WO2011130771A1 - Gefederter sensor und sensorarray - Google Patents

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WO2011130771A1
WO2011130771A1 PCT/AT2011/000205 AT2011000205W WO2011130771A1 WO 2011130771 A1 WO2011130771 A1 WO 2011130771A1 AT 2011000205 W AT2011000205 W AT 2011000205W WO 2011130771 A1 WO2011130771 A1 WO 2011130771A1
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WO
WIPO (PCT)
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sensor
housing
housing part
spring
sheath
Prior art date
Application number
PCT/AT2011/000205
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Rabanser
Johannes TÄNDL
Pertlu Salonen
Leonhard Andreas Weingrill
Christian Mischitz
Marko Trojner
Charlotte Kastengren
Philipp Krenn
Gregor ŠIREC
Julia Weber
Stefan Rosenkranz
Mario Fallast
Original Assignee
Smaxtec Animal Care Sales Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smaxtec Animal Care Sales Gmbh filed Critical Smaxtec Animal Care Sales Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/14—Coupling media or elements to improve sensor contact with skin or tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/168—Fluid filled sensor housings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6835—Supports or holders, e.g., articulated arms

Definitions

  • the invention relates to a sensor suitable for EEG measurements, comprising a sensor housing and at least one probe connectable to an evaluation unit with a probe tip pointing away from the sensor housing, the probe protruding partially from the sensor housing at an underside of the sensor housing and the probe tip having at least one spring element is mounted resiliently so that upon application of pressure on the Meßurlerspitze the Meßferlerspitze is moved from a starting position in the direction of the sensor housing and moves back when removing the pressure from the sensor housing back to the starting position.
  • the invention further relates to a sensor array and a measuring unit for EEG measurements with a support arrangement for mounting sensors or sensor arrays.
  • Physiological data taking in the medical field is often done by measuring devices that can make their measurements via skin contact.
  • biosignals are recorded, for example by determining the potential difference between different measuring points.
  • Examples of such data frames are electrooculography (EOG) and electroencephalography (EEG), a generally accepted method for assessing brain function via recording and evaluating brain waves.
  • EOG electrooculography
  • EEG electroencephalography
  • the recording of the brain waves is usually carried out via electrodes which are fixed directly or by holding structures such as helmets at respectively predetermined locations on the skull of volunteers.
  • EP 0 199 214 shows an EEG cap with self-applying sensors:
  • the sensors have tulip-shaped measuring heads serrated edge. These probes are pressed against the skull by means of springs, penetrate the uppermost skin layer without causing bleeding, and allow good signal qualities.
  • an electrolyte can be fed into the contact area between the measuring head and the skull via a feed line. If resistance to proper signal quality is too great, moving the probe head into the scalp may cause deeper penetration by gently moving the EEG cap.
  • a disadvantage of this solution is that the direct contact between the skin and the electrode leads to undesirable time-dependent offset voltages, which disturb the sensitive measurements of the small body voltages. Furthermore, the sensors are complex to manufacture and require very careful handling to avoid causing injury.
  • US 6,201,982 Bl shows an easy to solve EEG electrode.
  • This electrode has two mutually movable parts for fixing, which clamp when mounted in the hair of the subjects. By clamping the electrode and thus a sponge with electrolyte liquid are pressed against the head of the subjects, being taken over the sponge, the contacts. Due to the elasticity of the sponge a permanent contact of the scalp is ensured.
  • this solution has other disadvantages: On the one hand, the device is complex in construction and prone to error in the application, for example, if the clamping mechanism is insufficient or Too many hairs get between the sponge and the scalp. Furthermore, the electrode is usable only once, because the sponge is destroyed in the application to separate the electrolyte liquid.
  • This object is achieved by the above-mentioned sensor according to the invention in that on the underside of the sensor housing surrounding the probe casing of absorbent material for receiving liquid is disposed, wherein upon application of pressure on the Meßprocesslerspitze the probe tip is moved into the shell and protrudes in the initial position over the casing.
  • the spring-loaded bearing causes the tip of the probe to be seated at the selected location, thus yielding in the direction of the sensor housing until the jacket, which is impregnated with a conductive liquid, rests at the selected location and soaks the site and thus also the probe tip with a - preferably conductive - liquid, thus minimizing the contact resistance.
  • the liquids may have different viscosities, from very liquid to very viscous (e.g., EEG paste).
  • the sensor can thus also be used in subjects with dense hair growth. Furthermore, the contamination of the selected site is reduced by conductive liquid.
  • the spring element in the sensor can be designed in various ways, for example as a spring or of a flexible material that is compressible and relaxable.
  • the probe tip is arranged on a tip holder, which protrudes from the sensor housing pioneering from the probe and is movably mounted on a sensor disposed in the first spring element.
  • the probe tip, the tip holder and the first spring element thereby form a probe head, which is resiliently movable and is movable when carrying out a measurement in the sheath, so that the sheath wets the contact point of the probe tip.
  • the senor is resiliently mounted via a spring holder and a second spring element, which are arranged within the sensor housing.
  • a resilient mounting of the probe tip is also possible, the probe tip is movable when pressure is exerted, for example, when performing a measurement in the sheath.
  • Particularly good results with respect to the resilient mounting of the probe tip can be achieved with a combination of the resilient mounting of the probe with the resilient probe head.
  • the sheath is spring-mounted together with the probe by means of spring holder and the second spring element. This has the advantage that the application of the sensor according to the invention proceeds more gently.
  • a Meßlopeler Equipmentsvor- direction is arranged, which acts as a stop for the spring holder. This limits the expansion or compression of the second spring element (depending on the arrangement of the spring element).
  • the sheath of the probe may be made of various materials that meet the criterion of absorbency and are suitable for receiving a conductive liquid. Particularly good results can be achieved if the absorbent material of the sheath is felt. Under felt is understood here according to a generally valid definition of a textile fabric of hard to be separated fiber. Felt is usually made from wool, chemical and, theoretically, from plant fibers.
  • the object of the invention is further achieved with a Sensorarräy mentioned above, which has according to the invention at least one of the sensors described above.
  • the Sensorarräy conveniently has a housing having a first housing part and a detachable lid, wherein the first housing part is liquid-tight and can be filled with a conductive liquid and the sensor is arranged on one side protruding from the first housing part, wherein the sheath of the sensor with the Inside the first housing part is in communication.
  • This connection between the casing and the interior of the housing can be realized for example by openings in the sensor housing.
  • the sensor array may be filled with a conductive liquid, such as the electrolyte liquid customary in EEG measurements, which soaks the sheath of the sensor, thereby allowing wetting of the probe and the location where the probe is placed during the measurement ,
  • a conductive liquid such as the electrolyte liquid customary in EEG measurements
  • This filling may be, for example, a sponge or foam. So that leakage of the liquid can be prevented.
  • a second housing part surrounding the first housing part is provided, wherein the first housing part is movable in the second housing part.
  • first guide means are advantageously arranged on the outside of the first housing part and arranged on the inside of the second housing part with the first guide means corresponding second guide means.
  • the guide means can be designed arbitrarily.
  • the first guide means are designed as a bung or spring and the second guide means as a spring or bung.
  • the second guide means are designed to be complementary so that the guide means can cooperate.
