CN113038879A

CN113038879A - 用于检测生物信号的系统

Info

Publication number: CN113038879A
Application number: CN201980058551.4A
Authority: CN
Inventors: 塞巴斯蒂安·赫贝格尔
Original assignee: Mentalab Co ltd
Current assignee: Mentalab Co ltd
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-06-25
Also published as: DE102018007124B4; WO2020049147A1; DE102018007124A1; US20210330263A1; EP3846683A1; JP2021534917A

Abstract

用于检测生物信号的系统由传感器单元和可安置在身体上的、带有电极和带状导线的贴片组成。传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且传感器单元经由贴片保持在身体上。传感器单元具有多个用于电接触连接器和/或贴片的接触元件。在此提出，通过贴片与传感器单元连接将传感器元件的至少两个接触元件经由贴片的带状导线彼此导电连接。

Description

用于检测生物信号的系统

技术领域

本发明涉及一种用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的贴片，所述贴片具有电极和带状导线，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且将传感器单元经由贴片保持在身体上。

背景技术

这种系统实现明显更舒适地检测生物信号，例如心电图(EKG)，因为一方面电极彼此间的位置通过贴片限定，而另一方面传感器单元可以佩戴在身体上，这尤其极大地简化了长时间测量。优选地，传感器单元在此仅通过贴片的附着力保持在患者身上。

这种系统例如从US 2015/0164324 A1中已知。在此，连接器和贴片在一个实施方式中构成为一次性用品，传感器单元与所述一次性用品连接用于测量生物信号。传感器单元的电连接借助于连接器的电接触部进行，所述电接触部就其而言接触贴片的带状导线的接触区域。

另一这类系统从EP 1 979 040 B1中已知。机械连接通过将传感器单元卡锁到连接器的臂中进行，所述臂侧向地环绕传感器单元的壳体。传感器单元的电连接借助于连接器的电接触部进行，所述电接触部就其而言接触贴片的带状导线的接触区域。连接器的电接触部在此可以与设置在贴片的背侧上的带状导线接触，或借助于设置在折叠于连接器下方的接片上的带状导线进行。

出版物WO 2015/002935 A2和WO 2016/067101 A2示出用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的贴片，所述贴片具有电极和带状导线，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器可彼此连接，使得建立电连接并且将传感器单元经由贴片保持在身体上。

发明内容

本发明的目的是，提供一种改进的用于检测生物信号的系统。

所述目的在多个独立的方面通过下面更详细描述的系统实现。

根据第一独立方面，本发明包括用于检测生物信号的系统，所述系统具有传感器单元和可安置在身体上的贴片，所述贴片具有电极和带状导线，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且将传感器单元经由贴片保持在身体上，其中传感器单元具有多个用于电接触连接器和/或贴片的接触元件。第一方面的特征在于，通过将贴片与传感器单元连接将传感器元件的至少两个接触元件经由贴片的带状导线彼此导电连接。尤其，贴片与传感器单元连接因此使电路闭合。

传感器元件的两个接触元件经由贴片的带状导线的连接可以用于不同目的。

例如，传感器单元根据下面所描述的第二方面能够识别出，贴片与传感器单元连接，并且例如自动地接通和/或开始记录。

替选地或附加地，传感器元件的两个接触元件经由贴片的带状导线的连接可以用于识别与传感器单元连接的贴片类型。例如，不同的贴片类型可以通过其带状导线的相应的设计方案建立传感器单元的接触元件之间的不同连接并进而是可识别的。

传感器单元可以构成为，使得所述传感器单元将由其识别出的贴片类型与传感器信号一起存储和/或传输。

替选地或附加地，传感器单元可以构成为，使得其基于识别出的贴片类型自动地切换到匹配于相应的贴片类型的运行模式中。

根据第二独立方面，本发明包括用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的、带有电极和带状导线的贴片，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且传感器单元经由贴片保持在身体上。第二方面的特征在于，传感器单元识别：其是否已与贴片连接，并且作为对此的反应自动地接通。因此，用户不必再单独地接通。这防止用户意外地未接通传感器单元，并因此恰好在由患者自己操作时提升运行安全性。

在本发明的可能的设计方案中，贴片和传感器单元构成为，使得通过将贴片与传感器单元连接来闭合传感器单元的电路。优选地，传感器单元识别：其已与贴片连接。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有多个用于电接触连接器和/或贴片的接触元件。优选地，该电路通过如下方式闭合，即通过将贴片与传感器单元连接将传感器元件的至少两个接触元件彼此导电连接，尤其通过贴片的带状导线连接。因此，贴片优选将传感器元件的两个接触元件短暂地闭合。优选地，传感器单元识别：其已与贴片连接。

在本发明的一个可能的设计方案中，当传感器单元识别：其已与贴片连接时，自动地开始信号的记录。因此，传感器单元不仅自动地接通，而且也自动地开始记录。由此再次提高运行安全性。

