FI120482B - Anturointijärjestely - Google Patents

Description

An tu ro in tij är j estely

Keksintö koskee anturointeja. Erityisesti keksintö koskee uutta anturointia fysiologisen signaalin mittaamiseksi iholta. Tällainen anturointi käsittää tyypillisesti substraatin, signaa-5 lielektrodin ja välineet signaalin siirtämiseksi sähköisesti. Tällaista anturointia voi käyttää esimerkiksi sykemittarien yhteydessä. Lisäksi keksintö koskee menetelmää anturoinnin valmistamiseksi, sykevyötä ja vaatetta

Perinteiset sykemittareiden sykepannat ja sykevyöt käsittävät yleensä muovista valmistetun 10 rungon, jonka pinnassa on kaksi paikallista elektrodia rintakehää vasten asetettaviksi. Muovisen rungon sisään on rakennettu elektroniikka sykesignaalin lähettämiseksi tyypillisesti ranne-laitteelle. Rungon sisällä kulkee myös johtimet elektrodeilta elektroniikalle ja se kiinnitetään yleensä rintakehää vasten joustavan nauhan avulla.

15 Koska muoviset sykepannat ovat suhteellisen paksuja ja voivat käytettäessä tuntua epämukavilta, on viime aikoina kehitetty erityisesti tekstiilimateriaaleja hyödyntäviä sykevöitä ja anturointeja. Eräs tällainen on kuvattu WO-julkaisussa 2005/032366. Siinä esitetyssä ratkaisussa elektrodit ja siirtojohteet pinnoitetaan johtavalla materiaalilla suoraan tekstiilimateriaaliin. Siirtojohteet voidaan jälkeenpäin päällystää eristävällä materiaalilla, jolloin vain elektrodit 20 jäävät kosketuksiin ihon kanssa ja signaalin laatu paranee. Tällöin laminaatti jää kuitenkin johteiden kohdalta tuotteen pintaan, jolloin näiden kohtien hengittävyys pienenee ja ne voivat tuntua epämukavilta ihoa vasten.

WO-julkaisussa 2002/071935 (FI 110925) kuvataan sykeanturi, jossa on johtavia kuituja si-25 sältävät elektrodit, joiden päällä kosteutta pidättävä kerros elektrodien sähköisen kontaktin parantamiseksi ihon kanssa. Tämän ratkaisun ongelmana on myös signaalin siirtojohteiden sijoittelu kuitumateriaalin suhteen, erityisesti niiden luotettava elektrodien kanssa kontaktointi ja hyvä sähköinen eristäminen.

30 WO-julkaisussa 2003/082103 kuvataan sykeanturi, jonka elektrodit valmistetaan valamalla tekstiilimateriaalin läpi. Valumuottiin voidaan lisätä sähkönjohteet niiden pysyväksi kiinnittämiseksi elektrodivaluun. Sähkönjohteet jäävät kuitenkin kankaan pinnalle irtonaisiksi ja alttiiksi niihin kohdistuvalle mekaaniselle rasitukselle. Ne voidaan myös liittää osaksi tekstii- liä termokompression avulla, mutta tällöin niihin saattaa kytkeytyä voimakas häiriösignaali iholta kankaan läpi.

2 WO-julkaisussa 2005/0043641 on esitetty sykkeen mittaamiseen tarkoitettu laite, joka on 5 irrotettavasti liitettävissä joustavaan nauhaan tai vaatteeseen siinä olevien koukkujen avulla.

Se voidaan kiinnittää moniin eri vaatekappaleisiin, mutta perinteisten sykepantojen käytönaikaista epämukavuusongelmaa se ei poista.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvattuja ongelmia ja saada aikaan erityisesti teks-10 tiilisubstraateille valmistettava uudenlainen taipuisa anturointi, joka on luotettava ja helposti valmistettavissa.

Keksinnön mukaisessa anturoinnissa fysiologisen signaalin mittaamiseksi uloimpana kerroksena on joustava ja kosteutta läpäisevä substraatti, jolla on ulkopinta (ensimmäinen pinta) ja 15 tälle vastakkainen sisäpinta (toinen pinta). Substraatin sisäpinnalle on järjestetty vesitiiviisti signaalin siirtojohde, jolloin siirtojohteeseen ei pääse kytkeytymään suoraan substraatin läpi iholta häiriösignaalia. Siirtojohteeseen on edelleen sähköisesti yhdistetty elektrodi, jonka sig-nalointipinta osoittaa samaan suuntaan joustavan substraatin ulkopinnan kanssa.