  • the second housing part is releasably closable with a housing cover.
  • first closure means are arranged on the end of the second housing part facing the cover, which cooperate with corresponding second closure means closing on the housing cover.
  • the first closure means are advantageously designed as external thread or as internal thread and the second closure means are designed as internal thread or external thread.
  • the translational movement of the housing cover is transferred to the first housing part, which thereby moves in the direction of a longitudinal central axis of the sensor array.
  • the object of the invention is also achieved by an aforementioned measuring unit according to the invention in that at least one sensor array is provided according to the embodiment described above, which is arranged detachably on the support assembly.
  • this is at least one sensor array of the measuring unit according to the manner described above, in which the cover when screwing with the second housing part moves the first housing part in a direction along the central axis of the housing of the sensor array.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a sensor according to the invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a sensor array according to the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the sensor array aüs Fig. 2 in the assembled state
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of an inventive sensor array in the starting position
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of the sensor array according to the invention from FIG. 4 in application,
  • Fig. 8 is a schematic perspective view of a measuring unit according to the invention.
  • the sensor 1 shows an exploded view of the sensor 1 according to the invention.
  • the sensor 1 comprises a measuring sensor 2, which is guided in a casing 3.
  • the sensor 2 is, for example, a gold pin, but other variants are also possible which are highly conductive and allow a measurement.
  • the pin can be connected to an evaluation unit, or an amplifier, via a cable (not shown) on its rear side (ie the side which is located inside the sensor housing 4 in the assembled state).
  • the sensor On its front side, the sensor has a semicircular probe tip 22 which is resiliently mounted in the sensor 2 (via the first spring element 61, see Fig. 2).
  • the semicircular probe tip 22 prevents the surface to which the sensor 1 is applied from being damaged - for example, the skin remains uninjured in an EEG measurement.
  • the sheath 3 consists of an absorbent, porous material, which is impregnated when using the sensor 1 with a conductive liquid - for example, electrolyte paste - and stores them due to its hygroscopic properties.
  • the conductive liquid may also be stored in a reservoir, which communicates with the sensor 1, so that the liquid seeps into the shell 3 and so impregnates.
  • openings may be provided in the sensor housing.
  • the sheath 3 may in principle consist of any absorbent, preferably also compressible materials, for example felt, foam and the like.
  • the sensor 1 comprises a second spring element - in the present case a spring 6 - and a spring holder 7 for fixing and guiding the spring 6.
  • the sensor 2 and the sheath 3 can be arranged on the spring holder 7 (or connectable to this) and by this spring-mounted.
  • the measuring sensor 2 is mounted and guided during its movement in a measuring guide device 5, which can be inserted into the sensor housing 4.
  • the probe guide device 5 serves as a stop for limiting the movement of the spring holder 7, or so that the spring holder is not pressed out of the sensor housing 4 by the second spring element, or is held in the sensor housing 4.
  • only the sensor 2 can be spring-mounted via spring holder 7 and spring 6, while the casing is held firmly in place by means of the sensor guide device 5.
  • the sensor 2 has a sensor head 21 with a probe tip 22 and a tip holder 23.
  • the probe head 21 is resiliently mounted in the probe 2 by a first spring element 61 (which is also counted to the probe head 21).
  • the travel of the first spring element 61 is of the order of 2 mm.
  • Various solutions can be used for the first spring element 61, for example a spring, a compressible plastic and the like.
  • the embodiment with the resilient probe head 21 is only one of several embodiments. Also, a variant with a probe 2 with integrated, non-resilient probe tip 22 is possible.
  • the sensor 2 is surrounded by a sheath 3.
  • Sheath 3 and sensor 2 are arranged on the spring holder 7, which is spring-mounted by means of the spring 6 in the sensor housing 4 (not shown in Fig. 2).
  • the sensor 1 When the sensor 1 is placed on a point to be measured, by placing first the probe tip 22 moves with the tip holder 23 against the spring pressure of the first spring member 61 in the probe 2 until the shell 3 is seated and the contact point with the conductive Liquid is soaked. The tip of probe 2 should remain humid during the measurement to ensure a low impedance (contact resistance) between the point to be measured and probe 2. If pressure continues to be exerted, the sensor 2 and the casing 3 move against the spring pressure of the spring 6 into the sensor housing 4. In the event that the sensor 1 is in communication with an electrolyte reservoir, the jacket 3 comes into contact with the electrolyte during such pressure application (in which the sensor 2 and the jacket 3 move together in the sensor housing 4) and sucks it up.
  • the sensor 1 according to FIG. 1 can be combined with further sensors to form a sensor array 8, as can be seen in FIG. 3 in an exploded view.
  • the sensor array 8 in FIG. 3 comprises only one sensor 1, but as indicated, the sensor array 8 can accommodate a plurality of sensors - five in the present embodiment (see FIG. 4), but in principle any desired quantities of one upwards, depending on the dimensioning of the housing components of the sensor array. 8
  • FIG 4 shows an exemplary embodiment of the sensor array 8 according to the invention in an assembled state. It can be seen how the sensors 1 protrude out of the housing.
  • the housing of the sensor array 8 comprises a first housing part 9, which is movable in a second housing part 10.
  • the housing is closed by a housing cover 11, wherein the housing cover 11 cooperating closing with the second housing part 10.
  • the above-mentioned conductive liquid is located in the first housing part 9.
  • the first housing part can be closed with a further cover 24 (visible in FIG. 3 as a black device). This cover 24 must be liquid-tight in the first place and therefore, for example, be designed as a flexible membrane.
  • first housing part 9 and a housing cover 11 may be provided.
  • the housing cover 11 must also fulfill the function of the lid 24.
  • the housing parts 9, 10, 11 are executed in the present case with a round cross section; Of course, other cross-sectional shapes are possible.
  • First guide means 12 are arranged on the outside of the first housing part 9 and cooperate with corresponding second guide means 13, which are executed on the inside of the second housing part 10.
  • the first guide means 12 are executed in the present embodiment as bungs and arranged, for example, offset by 120 ° on the first housing part 9.
  • the bungs cooperate with the second guide means 13, which are designed as grooves on the inside of the second housing part 10.
  • suitable guide means are known which can be used.
  • the housing cover 11 cooperates in the example shown with the second housing part 10 and thus closes the housing.
  • the closing can take place via a screw closure (not shown), wherein a (external) thread can be provided on the outside of the second housing part 10 and a corresponding internal thread can be provided on the inside of the housing cover 11.
  • the housing cover 11 may have a smaller diameter than the second housing part 10; when then on the outside of the housing cover 11, an (external) thread is performed, this (external) thread with a corresponding internal thread on the inside of the second housing part 10 cooperate.
  • the housing parts 9, 10, 11 are assembled and the housing cover 11 is screwed to the second housing part 10, reduces by screwing the total length of the structure consisting of the second housing part 10 and the housing cover 11; This reduction of the total length causes a translational movement of the first housing part 9 along a longitudinal central axis 14 of the sensor array 8 in the direction of the side on which the sensors 1 protrude from the first housing part 9. This allows the positioning Frequently or the contact pressure of the sensors 1 are varied in relation to the point to be contacted.