在本发明的一个可能的设计方案中，一旦传感器单元识别：其不再与贴片连接，就终止信号的记录。

优选地，传感器单元识别：在贴片连接的情况下闭合的电路被断开，使得其不再与贴片连接。

根据第三独立方面，本发明包括用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的、带有电极和带状导线的贴片，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且将传感器单元经由贴片保持在身体上，其中传感器单元具有至少一个第一传感器，所述第一传感器通过贴片与传感器单元连接来与贴片的电极连接并且借助于这些电极检测生物信号。第三方面的特征在于，传感器单元还具有至少一个第二传感器，所述第二传感器用于检测位置数据和/或旋转数据和/或加速度数据。

位置和/或转动和/或加速度传感器的数据可以多样性地用于操控传感器单元和/或用于改进地评估数据。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有至少一个运行模式，在该运行模式中第一传感器的和第二传感器的数据共同用于监控患者。

在本发明的一个可能的设计方案中，第二传感器的数据可以用于识别在第一传感器的数据中的失真。例如，患者的快速运动通过贴片的与其联系的机械负荷通常产生干扰信号，所述干扰信号可以通过评估第二传感器的数据本身来辨别。

在本发明的一个可能的设计方案中，第二传感器的数据用于识别用户输入。尤其数据可以用于识别对传感器单元的单次或多次敲击。这种敲击可以由患者例如用于标记所述患者确定特定症状(例如心跳过速)的按先后顺序的发作，用于之后的分析。

针对本发明的上文所描述的可能的设计方案，第一和第二传感器的数据可以由传感器单元共同地存储和/或传输，以便随后提供给相应的评估，然而所述评估不必非要由传感器单元本身进行。优选地，第一和第二传感器的数据由传感器单元存储和/或传输，使得可建立数据之间的时间关联。

在本发明的一个可能的设计方案中，系统包括评估单元，由传感器单元检测的和/或由传感器单元存储的第一传感器和/或第二传感器的信号传输到所述评估单元用以评估。优选地，上文所描述的评估在所述评估单元上进行。

替选地或附加地，传感器单元可以部分地或完全地自己评估第一和/或第二传感器的数据。优选地，传感器单元部分地或完全地自己评估和存储至少第二传感器的数据和/或将所述评估的结果与第一数据一起传输。

在一个可能的设计方案中，也可以将第二传感器的数据用于操控传感器单元，例如用于接通和/或断开传感器单元和/或用于改变记录模式。例如，用户由此可以在连续的监控过程中安排更精确地检测第一传感器的信号，其方式为用户一次或多次敲击传感器单元。

根据第四独立方面，本发明包括用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的、具有电极和带状导线的贴片，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器彼此可连接为，使得建立电连接并且传感器单元经由贴片保持在身体上，其中传感器单元具有至少一个第一传感器，所述第一传感器通过贴片与传感器单元连接来与贴片的电极连接并且借助于这些电极检测生物信号。第四方面的特征在于，系统和尤其传感器单元具有用于检测呼吸活动，尤其呼吸频率的功能。由此产生其他临床相关数据。

在本发明的一个可能的设计方案中，呼吸活动的检测通过借助于贴片检测心电图引线的阻抗变化进行。优选地，通过在贴片的两个电极之间施加电压和测量所产生的电流来测量阻抗。因此，传感器单元一方面具有用于施加电压的功能而另一方面具有用于测量电流的功能。

在本发明的一个可能的设计方案中，呼吸活动的检测通过借助于贴片检测心电图矢量的周期性改变来进行。

在本发明的一个可能的设计方案中，呼吸活动的检测通过检测至少一个集成到贴片中的应变片的数据进行。

在本发明的一个可能的设计方案中，呼吸活动的检测通过由设置在传感器单元中的第二传感器检测胸腔的运动进行，所述第二传感器用于检测位置数据和/或旋转数据和/或加速度数据。

多个或所有这些可能性可以彼此组合。

从由传感器单元测量的信号中检测呼吸频率可以通过系统的与传感器单元分开的评估单元进行，和/或通过传感器单元本身进行。

在此，传感器单元的第一传感器的数据可以与其他从中检测呼吸活动，尤其呼吸频率的传感器数据一起被存储和/或传输，以便随后提供给相应的评估。优选地，第一和第二传感器的数据由传感器单元存储和/或传输，使得可建立数据之间的时间关联。

根据第五独立方面，本发明包括用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的、带有电极和带状导线的贴片，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器可彼此连接为，使得建立电连接并且传感器单元经由贴片保持在身体上。第五方面的特征在于，传感器单元具有至少两种不同的运行模式，所述运行模式借助于不同的可与传感器单元连接的贴片工作。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元借助于与其连接的贴片自动地识别期望的运行模式。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有多个用于与贴片电接触的接触元件，其中传感器单元通过评估在接触元件处的信号来识别期望的运行模式。