20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä anturoinnin valmistamiseksi, otetaan joustava substraatti, jolla on sisäpinta ja tälle vastakkainen ulkopinta. Substraatin toiselle pinnalle liitetään vesitiiviisti signaalin siirtojohde, joka on sähköisesti yhdistetty elektrodiin. Elektrodi asemoidaan substraatin suhteen siten, että sen signalointipinta osoittaa samaan suuntaan substraatin ulkopinnan kanssa.

25

Substraatti on edullisesti tekstiilimateriaalia tai muuta kuituvalmistetta. Elektrodi voidaan valmistaa esimerkiksi metallista, tai johtavasta muovista, kumista, elastomeerista, yksittäisistä kuiduista tai kuitumateriaalista, kuten kudotusta tai neulotusta kankaasta. Siirtojohde voi olla metallia, johtavaa muovia, johtavaa kumia, johtavaa elastomeeria, johtavaa mustetta, johdepo-30 lymeeriä, metallipartikkelipitoista päällystettä, johtava kuitu, kuitunippu tai kuituvalmiste, kuten johtava kangas.

Anturointi käsittää tyypillisesti vähintään kolmikerroksisen rakenteen, jossa on ihoa vasten jäävä substraattikerros, ensimmäinen eristyskerros ja johdekerros. Edelleen, neljänneksi ker- 3 rokseksi johdekerroksen toiselle pinnalle järjestetään tyypillisesti vielä toinen eristyskerros. Eristyskerrosten tehtävänä on estää nesteen, esimerkiksi suorituksen aikana substraattiin kertyvän hien, pääsyn johdekerrokseen ja siten sähköisen kontaktin syntymisen signaalijohtee-seen ja ei-toivottua häiriön kytkeytymisen elektrodisignaaliin.

5 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle anturoinnille on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on sanottu patent-10 tivaatimuksen 19 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Sen mukaisessa rakenteessa voidaan yhdistää rakenteen joustavuus ja signaloinnin luotettavuus anturoinnin käyttömukavuuteen. Erityisesti se mahdollistaa kestävien ja mukavuudeltaan hyväksi havaittujen tekstiilisubstraattien 15 käytön suoraan ihoa vasten koko tai lähes koko anturoinnin alueella. Signaalin siirtojohde on rasitukselta, kosteudelta ja sähköisiltä häiriöiltä suojassa tekstiilin toisella puolella.

Keksinnön mukainen rakenne voidaan myös valmistaa täysin substraatin sisäpinnalta käsin, jolloin substraatin käyttäjää vasten tuleva ulkopinta jää elektrodiaukkoja lukuun ottamatta 20 koskemattomaksi. Niinpä esimerkiksi tekstiilisubstraatin mukavuus ja hengittävyys säilyy hyvänä myös johteiden kohdalta. Johteet jäävät myös hyvin tekstiilikerroksen taakse mekaaniselta rasitukselta suojaan.

Anturituotteen rakenne voidaan keksinnön avulla myös toteuttaa siten, että johderakenne jää 25 sellaiseen asemaan valmiissa anturituotteessa, että siihen ei kohdistu venyttäviä voimia tuotetta taivutettaessa, tai ainakin nämä voimat ovat huomattavasti tuotteen ulkokerroksia pienemmät. Niinpä myös sellaisia venymättömiä tai heikosti venyviä johdemateriaaleja voidaan käyttää, jotka eivät aikaisemmissa ratkaisuissa ole olleet mahdollisia.

30 Erityisesti sellainen rakenne, jossa on pakkamaisesti yhteen liitettynä substraatti, ensimmäinen eristyskerros, johde/elektrodikerros ja toinen eristyskerros, on valmistusteknisesti ja käytön kannalta edullinen. Jos eristyskerrokset liitetään reunoiltaan toisiinsa, savutetaan sekä pinnan suuntaisesti että pintaa vastaan kohtisuorassa suunnassa kulkeutuvalta kosteudelta 4 eristetty johderakenne, joka on lisäksi ohut ja taipuisa. Tällainen rakenne voidaan toteuttaa sekä sykevyöhön että vaatteeseen.

Seuraavaksi keksinnön sovellutusmuotoja tarkastellaan lähemmin oheisiin piirustuksiin viita-5 ten, joissa kuviot 1-3 esittävät räjäytyskuvantoina keksinnön edullisten sovellutusmuotojen mukaisia rakenteita, kuviot 4a - 4c esittävät poikkileikkauksena eri anturirakenteita lähemmin elektrodin ympäris-10 tössä, kuvio 5 esittää poikkileikkauksena anturirakennetta, joka on molemmilta puolilta suojattu, kuvio 6 esittää anturoinnin käyttöä yhdessä irrotettavan elektroniikkamoduulin kanssa, ja kuvio 7 esittää tarkemmin yhden sovellutusmuodon mukaisen kontaktoinnin irrotettavan elektroniikkamoduulin kanssa.