  • FIGS. 5 and 6 the basic principle of operation of the sensor 1 according to the invention is illustrated by means of a schematic representation:
  • FIG. 5 shows a sensor array 8 according to the invention (however, greatly simplified and with only one sensor 1) in a starting position, ie before placement on a point 15 to be contacted, with a small piece of the measuring probe 2 and the probe head 21 protruding out of the sheath 3.
  • the housing consists of a first housing part 9, which is closed by a cover 24 and is located in a second housing part 10, which is closed by a housing cover 11.
  • a conductive liquid 16 for example an electrolyte in paste form.
  • the conductive liquid 16 surrounds the sensor housing 4 and is also located within the sensor housing 4, so that the sheath 3 absorbs and stores the liquid.
  • the liquid 16 passes through openings 17 in the sensor housing 4 in the interior of the sensor 1.
  • an absorbent material (not shown), for example, a sponge-like structure, be provided that stores the liquid 16 and an outflow of the Fluid 16 prevents or reduces, if the housing opens or is damaged.
  • the sensor 2 and the sheath 3 are spring-mounted in the sensor housing 4 via a spring holder 5 by means of the spring 6, which acts as a second spring element.
  • the spring holder 7 is held by the probe guide device 5 within the sensor housing 4.
  • the probe guide device 5 thus serves as a stop for the spring holder 7.
  • Fig. 6 shows the sensor array 8 in use.
  • the tip of the probe 2 touches the point to be contacted 15, the edge of the second housing part 10 touches the area ründ to the contact point 15.
  • the sensor array 8 is brought so close to the point 15 that the sheath 3 around the contacting Probe 2 (the probe head 21 is fully pressed into the probe 2) on the point to be contacted 15th seated and the location and the probe 2 wetted with the conductive liquid.
  • the contact resistance between the measuring point and probe 2 is reduced and improves the measurement.
  • the pressure exerted by the touchdown on the probe 2 the sensor 2 is pushed against the spring pressure of the spring 6 into the housing; the spring 6 is compressed.
  • the spring 6 is mounted so that it is stretched by placing the probe 2.
  • FIG. 7 shows in an overview-like circuit diagram the individual components which are required for the measurement with a sensor 1 (or sensor array 8) according to the invention:
  • the sensors 1 in FIG. 7, three sensors 1 are shown through which points become but clarifies that this number is only an example and may be arbitrarily higher) readings and transmitted via cable to an amplifier unit 18.
  • the recorded voltage moves in the microvolt range. This measured voltage is amplified to a few volts.
  • various filters for influencing the signal quality can be integrated.
  • the amplified signals are then transmitted to an evaluation unit 19 in which the signals are displayed and / or stored.
  • evaluation unit 19 various external devices such as PCs or oscilloscopes, or generally computing units (signal, digital processors and the like) can be used.
  • Evaluation unit 19 and amplifier 18 can also be combined in one device.
  • FIG. 8 shows a measuring unit 20 for EEG measurements with a carrier arrangement 21 for fastening the above-described inventive sensors or sensor arrays 8.
  • 9 shows the application in a subject 22 - the three sensor arrays 8 are located in the forehead area.
  • the sensor arrays 8 may be, for example, the embodiments shown in FIG. 4, each having five sensors 1. For clarity, the necessary wiring is not shown. Of course, this embodiment is just one of many different applications.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor (1), geeignet für EEG-Messungen, mit einem Sensorgehäuse (4) und zumindest einem Messfühler (2) mit einer Messfühlerspitze (22), wobei der Messfühler (2) an einer Unterseite des Sensorgehäuses (4) teilweise aus dem Sensorgehäuse (4) herausragt und die Messfühlerspitze (22) mit zumindest einem Federelement (6, 61) derart federnd gelagert ist, dass bei Aufbringung von Druck die Messfühlerspitze (22) aus einer Ausgangsstellung in Richtung zum Sensorgehäuse (4) bewegt wird und sich bei Wegnahme des Drucks wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt, wobei an der Unterseite des Sensorgehäuses (4) eine den Messfühler (2) umgebende Ummantelung (3) aus saugfähigem Material zur Aufnahme von Flüssigkeit angeordnet ist und bei Aufbringung von Druck auf die Messfühlerspitze (22) diese in die Ummantelung (3) hineinbewegt wird. In der Ausgangsstellung ragt sie über die Ummantelung (3) hinaus. Die Erfindung betrifft weiters ein Sensorarray mit derartigen Sensoren, bzw. eine Messeinheit mit derartigen Sensoren oder Sensorarrays.

Description

GEFEDERTER SENSOR UND SENSORARRAY
Die Erfindung betrifft einen Sensor, geeignet für EEG-Messungen, mit einem Sensorgehäüse und zumindest einem mit einer Auswerteeinheit verbindbaren Messfühler mit einer vom Sensorgehäuse wegweisenden Messfühlerspitze, wobei der Messfühler an einer Unterseite des Sensorgehäuses teilweise aus dem Sensorgehäuse herausragt und die Messfühlerspitze mit zumindest einem Federelement derart federnd gelagert ist, dass bei Aufbringung von Druck auf die Messfühlerspitze die Messfühlerspitze aus einer Ausgangsstellung in Richtung zum Sensorgehäuse bewegt wird und sich bei Wegnahme des Drucks wieder vom Sensorgehäuse weg in die Ausgangsstellung zurückbewegt.
Die Erfindung betrifft weiters ein Sensorarray sowie eine Messeinheit für EEG-Messungen mit einer Trageanordnung zur Befestigung von Sensoren oder Sensorarrays.
Physiologische Datennahme erfolgt im medizinischen Bereich häufig durch Messeinrichtungen, die über Hautkontakt ihre Messungen vornehmen können. Dabei werden Biosignale aufgenommen, beispielsweise durch Ermittlung der Potentialdifferenz zwischen verschiedenen Messpunkten. Beispiele für solche Datennahmen sind die Elektrookulographie (EOG) und die Elektroenzephalographie (EEG), ein allgemein anerkanntes Verfahren zur Beurteilung der Gehirnfunktion über Aufnahme und Auswertung der Gehirnströme. Die Aufnahme der Gehirnströme erfolgt dabei üblicherweise über Elektroden, die direkt oder mittels Haltestrukturen wie Helmen an jeweils vorbestimmten Orten am Schädel von Probanden fixiert werden.
Die Aufbringung herkömmlicher Elektroden ist dabei sehr aufwändig: einerseits ist dazu eine Hautvorbereitung notwendig, was bei Probanden mit dichtem Haar zu Schwierigkeiten führen kann. Weiters muss der Kontakt zwischen Elektrode und Haut durch großflächige Aufbringung von Elektrolyt-Flüssigkeiten wie EEG-Pasten verbessert werden, um eine zufrieden stellende Signalqualität zu erhalten. Die vorbereitenden Maßnahmen für EEG- Messungen sind daher sehr langwierig und können bis zu 45 Minuten und länger dauern. Weiters ist die Elektrolyt-Flüssigkeit am Kopf und insbesondere in den Haaren unangenehm für die Probanden.
Zwar lässt sich mit diesen Maßnahmen eine sehr gute Signalqualität erhalten, was sie für die Verwendung im Forschungsbereich qualifiziert, für den alltäglichen Gebrauch sind solche Vorrichtungen aber ungeeignet. Daher gab es in den letzten Jahren zunehmend Versuche, EEG-Messungen durch geeignete Vorrichtungen zu vereinfachen.
