否有頭髮。
1‧‧‧織物設備
10‧‧‧織物結構
11‧‧‧導電排
12‧‧‧絕緣排
13‧‧‧旨在與被檢體的皮膚接觸的織物結構的表面
20‧‧‧測量被檢體的電生理活動的裝置
21‧‧‧表面電極
22‧‧‧印刷電路
23‧‧‧電連接裝置
AA'‧‧‧軸線
圖1是顯示根據本發明的包括由絕緣排12分離的導電排11的織物結構10的 圖。
圖2是根據本發明的一個實施例的設備沿著圖1的軸線AA'的截面圖。
圖3是根據本發明的一個實施例的設備沿著圖1的軸線AA'的截面圖。
本發明不限於顯示的針織結構，而是擴展到所有其他可能的結構，並且是本領域技術人員已知的。圖示不是按比例繪製的，並且在不同的圖中測量的尺寸不能用於解釋或限制本發明。
本發明的目的在於製造能夠電磁遮罩以防止外部干擾的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備。該設備的電磁遮罩通過針織包括由多個絕緣排分離的至少兩個導電排的織物結構實現。織物設備包括用於測量被檢體的電生理活動的裝置。測量被檢體的電生理活動的裝置連接到織物結構的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面。以該方式，由用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置接收和發射的信號被保護以免受被檢體在其環境中經歷的任何電磁或靜電干擾。在一個實施例中，測量裝置是用於測量被檢體的電活動的裝置。
結果，根據本發明的設備基本上包括織物結構和測量裝置。
根據本發明，導電排形成針織在織物結構中的導電網絡。
根據一個實施例，織物結構是針織結構，包括導電排和絕緣排。針織結構是三維結構。針織結構允許比機織結構的網眼更厚、更輕和因此對於被檢體更舒適的網眼。針織也使得能夠沿著服裝選擇是否要被遮罩的位置。另外，針織結構的三維結構對於本發明的目的是特別有利的。事實上，該針織結構允許通過織物結構的厚度衰減電磁信號，因此改善了用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置的電磁遮罩。
在一個實施例中，該針織織物結構包括多個針織厚度。
根據一個實施例，織物設備包括由針織導電排組成的導電網絡(也稱為法拉第格柵)。由連續和均勻的法拉第網路構成的該織物設備是防止電磁輻射的遮罩。
包括電連接的導線網路的織物結構用作位於服裝的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面上的測量裝置的法拉第籠。織物結構因此能夠實現用於測量被檢體的電生理活動的裝置的電磁遮罩。
針織織物的紗遵循彎折路徑，在平均路徑的下方和上方連續地形成環(或網眼)。根據一個實施例，通過針織獲得的織物結構包括由被絕緣線製成的多個介質路徑分離的至少兩個導線製成的至少兩個介質路徑。
根據一個實施例，導電排不垂直于針織織物。
如圖1中所示，根據本發明的織物設備1包括織物結構10，該織物結構10包括由多個絕緣排12分離的至少兩個導電排11。至少兩個導電排11由至少兩個絕緣排12分離。在一個實施例中，至少兩個導電排11由至少3個絕緣排12分離。在另一實施例中，至少兩個導電排11由至少4，5，6，7，8，9，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80，90，100，200或300個絕緣排12分離。在一個實施例中，至少兩個導電排由從2到300，從3到100或從5到50不等的絕緣排12的多個絕緣排12分離。
例如，針織在兩個導電排之間的絕緣排的數量可以在5到50之間的範圍內。當兩個大致上平行的導電排由從5到50不等的絕緣排的多個絕緣排分離時，法拉第籠的電磁遮罩效果是最佳的。
在一個實施例中，織物設備也包括包含質量塊的電子設備。導線網路或至少兩個導電排連接到電子設備的該質量塊。到導線網路的接地的連接使得可以保持法拉第籠的電位固定，並且保護籠的內部免受電磁干擾。在一個實施例中，質量塊是承載織物設備的主體。在該實施例中，導電排包括在織 物結構的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面上開口的部分。
在一個實施例中，該至少兩個導電排連接到接地。在一個實施例中，根據本發明的織物設備包括至少一個連接裝置，其適於將由導電排和導電廢棄排(conductive discarded rows)形成的網路連接到承載該織物設備的被檢體。
在一個實施例中，織物結構的至少兩個導電排大致上彼此平行。
在一個實施例中，至少兩個導電排大致上彼此平行，並且織物結構也包括大致上垂直于至少兩個導電排的平均路徑的針織針跡。織物結構的針織針跡由導電線製成。
在一個實施例中，至少兩個導電排大致上彼此平行，並且織物結構也包括大致上垂直于至少兩個導電排的平均路徑的針織網眼。織物結構的針織網眼由導電線製成。
在一個實施例中，至少兩個導電排大致上彼此平行，並且織物結構也包括大致上垂直于至少兩個導電排的平均路徑的針上紗排。織物結構的針上紗排由導電線製成。
針上紗(yarn-over-needle)是本領域技術人員已知的一種針織技術。它的作用通常是裝飾性的，允許連接不同路徑上的兩個網眼。這裡，感興趣的是在至少兩個導電排之間進行電連接以促進電位的均勻化。