贴片和/或运行模式例如可以通过评估未被使用的接触元件来识别。贴片可以让这种为被使用的接触元件露出，或彼此短接或与另一接触部短接。这两种情况可以由传感器单元检测。

替选地或附加地，传感器单元可以根据施加的生物信号的类型来识别运行模式，并进而例如在脑电图(EEG)和心电图(EKG)之间进行区分。

在本发明的一个可能的设计方案中，运行模式和/或贴片至少在电极的数量和/或几何布置方面进行区分。替选地或附加地，运行模式可以通过检测到的生物信号的类型区分。

在本发明的一个可能的设计方案中，运行模式通过生物信号的检测的时长和/或频度和/或精度和/或检测到的数据的评估和/或存储和/或传输的类型区分。

根据第六独立方面，本发明包括用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的、带有电极和带状导线的贴片，其中传感器单元和贴片经由设置在贴片上的连接器可彼此连接为，使得建立电连接并且传感器单元经由贴片保持在身体上。第六方面的特征在于，传感器单元可以处理至少两种不同的贴片类型并且自动地识别分别连接的贴片类型。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有多个用于与贴片电接触的接触元件，其中传感器单元通过评估在接触元件处的信号来识别贴片类型。

例如，不同的贴片类型可以通过其带状导线的相应的设计方案建立传感器单元的接触元件之间的不同的连接并进而是可识别的。

传感器单元可以设计为，使得所述传感器单元将由其识别的贴片类型与传感器信号一起存储和/或传输。

替选地或附加地，传感器单元可以设计为，使得其基于识别出的贴片类型自动地切换到匹配于相应的贴片类型的运行模式中。

本发明的上文所描述的方面首先彼此独立。优选地，然而这些方面中的两个或更多个方面以组合形式实现。本发明在此包括所有上文所描述的六个独立方面的可考虑的组合。

独立方面的和这些方面的任意组合的可能的设计方案在下文中更详细被描述。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有至少一个运行模式，在该运行模式中记录心电图，其中传感器单元优选具有至少两个运行模式，在这些运行模式中记录不同类型的心电图，其中不同类型的心电图优选通过电极的数量和/或生物信号的检测的时长和/或频度和/或精度和/或检测到的数据的评估和/或存储和/或传输的类型区分。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有至少一个运行模式，在该运行模式中记录脑电图，其中传感器单元优选具有至少两个运行模式，在这些运行模式中记录不同类型的脑电图，其中不同类型的脑电图优选通过电极的数量和/或生物信号的检测的时长和/或频度和/或精度和/或检测到的数据的评估和/或存储和/或传输的类型区分。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元在至少一个运行模式中和优选在多个运行模式中检测下述生物信号中的至少一种：心电图、脑电图、眼电图和/或肌电图。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元检测具有一个或多个用于数据传输的无线接口。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有用于存储检测到的数据的存储器。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元具有用于压缩和/或评估检测到的原始数据的功能。

在本发明的一个可能的设计方案中，传感器单元借助于壳体相对于连接器转动能够可松开地与所述连接器连接。这允许传感器单元在连接器处的1点固定，所述1点固定优选可用手建立并且还优选也可用手再松开。此外，经由转动运动的连接具有如下优点，连接器的相对小的底面足以与壳体机械连接。

在一个可能的实施方式中提出，连接器具有机械的连接区域，所述连接区域通过转动运动能够与传感器单元的机械的连接区域可松开地连接。优选地，机械的连接区域在仅一个唯一的限定的转动位置中彼此锁止。这保证了安全的电接触，因为相应的电接触元件在锁止的位置中由此彼此明确地空间相关联。

在一个可能的实施方式中提出，机械的连接区域分别包围电连接区域，其中机械连接区域优选基本上圆形地包围电连接区域。由此通过建立机械连接保证了安全的电连接。

在一个可能的实施方式中提出，连接器仅建立与传感器单元的机械连接并且电接触直接在传感器单元和贴片之间进行。这具有如下优点，即连接器不需要电接触部。因此，所述连接器例如可以完全由塑料制成，例如制成为注塑件，尤其制成为一件式制成的注塑件。由此能明显更低廉地制造连接器。

在一个可能的实施方式中将连接器成形为，使得贴片的带状导线的至少一个接触面可由传感器单元接近，并且尤其可以通过传感器单元的接触销接触。

在一个可能的实施方式中，连接器设置在贴片的构成为折叠的连接片的区域。优选地，在连接器和贴片之间的机械连接在此经由连接片进行。连接器在连接片处的设置具有如下优点，即贴片的未折叠的部分的大小和形状可以与连接器的大小和形状无关地选择。

在一个可能的设计方案中，在连接片的背离连接器的侧上设置的配合元件与贴片的未折叠的部分连接。

贴片与设置在贴片上的连接器优选形成一次性用品。

贴片优选具有至少两个电极。在一个可能的设计方案中，贴片包括刚好两个电极。

贴片优选在其朝向身体的侧上具有粘结层，所述粘结层优选经由可取下的保护衬里遮盖。

本发明还包括用于上述系统的相应的传感器单元。

本发明还包括用于检测生物信号的贴片，尤其用于如在上文中已描述的系统，所述贴片具有电极和带状导线，其中贴片具有连接器，所述贴片经由所述连接器可与传感器单元连接，使得建立电连接并且传感器单元经由贴片保持在身体上，其中贴片和/或连接器具有多个用于与传感器单元的接触元件电接触的接触面，其中至少两个接触面彼此导电连接。由此可以实现上文关于第二方面已经详细描述的优点。