Die EP 0 199 214 zeigt eine EEG-Kappe mit selbstaufbringenden Sensoren: Die Sensoren weisen tulpenförmige Messköpfe gezacktem Rand auf. Diese Messköpfe werden mittels Federn gegen den Schädel gedrückt, durchstoßen die oberste Hautschicht, ohne Blutungen zu verursachen, und erlauben gute Signalqualitäten. Zur Verbesserung der Leitfähigkeit kann über eine Zuleitung ein Elektrolyt in den Kontaktbereich zwischen Messkopf und Schädel zugeführt werden. Wenn der Widerstand für eine ordnungsgemäße Signalqualität zu groß ist, kann durch leichtes Bewegen der EEG-Kappe ein tieferes Eindringen der Messköpfe in die Kopfhaut bewirkt werden.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass es durch den direkten Kontakt zwischen Haut und Elektrode zu unerwünschten zeitabhängigen Offset-Spannungen kommt, die die empfindlichen Messungen der kleinen Körperspannungen stören. Weiters sind die Sensoren aufwändig in der Herstellung und erfordern sehr behutsames Handling, um keine Verletzungen zu verursachen.
Die US 6,201,982 Bl zeigt eine einfach zu lösende EEG-Elektrode. Diese Elektrode weist zur Fixierung zwei gegeneinander bewegliche Teile auf, die sich bei Anbringung in den Haaren der Probanden festklemmen. Durch das Festklemmen werden die Elektrode und damit ein Schwamm mit Elektrolytflüssigkeit gegen den Kopf der Probanden gedrückt, wobei über den Schwamm die Kontakte genommen werden. Durch die Elastizität des Schwammes wird eine dauerhafte Kontaktierung der Kopfhaut sichergestellt.
Neben der Tatsache, dass diese Elektrode nicht bei Probanden mit dünnem Haarwuchs oder kahlen Köpfen verwendet werden können, weist diese Lösung weitere Nachteile auf: Einerseits ist die Vorrichtung aufwändig in der Konstruktion und fehleranfällig in der Aufbringung, z.B., wenn der Klemmmechanismus nur ungenügend greift oder zu viele Haare zwischen Schwamm und Kopfhaut gelangen. Weiters ist die Elektrode nur einmalig verwendbar, da der Schwamm bei der Aufbringung zerstört wird, um die Elektrolytflüssigkeit abzusondern.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine mehrmals verwendbare Vorrichtung zur Messung von physiologischen Daten über die Haut bereit zu stellen, die einfach in der Fertigung und der Bedienung ist, rasch aufgebracht werden kann und eine gute Kontaktierung der Haut erlaubt. Diese Aufgabe wird durch den eingangs erwähnten Sensor erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Unterseite des Sensorgehäuses eine den Messfühler umgebende Ummantelung aus saugfähigem Material zur Aufnahme von Flüssigkeit angeordnet ist, wobei bei der Aufbringung von Druck auf die Messfühlerspitze die Messfühlerspitze in die Ummantelung hineinbewegt wird und in der Ausgangsstellung über die Ummantelung hinausragt.
Dank der Erfindung ist es möglich, auf einfache Weise Signale zu erhalten, da keine Präparierung der Stelle notwendig ist, an der der Sensor aufgebracht wird: Durch die gefederte Lagerung sitzt die Messfühlerspitze an der ausgewählten Stelle auf und weicht so lange in Richtung des Sensorgehäuses zurück, bis die Ummantelung, die mit einer leitenden Flüssigkeit getränkt ist, an der ausgewählten Stelle aufliegt und die Stelle und damit auch die Messfühlerspitze mit einer - vorzugsweise leitenden - Flüssigkeit tränkt und so den Kontaktwiderstand minimiert. Die Flüssigkeiten können dabei verschiedene Viskositäten aufweisen, von sehr flüssig bis sehr viskos (z.B. EEG-Paste). Der Sensor kann damit auch bei Probanden mit dichtem Haarwuchs zur Anwendung gelangen, weiters wird die Verumeini- gung der ausgewählten Stelle durch leitende Flüssigkeit reduziert. Durch das Herausragen der Messfühlerspitze aus der Ummantelung kommt es beim Aufsetzen des Messfühlers auf der zu kontaktierenden Stelle noch zu keiner Berührung mit der Ummantelung und der leitenden Flüssigkeit - im Wesentlichen wird also erst bei Durchführen der Messung die Kontaktstelle durch Anpressen des Sensors bzw. des Messfühlers und der Ummantelung benetzt. Das Federelement im Sensor kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein, beispielsweise als Feder oder aus einem flexiblen Material, das komprimier- und relaxierbar ist.
In einer Variante der Erfindung ist die Messfühlerspitze auf einer Spitzenhalterung angeordnet, die von dem Sensorgehäuse wegweisend aus dem Messfühler herausragt und über ein im Messfühler angeordnetes erstes Federelement beweglich gelagert ist. Die Messfühlerspitze, die Spitzenhalterung sowie das erste Federelement bilden dabei einen Messfühlerkopf, der federnd beweglich ist und bei Durchführung einer Messung in die Ummantelung beweglich ist, sodass die Ummantelung die Kontaktstelle der Messfühlerspitze benetzt.
In einer Variante der Erfindung ist der Messfühler über einen Federhalter und ein zweites Federelement, die innerhalb des Sensorgehäuses angeordnet sind, federnd gelagert. Damit ist ebenfalls eine federnde Lagerung der Messfühlerspitze möglich, wobei die Messfühlerspitze bei Ausübung von Druck, beispielsweise bei Durchführung einer Messung, in die Ummantelung beweglich ist. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der federnden Lagerung der Messfühlerspitze lassen sich bei einer Kombination der federnden Lagerung des Messfühlers mit dem federnden Messfühlerkopf erzielen. Günstigerweise ist die Ummantelung zusammen mit dem Messfühler mittels Federhalter und dem zweiten Federelement federnd gelagert. Dies hat zum Vorteil, dass die Anwendung des erfindungsgemäßen Sensors schonender abläuft. Wenn beispielsweise an der Auflagefläche der Ummantelung nicht mehr genug Flüssigkeit vorhanden ist, wird durch das Nachgeben der Ummantelung dank der federnden Lagerung und den zusätzlichen Druck auf die Ummantelung weitere leitende Flüssigkeit aus dem saugfähigen Material gepresst. Wenn das Sensorgehäuse weiters mit einem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, ragt durch das Einfedern ein längeres Stück der Ummantelung in das Innere des Sensorgehäuses, was zu einer besseren Aufnahme von Flüssigkeit durch die Ummantelung führt.
Vorteilhafterweise ist an der Unterseite des Sensorgehäuses eine Messfühlerführungsvor- richtung angeordnet, die als Anschlag für den Federhalter wirkt. Damit wird die Expansion oder Komprimierung des zweiten Federelements (in Abhängigkeit von der Anordnung des Federelements) begrenzt.