針上紗針織技術是根據本發明可以使用的可能技術之一，並且其他技術是本領域技術人員已知的，例如吊線針織(wrap knitting)。再現不同類型的針織方法的不同類型的機器可以用於實現本發明的織物設備。
在未顯示的實施例中，使用導電針上紗排作為兩個導電排之間的連接裝置具有若干優點。首先，它允許導電排不直接接觸。因此導電排嚴格 遵循針織結構，並且不需要轉向以進行接觸。另外，導電針上紗排是織物結構的一體部分。所以它比標準的連接方式更耐磨損。
在一個實施例中，大致上彼此平行的至少兩個導電排的每一個連接到接地。
在一個實施例中，織物結構包括大致上垂直于至少兩個導電排的至少兩個導電廢棄排，並且兩個導電廢棄排間隔開0.1cm到50cm之間，0.1cm到30cm之間，0.5cm到10cm之間，或0.5cm和5cm之間的長度。
在一個實施例中，織物結構包括均勻間隔佈置的多個排以與大致上彼此平行的導電排形成網路，並且針上紗排規則地間隔1到100mm之間，5到75mm之間，8到50mm之間，或10到40mm之間的距離。
在第一實施例中，用於製作導電排的導線是由導電材料製成的導線。較佳地地，該導線是金屬線，例如銀線。
在第二實施例中，用於產生導電排的導線是包括覆蓋有導電表面的絕緣織物線的線。該線較佳地地包括覆蓋有金屬表面的絕緣織物線，並且非常較佳地地是覆蓋有銀表面的織物線。較佳地地，覆蓋有導電表面的絕緣織物線由聚酰胺製成。非常較佳地地，導線因此包括覆蓋有銀表面或銀護套的聚酰胺絕緣線。該實施例對於獲得包括良好電磁遮罩性質和良好柔韌性的織物結構特別有效，原因是與金屬線不同，導電紗保持絕緣線(例如聚酰胺紗)的輕質性和柔韌性。該實施例使得可以獲得如下的線，並且因此獲得如下的織物結構：其比用完全由金屬材料或銀製成的線獲得的類似結構柔韌性更大、更薄且剛性更小。此外，也便於將這些線整合到針織結構中。
在第三實施例中，用於產生導電排的該導線是上述前兩個實施例的組合。在織物結構包括大致上垂直于至少兩個導電排的平均路徑的至少一個針上紗排的實施例中，根據上述三個實施例中的一個製成該至少一個針上紗 排。
在較佳地實施例中，該至少一個導電針上紗排由覆蓋有導電表面，較佳地金屬表面(例如銀)的絕緣織物線構成。
在一個實施例中，至少兩個導電排或至少一個針上紗排不由金屬線製成。在一個實施例中，至少兩個導電排或至少一個針上紗排不由包括金屬芯的線製成。
在一個實施例中，至少兩個導電排和至少一個針上紗排不由金屬線製成。在一個實施例中，至少兩個導電排和至少一個針上紗排不由包括金屬芯的線製成。
在一個實施例中，大致上平行的排由相同數量的排分離的長度為1cm，2cm，3cm，4cm，5cm，6cm，7cm，8cm，9cm或10cm。
根據一個實施例，用於測量電生理活動的織物設備包括用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置。根據一個實施例，測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置連接到織物結構的旨在與該被檢體的皮膚接觸的表面。以該方式，由多個絕緣排分離的至少兩個導電排形成法拉第網路，放置成保護用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置免于電磁輻射。
在一個實施例中，織物設備(1)包括用於測量電生理活動的裝置和包括形成電磁遮罩結構的絕緣線和導線的織物結構。
在圖2所示的實施例中，用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置連接到織物結構10的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面13。導電排11使得可以保護測量裝置20免受外部干擾。在一個實施例中，測量裝置20是針織在織物結構10中的織物電極。在一個實施例中，測量裝置20借助于連接裝置連接到織物結構10。這些連接裝置可以是磁性裝置和/或機械裝置。
在一個實施例中，用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝 置也可以是測量生物生理參數的任何裝置。在一個實施例中，用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置是用於測量EEG活動的感應器(較佳地為電極)，較佳地EEG電極。用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置也可以是配置成測量心肌或神經功能和/或外周肌肉(例如，咀嚼肌)的電生理活動的感應器(較佳地電極)。
在圖3所示的特定實施例中，用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置包括至少一個電極21，印刷電路22，以及將至少一個電極21連接到印刷電路22的電連接裝置23。較佳地地，至少一個電極是表面電極。在該實施例中，測量裝置的組件(電極21，印刷電路22和連接裝置23)由根據本發明的織物結構10形成的法拉第網路保護免受干擾。在一個實施例中，連接裝置23是織物結構10的導電線。