在本发明的一个可能的设计方案中，彼此导电连接的接触面不与电极连接。替选地，彼此导电连接的接触面仅与电极中的一个电极连接。

本发明还包括由至少两个不同的贴片构成的套组，用于如上文已描述的系统，所述贴片可与相同的传感器单元连接。

附图说明

现在，根据实施例和附图详细阐述本发明。

在此示出：

图1示出根据本发明的由具有连接器的贴片和传感器单元构成的系统的实施例的立体图，其中传感器单元还未与连接器连接；

图2示出连接器的在实施例中安置在贴片的连接片上的第二实施例的俯视图；

图3示出垂直于贴片平面贯穿贴片的实施例的在具有电极的区域中的剖视图；

图4a示出垂直于贴片平面贯穿具有粘结到贴片上的连接器的贴片的该实施例的剖视图；

图4b示出垂直于贴片平面贯穿具有经由配合元件固定在贴片上的连接器的贴片的该实施例的剖视图；

图5示出垂直于贴片平面的由带有连接器和传感器单元的贴片构成的根据本发明的系统的实施例的剖视图，其中传感器单元与连接器连接。

具体实施方式

本发明的在图1至5中所描述的实施例是可移动的可佩戴在身体上的系统，所述系统用于记录和优选无线传输生物信号。所述实施例以组合形式实现本发明的所有独立方面。然而，本发明的独立方面的下面根据实施例详细阐述的优选的设计方案也分别单独地且在没有其他方面的情况下同样是本发明的部分。

根据本发明的系统的根据本发明在图1中示出的实施例由呈无线传感器单元3形式的测量设备和贴片1组成，所述贴片安置在用户的皮肤上。贴片1包含用于导出生物信号的电极18和将生物信号从电极18朝向测量设备3引导的电的带状导线12。贴片1构成为，使得其为了应用安置到患者上并且在使用之后被清除。

传感器单元3经由连接器2安置在贴片1上并且固定地保持。连接器2构造为，使得可将传感器单元3特别简单地安置在贴片1上，优选用手作为转动运动。连接器2在使用期间保证传感器单元3机械地长时间地保持在贴片1上，即传感器单元3可佩戴在身体上。

此外，通过由连接器2建立的在传感器单元3和贴片1之间的机械连接也同时建立用于将生物信号从贴片1传输至传感器单元3的电连接。接触部可以在传感器单元3的侧上例如以从传感器单元3突出的弹簧支承的接触销35的形式(所谓的Spring-PIN)实现，所述接触销优选直接与贴片的导线12接触。

系统的初级应用领域是在医学诊断、监控和治疗中的数据和医学生物信号的测量、记录和无线传输。数据可以传输至移动终端设备(智能电话、平板、计算机)，经由无线电节点传输至服务器，或直接经由无线电和/或卫星网络传输至数据库和/或服务器。数据可以通过专家或主治医生直接在患者处被评估，或者在评估中心中实时地评估，或者为了之后的评估被存储。用于系统的其他应用在运动和“健康”领域中。

实施例的优选特征不仅可以单独地而且可以组合地实现，下面首先简短地借助于三个组件贴片1、连接器2和传感器单元3进行解释：

贴片

○电极18和导线12集成到贴片1中。贴片的粘贴于是直观地总是引起电极18的正确定位。

○贴片1具有折叠的连接片10，在所述连接片处设置连接器2。这允许将贴片1的粘贴在受验者的皮肤上的区域设计得非常窄和/或传感器单元3相对于贴片1的可移动性提高。

○贴片1的单次使用(“一次性用品”)提供系统相对于至今为止的解决方案的卫生优越性，因为所有接触患者的部分在使用后被清除。

连接器

○连接器2可实现由手可建立的连接和/或经由转动机制与传感器单元连接。

○在将传感器单元3正确地安置到连接器2上时优选进行在卡锁时和/或在成功连接时的触觉反馈(“咔哒声”)。

○连接器2仅建立机械连接并且带状导线12的接触区域13能够接近，用以与传感器单元3的直接接触，尤其通过一个或多个留空部24可接近。

○连接器简单地构造并且可以作为注塑件制造。由此减少一次性用品的成本，所述一次性用品由连接器和贴片组成。

传感器单元

○传感器单元3的壳体30佩戴舒适性地构成，优选具有壳体表面的倒圆的、凸的形状。

○电接触直接与贴片，尤其经由从传感器单元突出的弹簧支承的接触销35(所谓的Spring-PIN)进行。

下面，概述式地描述由系统的实施例可检测的信号和系统的应用可能性：

信号

至少一个和优选多个下面信号可以通过系统的实施例直接作为原始数据记录。从中能推导和计算其他参数：

○心电图(EKG)

○脑电图(EEG)

○眼电图(EOG)

○肌电图(EMG)

○呼吸频率和呼吸活动，经由多种测量法，或其组合可实现确定：

■经由胸部偏移(经由传感器单元的运动传感器进行检测)