Die Ummantelung des Messfühlers kann aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, die das Kriterium der Saugfähigkeit erfüllen und zur Aufnahme einer leitenden Flüssigkeit eignen. Besonders gute Resultate lassen sich erzielen, wenn es sich bei dem saugfähigen Material der Ummantelung um Filz handelt. Unter Filz wird hier gemäß einer allgemein gültigen Definition ein textiles Flächengebilde aus schwer zu trennendem Fasergut verstanden. Filz wird üblicherweise aus Wolle, Chemie- und theoretisch auch aus Pflanzenfasern gefertigt.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters mit einem eingangs erwähnten Sensorarräy gelöst, das erfindungsgemäß zumindest einen der oben beschriebenen Sensoren aufweist.
Das Sensorarräy weist günstigerweise ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem lösbaren Deckel auf, wobei der erste Gehäuseteil flüssigkeitsdicht ausgeführt und mit einer leitenden Flüssigkeit füllbar ist und der Sensor an einer Seite aus dem ersten Gehäuseteil herausragend angeordnet ist, wobei die Ummantelung des Sensors mit dem Inneren des ersten Gehäuseteils in Verbindung steht. Diese Verbindung zwischen Ummantelung und Innerem des Gehäuses lässt sich beispielsweise durch Öffnungen im Sensorgehäuse realisieren. Das Sensorarräy kann mit einer leitenden Flüssigkeit, beispielsweise der bei EEG- Messungen üblichen Elektrolyt-Flüssigkeit, befüllt werden, die die Ummantelung des Sensors tränkt, wodurch eine Benetzung des Messfühlers und der Stelle, an der der Messfühler während der Messung aufgesetzt wird, ermöglicht wird. Vor teilhafterweise ist zur Aufnahme der leitenden Flüssigkeit das Innere des ersten Gehäuseteils im Wesentlichen mit einer saugfähigen Füllung ausgefüllt. Bei dieser Füllung kann es sich beispielsweise um einen Schwamm oder Schaumstoff handeln. Damit kann ein Auslaufen der Flüssigkeit unterbunden werden.
In einer Variante der Erfindung ist ein den ersten Gehäuseteil umgebender zweiter Gehäuseteil vorgesehen, wobei der erste Gehäuseteil in dem zweiten Gehäuseteil beweglich ist.
Weiters sind günstigerweise an der Außenseite des ersten Gehäuseteils erste Führungsmittel angeordnet und an der Innenseite des zweiten Gehäuseteils mit den ersten Führungsmittel korrespondierende zweite Führungsmittel angeordnet. Grundsätzlich können die Führungsmittel beliebig ausgeführt sein. Beispielsweise sind die ersten Führungsmittel als Spund oder Feder und die zweiten Führungsmittel als Feder oder Spund ausgeführt. Es sind also je nach Ausführung der ersten Führungsmittel die zweiten Führungsmittel komplementär auszuführen, damit die Führungsmittel zusammenwirken können. Durch die Führungsmittel kann die Bewegung des ersten Gehäuseteils im zweiten Gehäuseteil geführt werden.
In einer Variante der Erfindung ist der zweite Gehäuseteil mit einem Gehäusedeckel lösbar verschließbar. In einer weiteren Variante der Erfindung sind zum Verbinden des zweiten Gehäuseteils mit dem Gehäusedeckel am dem Deckel zugewandten Ende des zweiten Gehäuseteils erste Verschlussmittel angeordnet, die mit korrespondierenden zweiten Verschlussmitteln am Gehäusedeckel schließend zusammenwirken. Die ersten Verschlussmittel sind vorteilhafterweise als Außen-Gewinde oder als Innen-Gewinde ausgeführt und die zweiten Verschlussmittel sind als Innen-Gewinde oder Außen-Gewinde ausgeführt.
Beim Verschrauben des Gehäusedeckels mit dem zweiten Gehäuseteil wird die Translationsbewegung des Gehäusedeckels auf den ersten Gehäuseteil übertragen, der sich dadurch in Richtung einer Längsmittelachse des Sensorarrays bewegt. Durch das Verschrauben des Gehäusedeckels kann damit bei positioniertem Sensorarray der Anpressdruck der Messfühler der Sensoren auf die zu messende Stelle variiert werden; weiters können so auch der Anpressdruck der Ummantelungen und damit die austretende Flüssigkeitsmenge variiert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch eine eingangs erwähnte Messeinheit erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein Sensorarray gemäß der oben beschriebenen Ausführungsart vorgesehen ist, das lösbar auf der Trageanordnung angeordnet ist. Günstigerweise ist das zumindest eine Sensorarray der Messeinheit gemäß der oben beschriebenen Art ausgeführt, bei der der Deckel beim Verschrauben mit dem zweiten Gehäuseteil den ersten Gehäuseteil in einer Richtung entlang der Mittelachse des Gehäuses des Sensorarrays bewegt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigt schemätisch:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Sensors,
Fig. 2 eine Seitenansicht von Teilen des erfindungsgemäßen Sensors in Explosionsdarstellung,
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Sensorarrays,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Sensorarrays aüs Fig. 2 im zusammengesetzten Zustand,
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßes Sensorarray in Ausgangsstellung,
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Sensorarray aus Fig. 4 in Anwendung,
Fig. 7 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung,
Fig. 8 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messeinheit, und
Fig. 9 einen Probanden mit angelegter Messeinheit.
Die in den folgenden Figuren dargestellten Sensoren und Sensorarrays sind aus Gründen der Übersichtlichkeit ohne Kabelverbindungen dargestellt. Das Anbringen und Dimensionieren solcher Verbindungen ist allerdings dem Fachmann bekannt und wird daher nicht gesondert beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Sensors 1. Der Sensor 1 umf asst dabei einen Messfühler 2, der in einer Ummantelung 3 geführt ist. Bei dem Messfühler 2 handelt es sich beispielsweise um einen Gold-Pin, aber auch andere Varianten sind möglich, die gut leitend sind und eine Messung zulassen. Der Pin ist an seiner Rückseite (also der Seite, die sich im zusammengebauten Zustand innerhalb des Sensorgehäuses 4 befindet) über ein Kabel (nicht dargestellt) mit einer Auswerteeinheit, bzw. einem Verstärker verbindbar. An seiner Vorderseite weist der Messfühler eine halbrund ausgeführte Messfühlerspitze 22 auf, die in dem Messfühler 2 federnd gelagert ist (über das erste Federelement 61; siehe Fig. 2). Durch die halbrund ausgeführte Messfühlerspitze 22 wird verhindert, dass die Oberfläche, auf die der Sensor 1 aufgebracht wird, beschädigt wird - z.B. bleibt die Haut bei einer EEG-Messung unverletzt.
Die Ummantelung 3 besteht aus einem saugfähigen, porösen Material, das bei Verwendung des Sensors 1 mit einer leitenden Flüssigkeit - beispielsweise Elektrolyt-Paste - getränkt wird und diese aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften speichert. Die leitende Flüssigkeit kann auch in einem Vorratsbehälter gelagert sein, der mit dem Sensor 1 in Verbindung steht, sodass die Flüssigkeit in die Ummantelung 3 sickert und sie so tränkt. Für die Verbindung zwischen Sensor 1 und Vorratsbehälter können im Sensorgehäuse 4 Öffnungen (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Die Ummantelung 3 kann im Prinzip aus beliebigen saugfähigen, bevorzugt auch komprimierbaren Materialien bestehen, beispielsweise Filz, Schaumstoff u.ä..