在一個實施例中，被檢體是人。
在一個實施方案中，被檢體是動物。
本發明也涉及一種用於製造組件的方法，其包括：- 針織織物設備，該織物設備包括：○用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置；○由多個絕緣排分開的至少兩個導電排；並且其中用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置連接到織物結構的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面；- 切割並縫合該織物設備，從而使該織物設備具有適於成為適於由被檢體穿戴的服裝的一部分的形狀。
本發明也涉及一種用於製造組件的方法，其包括：- 針織物設備，該織物設備包括：○用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置； ○由多個絕緣排分開的至少兩個導電排；並且其中用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置連接到織物結構的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面；- 將該織物設備切割並縫合到服裝的表面上，使得包括用於測量電生理活動的裝置的該設備的表面與穿戴該服裝的被檢體的皮膚接觸。
本發明也涉及具有根據本發明的一個或多個織物設備或通過根據本發明的製造方法製造的服裝。由於形成法拉第籠的導線網路，如此形成的服裝形成用於測量承載它的被檢體的電生理活動的裝置的電磁遮罩。在較佳地實施例中，服裝是配置成測量大腦的電生理活動的帽子或頭盔。
包含根據本發明的織物設備的服裝的實施例具有許多優點，特別是在柔韌性和性能方面。
在一個實施例中，服裝包括根據本發明的多個織物設備，其通過不包括導電排的織物結構彼此連接。因此，導電排僅存在於存在用於測量被檢體的電生理活動的至少一個裝置的區域中，由此大大地增加了服裝的柔性和柔韌性，由此改善了被檢體的舒適度，使得該被檢體在睡眠階段期間可以繼續穿戴該服裝。

Claims (10)

  1. 一種用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其包括：用於被檢體的電生理活動的至少一個測量裝置(20)；一織物結構(10)，該織物結構包括由多個絕緣排(12)分離的至少兩個導電排(11)；其中用於被檢體的電生理活動的該至少一個測量裝置(20)連接到該織物結構的旨在與被檢體的皮膚接觸的表面(13)。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其中該至少兩個導電排(11)大致上彼此平行。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其中該織物設備(1)的針織結構還包括大致上垂直于該至少兩個導電排(11)的至少一個針上紗排；並且該至少一個針上紗排是導電的並且將至少兩個引線(11)彼此電連接。
  4. 根據申請專利範圍第1或第2項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其中該導電排(11)由覆蓋有導電表面的絕緣織物線構成，該導電表面較佳地為金屬表面，非常較佳地為銀表面。
  5. 根據申請專利範圍第1或第2項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其還包括電子設備，該電子設備包括質量塊，並且其中該至少兩個導電排(11)連接到該電子設備的該接地。
  6. 根據申請專利範圍第3項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其中該至少一個導電針上紗排是金屬的，較佳地為銀或由覆蓋有導電表面，較佳地諸如銀的金屬表面的絕緣織物線構成。
  7. 根據申請專利範圍第1或第2項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其中用於測量被檢體的電生理活動的裝置(20)包括 至少一個電極(21)，印刷電路(22)，以及將該至少一個電極(21)連接到該印刷電路(22)的電連接裝置(23)。
  8. 根據申請專利範圍第2項所述的用於測量被檢體的電生理活動的織物設備(1)，其中大致上彼此平行的該至少兩個導電排(11)由從2到300不等的多個絕緣排(12)分離。
  9. 一種製造組件的方法，其包括以下步驟：針織根據申請專利範圍第1至第8項中任一項所述的織物設備(1)；將該織物設備(1)切割並縫合到服裝的表面，使得包括用於測量電生理活動的裝置(20)的該設備的表面(13)與穿戴該服裝的被檢體的皮膚接觸。
  10. 一種服裝，其包括一個或多個根據申請專利範圍第1至第8項中任一項所述或通過根據申請專利範圍第9項所述的製造方法製造的織物設備(1)。
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