■经由患者处的胸腔心电图导线的阻抗改变(通过在贴片的两个电极上施加电压并测量得出的通过传感器单元的电流)

■经由心电图向量的周期改变(通过传感器单元或单独的评估单元对心电图进行评估)

■经由印刷到贴片上的应变片，所述应变片在胸部偏移时改变其电阻，以及经由传感器单元的相关传感器。应变片经由带状导线与贴片的一个或多个接触区域导电连接，并经由这些接触区域与传感器单元的接触元件导电连接)

○呼吸活动和呼吸频率

○位置数据和/或转动数据和/或加速度数据(经由9轴运动传感器)

应用可能性

系统优选允许下述应用可能性中的至少一个和优选多个：

a.12导联(或16导联)心电图，(例如)在常规检查中和/或在胸痛和/或不清楚的腹部或胸部主诉的情况下。

b.锻炼心电图(尤其是也应用于移动环境-例如在慢跑、远足、划船等的情况下)。

c.长时间心电图(例如尤其心律不齐)或长时间脑电图(应用时间为数天或数周，例如在尤其癫痫发作的情况下)。

d.作为遥测解决方案和/或家庭护理心电图，可由患者本人使用。

e.在救护车和/或患者运输中和/或在诊所和/或重症监护室中监测患者的心电图和其他生命体征。

f.作为急性脑电图(例如b.不明确的警惕性下降，癫痫病诊断)或长时间脑电图测量(例如睡眠测量，癫痫病诊断)

g.持续性的家庭监护，在危及生命的心律不齐和/或心律不齐的诊断的情况下。

传感器单元优选具有至少一个用于无线传输数据的接口，尤其无线电接口，尤其用于近场通信如蓝牙(2.0、4.0/智能，或5.0)、WLAN和/或NFC和/或具有无线电数据接口，例如经由LTE、UMTS和/或GSM。传感器单元还可以具有用于数据传输的的有线接口，例如USB接口。

在第一变型形式中，生物信号可以作为原始数据传输。在第二变型形式中，生物信号可以由传感器单元评估并且基于评估传输数据。

为了传输和/或处理生物信号可以实施一种或多种下述解决方案。

a)将生物信号从传感器单元经由无线接口(例如蓝牙2.0、4.0/智能，或5.0)、WLAN和/或NFC和移动无线电网络)传输至移动终端设备和/或计算机(直接可视化)从那里经由无线接口(移动无线电网络/互联网)传输至服务器和/或数据库和/或计算中心(从这里可调取到移动设备和/或经由互联网调取)。

b)将生物信号从传感器单元经由无线接口(例如WLAN和/或移动无线电网和/或互联网和/或卫星)传输至服务器和/或数据库和/或计算中心(从这里可调取到移动设备和/或经由互联网调取)。

c)在传感器单元中运行的样本识别和/或信号分析。在识别醒目的样本(例如心律不齐和/或癫痫)时将警报和/或消息发送至患者的移动电话和/或至医生和/或至数据中心。

d)从传感器单元经由无线接口(例如蓝牙(2.0或4.0/智能，或5.0)、WLAN、NFC或移动无线电网络)(可选地还经由移动终端设备和/或计算机)发送至诊所或诊所内部数据管理系统。

e)将数据记录和存储在传感器单元中为了之后传输至计算机(经由线缆和/或无线接口(例如移动无线电网络和/或WLAN))和评估(例如作为长时间心电图)。

下面再次详细根据实施例描述本发明的组件和方面：

传感器单元

传感器单元包含一个、多个和优选所有下述组件

○电池和/或蓄电池

○充电电路

○用于各个生物信号通道的信号处理模块(例如滤波器、集成的AD转换器前端、放大器)

○位置传感器，转动传感器和/或加速度传感器(陀螺仪、验磁器、加速度计)

○存储器(例如闪存，RAM)

○Micro-USB插座，用于充电和/或传输数据

○处理器(例如ARM Cortex)

○无线无线电接口(例如BT 2.0和/或4.0和/或5.0和/或WLAN GSM)

○LED和/或多个LED作为状态指示器

○壳体

由于相对小的连接器和/或其在连接片处的设置，贴片仅具有小的刚性区域或完全不具有刚性区域。由此，贴片可以在受验者运动时与身体表面一起折叠和/或弯曲。由此明显地改善了佩戴舒适度。

在一个可能的设计方案中，传感器单元的壳体可以防溅水地和/或防水地构成。壳体可以由至少两个壳体半部组成，其中连接区域在两个壳体半部之间具有密封装置。

贴片

贴片的构造在图3中示出。贴片包括如下组件：

○载体衬底14(例如TPU或PET膜，厚度例如为50-100微米)

○在贴片的下侧上的胶粘剂17，通过该胶粘剂将贴片固定在皮肤上

○电导线12，优选印刷在载体基底上，例如由含Ag和/或AgCl或含碳颗粒(碳)的油墨制成

○将电极18集成到贴片中，例如由施加在带状导线上的水凝胶层组成，该水凝胶层包含例如离子(例如NaCl)，其将生物信号从身体传输到线路上。

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○保护衬里15，其遮盖电极部位和胶粘剂直至使用

○可以长期存放贴片的包装(例如，由塑料薄膜或金属化薄膜制成的包装单元)