Weiters umfasst der Sensor 1 ein zweites Federelement - im vorliegenden Fall eine Feder 6 - und einen Federhalter 7 zur Fixierung und Führung der Feder 6. Der Messfühler 2 und die Ummantelung 3 sind auf dem Federhalter 7 anordenbar (bzw. mit diesem verbindbar) und durch diesen federnd gelagert. Der Messfühler 2 ist bei seiner Bewegung in einer Messfüh- lerführungsvorrichtung 5 gelagert und geführt, die in das Sensorgehäuse 4 einsetzbar ist. Die Messfühlerführungsvorrichtung 5 dient als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Federhalters 7, bzw. damit der Federhalter durch das zweite Federelement nicht aus dem Sensorgehäuse 4 gedrückt wird, bzw. im Sensorgehäuse 4 gehalten wird.
In einer Variante der Erfindung kann auch nur der Messfühler 2 über Federhalter 7 und Feder 6 federnd gelagert sein, während die Ummantelung mittels der Messfühlerführungsvorrichtung 5 fix an ihrem Platz gehalten wird.
In Fig. 2 sind die einzelnen Komponenten der federnden Lagerung dargestellt. Die übrigen Komponenten des Sensors 1 sind dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit ausgespart. Der Messfühler 2 weist einen Messfühlerkopf 21 mit einer Messfühlerspitze 22 und einer Spit- zenhalterung 23 auf. Der Messfühlerkopf 21 ist in dem Messfühler 2 durch ein erstes Federelement 61 (das auch zum Messfühlerkopf 21 zu zählen ist) federnd gelagert. Der Federweg des ersten Federelements 61 beträgt in der Größenordnung von 2 mm. Für das erste Federelement 61 können verschiedene Lösungen verwendet werden, beispielsweise eine Feder, ein komprimierbarer Kunststoff und ähnliches.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausführung mit dem federnden Messfühlerkopf 21 nur eine von mehreren Ausführungsformen ist. Auch eine Variante mit einem Messfühler 2 mit integrierter, nicht federnder Messfühlerspitze 22 ist möglich.
Der Messfühler 2 ist von einer Ummantelung 3 umgeben. Ummantelung 3 und Messfühler 2 sind auf dem Federhalter 7 angeordnet ist, der mittels der Feder 6 im Sensorgehäuse 4 (in Fig. 2 nicht dargestellt) federnd gelagert ist.
Wenn der Sensor 1 auf einer zu messenden Stelle aufgesetzt wird, bewegt sich durch das Aufsetzen zuerst die Messfühlerspitze 22 mit der Spitzenhalterung 23 gegen den Federdruck des ersten Federelements 61 in den Messfühler 2 hinein, bis auch die Ummantelung 3 aufsitzt und die Kontaktstelle mit der leitenden Flüssigkeit getränkt wird. Die Spitze des Messfühlers 2 sollte während der Messung befeuchtet bleiben, um eine niedere Impedanz (Übergangswiderstand) zwischen zu messender Stelle und Messfühler 2 sicherzustellen. Wird weiter Druck ausgeübt, bewegen sich der Messfühler 2 und die Ummantelung 3 gegen den Federdruck der Feder 6 in das Sensorgehäuse 4 hinein. Für den Fall, dass der Sensor 1 mit einem Elektrolytreservoir in Verbindung steht, kommt bei einer solchen Druckausübung (bei der sich also Messfühler 2 und Ummantelung 3 gemeinsam in des Sensorgehäuse 4 bewegen) die Ummantelung 3 in Kontakt mit dem Elektrolyt und saugt es auf.
Der Sensor 1 gemäß Fig. 1 kann mit weiteren Sensoren zu einem Sensorarray 8 kombiniert werden, wie es in Fig. 3 in einer Explosionsdarstellung zu sehen ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit umfasst das Sensorarray 8 in Fig. 3 nur einen Sensor 1, wie aber angedeutet ist, kann das Sensorarray 8 durchaus mehrere Sensoren aufnehmen - im vorliegenden Ausführungsbeispiel fünf Stück (siehe Fig. 4), im Prinzip aber beliebige Mengen von eins aufwärts, abhängig von der Dimensionierung der Gehäusekomponenten des Sensorarrays 8.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensorarrays 8 in einem zusammengesetzten Zustand: Dabei ist zu sehen, wie die Sensoren 1 aus dem Gehäuse herausragen.
Das Gehäuse des Sensorarrays 8 umfasst einen ersten Gehäuseteil 9, der in einem zweiten Gehäuseteil 10 beweglich ist. Das Gehäuse wird von einem Gehäusedeckel 11 verschlossen, wobei der Gehäusedeckel 11 schließend mit dem zweiten Gehäuseteil 10 zusammenwirkt. Die oben erwähnte leitende Flüssigkeit befindet sich im ersten Gehäuseteil 9. Um ein unerwünschtes Ausfließen der Flüssigkeit zu verhindern, kann der erste Gehäuseteil mit einem weiteren Deckel 24 (in Fig. 3 als schwarze Vorrichtung erkennbar) verschlossen sein. Dieser Deckel 24 muss in erster Linie flüssigkeitsdicht sein und kann daher beispielsweise als flexible Membran ausgeführt sein.
Prinzipiell können auch nur ein erster Gehäuseteil 9 und ein Gehäusedeckel 11 vorgesehen sein. Der Gehäusedeckel 11 muss dabei auch die Funktion des Deckels 24 erfüllen. Die Gehäuseteile 9, 10, 11 sind im vorliegenden Fall mit rundem Querschnitt ausgeführt; natürlich sind auch andere Querschnittsformen möglich.
Zur Führung des ersten Gehäuseteils 9 im zweiten Gehäuseteil 10 sind Führungsmittel 12, 13 vorgesehen. Erste Führungsmittel 12 sind auf der Außenseite des ersten Gehäuseteils 9 angeordnet und wirken mit korrespondierenden zweiten Führungsmitteln 13 zusammen, die an der Innenseite des zweiten Gehäuseteils 10 ausgeführt sind.
Die ersten Führungsmittel 12 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Spunde ausgeführt und beispielsweise um je 120° versetzt auf dem ersten Gehäuseteil 9 angeordnet. Die Spunde wirken mit den zweiten Führungsmitteln 13 zusammen, die als Nuten auf der Innenseite des zweiten Gehäuseteils 10 ausgeführt sind. Allgemein ist eine Vielzahl von geeigneten Führungsmitteln bekannt, die zur Anwendung kommen können.
Der Gehäusedeckel 11 wirkt im dargestellten Beispiel mit dem zweiten Gehäuseteil 10 zusammen und verschließt damit das Gehäuse. Das Verschließen kann über einen Schraub- verschluss (nicht dargestellt) erfolgen, wobei an der Außenseite des zweiten Gehäuseteils 10 ein (Außen-)Gewinde und an der Innenseite des Gehäusedeckels 11 ein korrespondierendes Innengewinde vorgesehen sein können. Auch hier sind andere Varianten möglich - beispielsweise kann der Gehäusedeckel 11 einen geringeren Durchmesser als der zweite Gehäuseteil 10 haben; wenn dann an der Außenseite des Gehäusedeckels 11 ein (Außen-) Gewinde ausgeführt wird, kann dieses (Außen-)Gewinde mit einem korrespondierenden Innengewinde an der Innenseite des zweiten Gehäuseteils 10 zusammenwirken.
Wenn nun die Gehäuseteile 9, 10, 11 zusammengesetzt werden und der Gehäusedeckel 11 mit dem zweiten Gehäuseteil 10 verschraubt wird, verringert sich durch das Anschrauben die Gesamtlänge des Gebildes, bestehend aus dem zweitem Gehäuseteil 10 und dem Gehäusedeckel 11; diese Verringerung der Gesamtlänge bewirkt eine Translationsbewegung des ersten Gehäuseteils 9 entlang einer Längsmittelachse 14 des Sensorarrays 8 in Richtung der Seite, an der die Sensoren 1 aus dem ersten Gehäuseteil 9 ragen. Damit kann die Positionie- rufig bzw. der Anpressdruck der Sensoren 1 in Relation zu der zu kontaktierenden Stelle variiert werden.
Anhand Fig. 4 ist nachvollziehbar, wie sich die Sensoren 1 in eine Richtung aus dem zweiten Gehäuseteil 10 herausbewegen, wenn der Gehäusedeckel 11 zugeschraubt wird. In den Figuren 5 und 6 wird anhand einer schematischen Darstellung das grundsätzliche Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Sensors 1 illustriert:
Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Sensorarray 8 (allerdings stark vereinfacht und mit nur einem Sensor 1) in einer Ausgangsstellung, also vor Aufsetzen auf einer zu kontaktierenden Stelle 15, wobei ein kleines Stück des Messfühlers 2 und der Messfühlerkopf 21 aus der Ummantelung 3 herausragen. Das Gehäuse besteht aus einem ersten Gehäuseteil 9, der mit einem Deckel 24 verschlossen ist und sich in einem zweiten Gehäuseteil 10 befindet, der mit einem Gehäusedeckel 11 verschlossen ist. Innerhalb des ersten Gehäuseteils 9, der flüssigkeitsdicht ausgeführt ist, befindet sich eine leitende Flüssigkeit 16, beispielsweise ein Elektrolyt in Pastenform.
Die leitende Flüssigkeit 16 umgibt das Sensor gehäuse 4 und befindet sich auch innerhalb des Sensorgehäuses 4, sodass die Ummantelung 3 die Flüssigkeit aufsaugt und speichert. Die Flüssigkeit 16 gelangt über Öffnungen 17 im Sensor gehäuse 4 in das Innere des Sensors 1. Innerhalb des ersten Gehäuseteils 9 kann auch ein absorbierendes Material (nicht dargestellt), beispielsweise ein schwammartiges Gebilde, vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit 16 speichert und ein Ausfließen der Flüssigkeit 16 verhindert bzw. reduziert, falls sich das Gehäuse öffnet oder beschädigt wird.
Der Messfühler 2 und die Ummantelung 3 sind über einen Federhalter 5 mittels der Feder 6, die als zweites Federelement fungiert, im Sensorgehäuse 4 federnd gelagert. Der Federhalter 7 wird durch die Messfühlerführungsvorrichtung 5 innerhalb des Sensorgehäuses 4 gehalten. Die Messfühlerführungsvorrichtung 5 dient also als Anschlag für den Federhalter 7. Diese Ausführung hat zum Vorteil, dass bei Zusammendrücken der Feder 6 und Eindringen von Ummantelung 4 und Messfühler 2 in das Innere des Sensorgehäuses 2 die Ummantelung 4 verstärkt mit der Flüssigkeit 16 in Kontakt kommt und diese verstärkt aufsaugt.
Fig. 6 zeigt das Sensorarray 8 in Anwendung. Dabei berührt die Spitze des Messfühlers 2 die zu kontaktierende Stelle 15, der Rand des zweiten Gehäuseteils 10 berührt den Bereich ründ um die zu kontaktierende Stelle 15. Das Sensorarray 8 ist so nahe an die Stelle 15 herangeführt, dass die Ummantelung 3 rund um den kontaktierenden Messfühler 2 (der Messfühlerkopf 21 ist ganz in den Messfühler 2 hineingedrückt) auf der zu kontaktierenden Stelle 15 aufsitzt und die Stelle und den Messfühler 2 mit der leitenden Flüssigkeit benetzt. Dadurch wird der Kontaktwiderstand zwischen Messstelle und Messfühler 2 reduziert und die Messung verbessert. Wie zu erkennen ist, wird durch den Druck, der durch das Aufsetzen auf den Messfühler 2 ausgeübt wird, der Messfühler 2 gegen den Federdruck der Feder 6 in das Gehäuse hinein geschoben; die Feder 6 wird komprimiert. Natürlich sind auch Varianten möglich, bei denen die Feder 6 so angebracht ist, dass sie durch Aufsetzen des Messfühlers 2 gedehnt wird.
Fig. 7 zeigt in einem übersichtsartigen Schaltbild die einzelnen Komponenten, die zur Messung mit einem erfindungsgemäßen Sensor 1 (bzw. Sensorarray 8) benötigt werden: Im Wesentlichen nehmen die Sensoren 1 (in Fig. 7 sind drei Sensoren 1 dargestellt, durch die Punkte wird aber klargestellt, dass diese Zahl nur beispielhaft ist und beliebig höher sein kann) Messwerte auf und übertragen sie über Kabel zu einer Verstärkereinheit 18. Im Fall einer Verwendung für eine EEG-Messung bewegt sich die aufgenommene Spannung im Mikrovoltbereich. Diese gemessene Spannung wird auf einige Volt verstärkt. In der Verstärkereinheit 18 können auch verschiedene Filter zur Beeinflussung der Signalqualität integriert sein. Die verstärkten Signale werden dann an eine Auswerteeinheit 19 weiter übertragen, in der die Signale dargestellt und/ oder gespeichert werden. Als Auswerteeinheit 19 können verschiedene externe Geräte wie PCs oder Oszilloskope, bzw. allgemein Recheneinheiten (Signal-, Digitalprozessoren und ähnliche) dienen. Auswerteeinheit 19 und Verstärker 18 können auch in einem Gerät kombiniert sein.
In Fig. 8 ist eine Messeinheit 20 für EEG-Messungen mit einer Trageanordnung 21 zur Befestigung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Sensoren bzw. Sensorarrays 8 dargestellt. Fig. 9 zeigt die Anwendung bei einem Probanden 22 - die drei Sensorarrays 8 befinden sich dabei im Stirnbereich. Bei den Sensorarrays 8 kann es sich beispielsweise um die in Fig. 4 dargestellten Ausführungsformen handeln, die je fünf Sensoren 1 aufweisen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die notwendige Verkabelung nicht dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist natürlich nur eine von vielen verschiedenen Anwendungen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Sensor (1), geeignet für EEG-Messungen, mit einem Sensorgehäuse (4) und zumindest einem mit einer Auswerteeinheit (19) verbindbaren Messfühler (2) mit einer vom Sensorgehäuse (4) wegweisenden Messfühlerspitze (22), wobei der Messfühler (2) an einer Unterseite des Sensorgehäuses (4) teilweise aus dem Sensorgehäuse (4) herausragt und die Messfühlerspitze (22) mit zumindest einem Federelement (6, 61) derart federnd gelagert ist, dass bei Aufbringung von Druck auf die Messfühlerspitze (22) die Messfühlerspitze (22) aus einer Ausgangsstellung in Richtung zum Sensorgehäuse (4) bewegt wird Und sich bei Wegnahme des Drucks wieder vom Sensorgehäuse (4) weg in die Ausgangsstellung zurückbewegt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Sensorgehäuses (4) eine den Messfühler (2) umgebende Ummantelung (3) aus saugfähigem Material zur Aufnahme von Flüssigkeit angeordnet ist, wobei bei der Aufbringung von Druck auf die Messfühlerspitze (22) die Messfühlerspitze (22) in die Ummantelung (3) hineinbewegt wird und in der Ausgangsstellung über die Ummantelung (3) hinausragt.
2. Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühlerspitze (22) auf einer Spitzenhalterung (22) angeordnet ist, die von dem Sensorgehäuse (4) wegweisend aus dem Messfühler herausragt und über ein im Messfühler (2) angeordnetes erstes Federelement (61) federnd beweglich gelagert ist.
3. Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (2) über einen Federhalter (7) und ein zweites Federelement (6), die innerhalb des Sensorgehäuses (4) angeordnet sind, federnd gelagert ist.
4. Sensor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (3) zusammen mit dem Messfühler (2) mittels Federhalter (7) und dem zweiten Federelement (6) federnd gelagert ist.
5. Sensor (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Sensorgehäuses (4) eine Messfühlerführungsvorrichtung (5) angeordnet ist, die als Anschlag für den Federhalter (7) wirkt.
6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem saugfähigen Material der Ummantelung (3) um Filz handelt.
7. Sensorarray (8) für EEG-Messungen, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest einen Sensor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
8. Sensorarray nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil (9) und einem lösbaren Deckel (24) aufweist, wobei der erste Gehäuseteil (9) flüssigkeitsdicht ausgeführt und mit einer leitenden Flüssigkeit füllbar ist und der Sensor (1) an einer Seite aus dem ersten Gehäuseteil (9) herausragend angeordnet ist, wobei die Ummantelung (3) des Sensors (1) mit dem Inneren des ersten Gehäuseteils (9) in Verbindung steht.
9. Sensorarray nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des ersten Gehäuseteils (9) im Wesentlichen mit einer saugfähigen Füllung ausgefüllt ist.
10. Sensorarray nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein den ersten Gehäuseteil (9) umgebender zweiter Gehäuseteil (10) vorgesehen ist, wobei der erste Gehäuseteil (9) in dem zweiten Gehäuseteil (10) beweglich ist.
11. Sensorarray nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des ersten Gehäuseteils (9) erste Führungsmittel (12) angeordnet sind und an der Innenseite des zweiten Gehäuseteils (10) mit den ersten Führangsmitteln (12) korrespondierende zweite Führungsmittel (13) angeordnet sind.
12. Sensorarray nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungsmittel (12) als Spund oder Feder und die zweiten Führungsmittel (13) als Feder oder Spund ausgeführt sind.
13. Sensorarray nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil (10) mit einem Gehäusedeckel (11) lösbar verschließbar ist.
14. Sensorarray nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden des zweiten Gehäuseteils (10) mit dem Gehäusedeckel (11) am dem Deckel zugewandten Ende des zweiten Gehäuseteils erste Verschlussmittel angeordnet sind, die mit korrespondierenden zweiten Verschlussmitteln am Gehäusedeckel (11) schließend zusammenwirken.
15. Sensorarray nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verschlussmittel als Außen-Gewinde oder als Innen-Gewinde ausgeführt sind und die zweiten Verschlussmittel als Innen-Gewinde oder Außen-Gewinde ausgeführt sind.
16. Messeinheit (20) für EEG-Messungen mit einer Trageanordnung (21) zur Befestigung von Sensoren (1) oder Sensorarrays (8), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sen- sorarray (8) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 15 vorgesehen ist, das lösbar auf der Tragean- ordnung (21) angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITVI20110285A1 (it) * 2011-10-26 2013-04-27 Milone Francesco Ferro Elettrodo per esami elettroencefalografici e sua applicazione in un casco portatile per esami encefalografici
US11307728B1 (en) 2021-04-26 2022-04-19 Inguran, Llc Computerized systems and methods for livestock management

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0199214A2 (de) 1985-04-25 1986-10-29 Westinghouse Electric Corporation Haubenförmige EEG-Elektrode
US6097981A (en) * 1997-04-30 2000-08-01 Unique Logic And Technology, Inc. Electroencephalograph based biofeedback system and method
WO2001001857A1 (en) * 1999-07-02 2001-01-11 Baltimore Biomedical, Inc. Methods and mechanisms for quick-placement electroencephalogram (eeg) electrodes
US6201982B1 (en) 1998-07-02 2001-03-13 Baltimore Biomedical, Inc. Quick-placement electroencephalogram (EEG) electrode
US20020016538A1 (en) * 1998-05-26 2002-02-07 Ineedme.Com, Inc. Electrode sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3025955A1 (de) * 1980-07-09 1982-01-21 Forschungsgesellschaft für Biomedizinische Technik, 5100 Aachen Ableitelektrode zur aufnahme bioelektrischer aktivitaet von behaarten koerperregionen
US4640290A (en) * 1985-04-25 1987-02-03 Westinghouse Electric Corp. Shielded, self-preparing electrode suitable for electroencephalographic mapping
CN1255686C (zh) * 1996-04-12 2006-05-10 日本发条株式会社 导电接触单元系统
WO2009134763A1 (en) * 2008-04-29 2009-11-05 Board of Governors for Higher Education, State of Rhode Island and the Providence Plantations Biomedical sensors usable on un-prepared contact surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0199214A2 (de) 1985-04-25 1986-10-29 Westinghouse Electric Corporation Haubenförmige EEG-Elektrode
US6097981A (en) * 1997-04-30 2000-08-01 Unique Logic And Technology, Inc. Electroencephalograph based biofeedback system and method
US20020016538A1 (en) * 1998-05-26 2002-02-07 Ineedme.Com, Inc. Electrode sensor
US6201982B1 (en) 1998-07-02 2001-03-13 Baltimore Biomedical, Inc. Quick-placement electroencephalogram (EEG) electrode
WO2001001857A1 (en) * 1999-07-02 2001-01-11 Baltimore Biomedical, Inc. Methods and mechanisms for quick-placement electroencephalogram (eeg) electrodes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITVI20110285A1 (it) * 2011-10-26 2013-04-27 Milone Francesco Ferro Elettrodo per esami elettroencefalografici e sua applicazione in un casco portatile per esami encefalografici
US11307728B1 (en) 2021-04-26 2022-04-19 Inguran, Llc Computerized systems and methods for livestock management
US11614847B2 (en) 2021-04-26 2023-03-28 St Reproductive Technologies, Llc Computerized systems and methods for livestock management
US11995287B2 (en) 2021-04-26 2024-05-28 St Reproductive Technologies, Llc Computerized systems and methods for livestock management

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AT509760B1 (de) 2012-07-15

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