贴片的不包含任何电导线的其他区域以逐层的结构由组件载体衬底14、胶粘剂17和保护衬里15组成，并且用于增强贴片在患者处的固定。

贴片的制造：

提供承载材料和带状导线

○印刷载体材料14以提供带状导线12，例如借助于丝网印刷和/或柔性版印刷工艺印刷为片状或卷格式

○为此，首先将导电油墨(例如含Ag或碳)印刷在载体材料14的一侧并烧结(通过曝光和/或干燥等)

○载体材料14的在皮肤接触中没有电极部位的并且不用作与传感器单元进行电接触的接触区域13的部分用保护层16(例如生物相容性聚合物)覆盖。

○将胶粘材料17施加到保护层16上，所述胶粘材料将贴片固定到患者的皮肤上。胶粘材料形成粘结层。

○如果需要，保护层16和粘结层17也可以通过相同的材料提供

电极的制造

○可能在没有保护材料16和胶粘剂17且为皮肤电极18的位置处对导电油墨进行氯化，或者在第一油墨上印刷含氯化物的和/或氯化的导电油墨

○可以将导电水凝胶或含离子的物质安置到电极部位上。例如，这可以通过手动放置已经制成的水凝胶(“平板凝胶”)或通过液体水凝胶的机械沉积来进行。

接触区域的制造

○在要形成带状导线12的接触区域13的部位处，带状导线平面地构成。此外，在接触区域13的区域中没有保护材料16或胶粘剂17。在此，对于每个接触区域13，在保护材料16和胶粘剂17中可以存在单独的留空部，或者存在用于所有接触区域13的共同的留空部。

○在一种变型形式中，可以将接触区域13机械地和/或在其导电性方面增强。这例如可以通过施加一个附加的例如由导电塑料制成的导电层和/或通过使用导电油墨构成的多层进行，例如通过用一个或多个其他油墨层套印接触区域的方式进行。

○在此，接触区域(40)中的至少两个接触区域可以彼此导电连接。当在联接贴片中贴片的这些接触区域与接触元件，尤其传感器单元(35)的接触销连接时，由此可以闭合在接触元件之间的电路。

连接器

传感器和贴片之间的连接通过连接器确保，所述连接器的实施例在图2中示出。

连接器是机械的连接元件，例如由聚合物构成，所述连接元件安置在贴片的原本在患者侧但是现在由于折叠连接片远离患者的侧上。连接器例的直径如大约2cm至5cm并且高度为3-5mm。

连接器2粘结到贴片上，参见图4a，和/或通过配合元件26保持在原本远离患者的但是现在由于折叠而在患者侧的贴片侧上，参见图7b。为了在连接器2和配合元件26之间连接，设有连接片27，所述连接片穿过贴片，或从外部经过贴片的边缘，并且例如在其他元件处卡锁和/或通过搭扣固定形成。在连接片27的部位处可以将连接器和配合元件也与贴片粘结。

配合元件26可以是板，所述板例如具有0.5mm和2mm之间的厚度，尤其1mm的厚度。配合元件可以由生物相容性塑料或纸板制造。连接器在这两种情况下以其底板25的下侧放置在原本远离患者的但通过折叠仅在患者侧的贴片侧上。

连接器2建立传感器单元3和贴片1之间的机械连接，即所述连接器将传感器单元3固定在贴片1上。传感器单元3与贴片1通过连接器2的机械连接限定传感器单元在贴片上的位置，并因此接触部尤其传感器单元3的接触销35相对于在折叠的连接片10上的带状导线12的接触区域13的位置。由此保证，传感器单元的接触销35正确地定位和接触。

如尤其从图5中可见，贴片的导线12的接触区域13的接触直接通过传感器单元的接触销35进行。为此，连接器在接触区域13的区域中具有一个或多个留空部24，接触销35可以穿过所述留空部并且接触区域13可以在贴片上接触。

在此，针对每个接触区域13可以在连接器中设有自己的留空部24，如这在图2中的第一实施例中所示出。然而在一个优选的设计方案中连接器具有仅一个用于所有接触区域13的共同的留空部24，例如呈在连接器的底板25中的开口形式，连接器借助于所述开口放置在贴片上。所述设计方案在图4中的第二实施例中示出。在此情况下，连接器优选具有环的形状，所述环包围贴片的电的接触区域13。否则，在图2和4中的两个实施例相同地构成。

为了简化贴片的接触区域13通过传感器单元的接触销35的接触，连接器可以具有配合元件26，如在图4b中所示出。贴片可以至少在贴片的接触区域13的区域中支撑在配合元件上，使得提高接触销35在贴片上的按压力并且避免贴片在该区域中的鼓起。在第一变型形式中，配合元件可以在贴片的接触区域13的区域中板形地构成为具有平坦的表面。在第二变型形式中，配合元件可以在贴片的接触区域13的区域中具有在其表面上的隆起部，通过所述隆起部将接触区域朝传感器单元的方向压入留空部24中。由此，传感器单元的接触销必须从传感器单元的壳体30中伸出不太远，以便接触接触区域13。

针对用户，连接器2用于将传感器单元3容易地且直观地安置在贴片1上。为了将传感器单元安置在连接器上，使用手就足够了。连接器的构造能实现经由触觉直观的元件进行安置，使得所述安置甚至可以无直接视线接触地进行。

连接器在实施例中构成为，使得传感器单元3的安置通过例如顺时针方向的转动运动实现。所述转动运动可以包括10°至180°的转动角。首先，传感器单元3定位在限定的、优选标记的第一转动位置中。标记可以光学地，例如线，或机械地，例如通过表面结构和/或表面拱起来限定，并且可实现使用户将传感器单元清晰地定位在连接器上的第一位置中。

连接器的构造在图2和5中详细地示出。连接器具有底板25，所述连接器借助于所述底板设置在贴片的表面上。在底板上设有伸出的环形区域20，所述环形区域形成用于与传感器单元3连接的机械连接区域。

在底板25处在实施例中还设有臂22，在所述臂处设置有连接片区域21。替选地，连接片区域21的功能也可以由在图4b中示出的配合元件26的边缘区域承担。优选地，所述边缘区域为此是倒圆的。

在环形区域20的外环周和/或内环周上可以设有呈沟槽形式的沿环周方向伸展的引导部。在引导部的端部处可以设有留空部作为锁止设备。此外，可以设有沿轴向方向伸展的留空部，所述留空部引导至沿环周方向伸展的引导部的起始处。替选地或附加地，在环形区域20处可以设有内螺纹和/或外螺纹。

在一个可能的实施方式中，控制单元和连接器之间的连接防溅水地和/或防水地构成。这具有如下优点，即患者/用户由此可以沐浴，并且汗水不会造成失真。

壳体可以具有密封元件，所述密封元件与连接器的密封面共同作用。优选地，将密封元件在此在连接状态中按压到密封面上。这例如可以通过引导部的伸展实现，所述伸展在沿环周方向的伸展上具有轴向错开，使得在第二转动位置中锁止元件33将力沿轴向方向施加到连接器上。例如底板25可以用作密封面，所述底板与设置在壳体棱边上的密封元件，例如密封环共同作用。

连接器可以与贴片的表面粘结，其中连接器的密封面完全地包围电连接区域，使得传感器单元和贴片之间的电连接区域对外完全密封。

传感器单元的其他功能

在可能的实施方式中，贴片的两个或更多个接触区域(40)导电连接。尤其，这些接触区域通过贴片的带状导线彼此连接。在这两个接触区域连贯时也提供在本发明意义上的通过带状导线的这种连接。通过贴片的这两个处于导电连接的接触区域(40)可以闭合电路，并且例如将传感器单元(35)的2个接触元件彼此导电连接。所述电路可以用于，使得传感器单元在与连接器连接和由此得到电路闭合时自动地接通。由此，由用户的手动接通，以及开/关按键的使用是多余的。同样，可以通过在分开贴片和传感器单元的连接时断开电路来进行传感器单元的关断。优选地，在接通传感器单元时自动地开始记录生物信号。

通过使用具有不同布置的贴片和/或连接在连接器(24)之内的导电的接触区域和由此得到的在传感器单元的接触元件之间的不同连接可以自动地触发不同的其他功能。例如，可以通过闭合不同的电路通过传感器单元识别不同类型的贴片并且进行区分。传感器单元可以根据贴片类型自动地执行不同的运行方式。传感器单元例如可以通过识别贴片类型在运行模式记录脑电图(较高扫描速率和分辨率)和记录心电图(较低扫描速率，较低分辨率)之间进行区分。在另一实例中，传感器单元可以在运行方式长时间心电图和12导联心电图之间进行区分。

在一个实施方式中，传感器单元具有特定数量的导电接触元件(35)。如果所述数量比在贴片上存在的接触区域(13)的数量更高，那么传感器单元的输入测量通道保持“断开”，即不与闭合的电路连接。传感器单元在这些通道上仅仅检测噪声信号，所述噪声信号通过在传感器单元中运行的对到来的信号的分析软件来识别，其方式为：例如分析信号的幅值和频率成分。传感器单元可以由此触发断开的、未连接的测量通道的自动切断。由此例如可以将具有总共4个测量通道的传感器单元与在1至4个测量通道之间包含的不同贴片任意组合，其方式为：所述测量通道分别自动地选择运行模式，所述运行模式适合于当前数量的测量通道。传感器单元能够以这种方式也识别在使用期间电极的信号的损耗，例如通过与患者脱离，并且所述电极同样与测量切断，或降低在所述电极处的测量的扫描频率。

Claims

1.一种用于检测生物信号的系统，其具有传感器单元和可安置在身体上的贴片，所述贴片具有电极和带状导线，其中所述传感器单元和所述贴片经由设置在所述贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且所述传感器单元经由所述贴片保持在身体上，其中所述传感器单元具有多个用于电接触所述连接器和/或所述贴片的接触元件，

其特征在于，

通过所述贴片与所述传感器单元连接，所述传感器元件的至少两个接触元件经由所述贴片的带状导线彼此导电连接。

2.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述传感器单元识别出：其已与贴片连接，并且作为对此的反应自动地接通。

3.根据权利要求2所述的系统，

其中所述贴片和所述传感器单元构造为，使得通过所述贴片与所述传感器单元连接，将所述传感器单元的电路闭合，其中所述传感器单元优选具有多个用于电接触所述连接器和/或贴片的接触元件，并且其中所述电路优选通过如下方式闭合，即通过将所述贴片与所述传感器单元连接而将所述传感器元件的至少两个接触元件彼此导电连接，尤其通过所述贴片的带状导线连接。

4.根据权利要求2或3所述的系统，

其中当所述传感器单元识别出：其已与贴片连接时，自动地开始信号的记录，和/或其中一旦所述传感器单元识别出：其不再与贴片连接，就终止信号的记录。

5.一种用于检测生物信号的系统，尤其根据上述权利要求中任一项所述的系统，所述系统具有传感器单元和可安置在身体上的贴片，所述贴片具有电极和带状导线，其中所述传感器单元和所述贴片经由设置在所述贴片上的连接器能够彼此连接，使得建立电连接并且所述传感器单元经由所述贴片保持在身体上，其中所述传感器单元具有至少一个第一传感器，所述第一传感器通过所述贴片与所述传感器单元连接来与所述贴片的电极连接并且借助于这些电极检测生物信号，

其特征在于，

所述传感器单元还具有至少一个第二传感器，所述第二传感器用于检测位置数据和/或旋转数据和/或加速度数据，其中通过评估所述第二传感器的数据来识别用户输入，尤其通过识别对所述传感器单元的单次或多次敲击。

6.根据权利要求5所述的系统，

其中所述传感器单元具有至少一个运行模式，在所述运行模式中将所述第一传感器和所述第二传感器的数据共同用于监控患者，和/或其中将所述第二传感器的数据用于识别所述第一传感器的数据中的失真，其中所述系统优选包括评估单元，由所述传感器单元检测的和/或通过所述传感器单元存储的所述第一传感器和/或所述第二传感器的信号传输到所述评估单元用以评估。

7.根据上述权利要求中任一项所述的系统，

其中所述传感器单元具有至少一个第一传感器，所述第一传感器通过所述贴片与所述传感器单元连接来与所述贴片的电极连接并且借助于这些电极检测生物信号，其中所述系统和尤其所述传感器单元具有用于检测呼吸活动，尤其呼吸频率的功能。

8.根据权利要求7所述的系统，

其中所述呼吸活动的检测通过至少一个下述方法进行：借助于贴片检测心电图引线的阻抗变化，其中优选通过在两个电极之间施加电压并且测量所产生的电流来测量所述阻抗；借助于所述贴片检测心电图矢量的周期性改变；检测至少一个集成到所述贴片中的应变片的数据；通过设置在所述传感器单元中的第二传感器检测胸腔的运动，以检测位置数据和/或旋转数据和/或加速度数据。

9.根据上述权利要求中任一项所述的系统，

其中所述传感器单元具有至少两个不同的运行模式，所述运行模式借助于不同的、能够与所述传感器单元连接的贴片工作。

10.根据权利要求9所述的系统，

其中所述传感器单元借助于与其连接的贴片自动地识别期望的运行模式，其中所述传感器单元优选具有多个用于与所述贴片电接触的接触元件，其中所述传感器单元通过在所述接触元件处的信号的评估来识别期望的运行模式，其中通过所述评估优选识别未被使用的接触元件和/或识别施加的生物信号的类型。

11.根据权利要求9或10所述的系统，

其中所述运行模式和/或贴片至少在电极的数量和/或几何布置方面不同，和/或其中所述运行模式通过检测到的生物信号的类型区分，

和/或其中所述运行模式在所述生物信号的检测的时长和/或频度和/或精度和/或检测到的数据的评估和/或存储和/或传输的类型方面区分。

12.根据上述权利要求中任一项所述的系统，

其中所述传感器单元能够借助于至少两个不同的贴片类型工作并且自动地识别分别连接的贴片类型。

13.一种用于根据上述权利要求中任一项所述的系统的传感器单元。

14.一种用于检测生物信号的贴片，尤其用于根据上述权利要求中任一项所述的系统，所述贴片具有电极和带状导线，其中所述贴片具有连接器，所述贴片经由所述连接器能够与传感器单元连接，使得建立电连接并且所述传感器单元经由所述贴片保持在身体上，其中所述贴片和/或所述连接器具有多个用于与所述传感器单元的接触元件电接触的接触面，其中至少两个接触面彼此导电连接。

15.一种由至少两个不同的根据权利要求14所述的贴片构成的套组，所述套组用于根据权利要求1至12中任一项所述的系统，所述贴片能够与相同的传感器单元连接。