15

Kuviossa 1 substraattia merkitään viitenumerolla 10. Siihen on valmistettu aukko 11 elektro-dikontaktia varten. Substraatin päälle liitetään kiinteästi kosteutta eristävä välikerros 12. Välikerrokseen voi olla myös valmistettu aukko 13, joka tulee oleellisesti kohdakkain aukon 11 kanssa. Aukot Ilja 13 voidaan toki valmistaa myös jälkeenpäin yhdessä työvaiheessa. Elekt-20 rodi 15 asemoidaan substraatin aukon 11 ja välikerroksen aukon 13 suhteen siten, että sen signalointipinnalle on kosketusyhteys substraatin 10 ulkopinnan puolelta (iholta). Välikerroksen 12 päälle liitetään signaalin siirtojohde 14. Niinpä signaalin siirtojohde 14 onkin liitetty substraattiin 10 sähköisesti eristävän ja vesitiiviin kerroksen 12 avulla, joka on sijoitettu lius-kamaisen signaalin siirtojohteen 14 ja substraatin 10 väliin. Johde on toisesta päästään sähköi-25 sesti yhdistetty elektrodiin 15. Toisesta päästään se on liitetty elektroniikkamoduuliin tai tämän asemointivälineisiin 19.

Substraatti voi olla esimerkiksi luonnonkuiduista ja/tai keinokuiduista valmistettua tekstiili-materiaalia. Materiaali voi kudottua tai kutomatonta. Edullisesti se on itsessään hengittävää, 30 eli ilmaa ja vesihöyryä, usein myös vettä, läpäisevää. Niinpä se muodostaa käyttäjän ihoa vasten miellyttävän tuntuman.

Kuviossa 2a rakennetta on edelleen jatkettu lisäämällä toinen välikerros 16 ja pintakerros 18. Kerros 16 varmistaa signaalin siirtojohtimen 14 vesitiiveyden myös toiselta puolelta. Kerrok- 5 set 12 ja 16 liitetään sivuiltaan edullisesti suoraan toisiinsa siten, ettäjohdekerros 14 jää vesitiiviisti näiden väliin.

Yhden sovellutusmuodon mukaan substraatti jatkuu yhtenäisenä anturoinnin ihoa vasten tule-5 valta puolelta anturoinnin vastakkaiselle puolelle. Niinpä substraatti voi ympäröidä signaalin siirtojohteen ja välikerroksen tai välikerrosten muodostaman pakan joka puolelta, jolloin anturoinnin molemmat pinnat muodostuvat yhtenäisestä materiaalista. Kuvion 2a (ja myöhemmin tarkemmin selitettävän kuvion 2b) sovellutusmuotoon sovellettuna kerrokset 10 ja 18 koostuvat tällöin samasta yhtenäisestä materiaalista, joka taivutetaan anturoinnin reunoilta siten, että 10 se sulkee muut kerrokset sisäänsä. Voidaan käyttää esimerkiksi putkilomaiseksi järjestettyä anturoinnin pintaelementtiä, jonka sisään anturoinnin muut kerrokset sijoitetaan. Muut kerrokset voidaan laminoida valmiiksi pakaksi ennen sen sijoittamista putkilomaisen pintaele-mentin sisään. Vaihtoehtoisesti tasomainen substraattikerros voidaan muiden kerrosten appli-koinnin jälkeen taivuttaa kerrosten yli anturoinnin toiselle puolelle ja muodostaa tälle puolelle 15 sauma esimerkiksi liiman avulla. Putkilomaiseen pintaelementtiin valmistetaan aukot elektrodeille ja elektroniikkamoduuliliitännälle. Kuvattujen toteutusmuotojen avulla saadaan aikaan anturoinnin reunoille viimeistelty ulkonäköjä vältetään erillisten pintakerroselementtien käyttäminen.

20 Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan toinen välikerros 16 on sähköisesti eristävä. Tällöin sen päälle voidaan edelleen applikoida toinen johderakenne. Tällaista toista johderaken-netta voidaan käyttää toisen signaalitien tai sähköisen suojakerroksen aikaansaamiseksi. Niinpä tällaisen rakenteen avulla myös anturoinnin kanavia voidaan lisätä tai toisen pinnan suunnasta tulevat elektromagneettiset häiriöt voidaan eliminoida tehokkaasti. Välikerrokset 12 ja 25 16 ovet edullisesti samaa materiaalia. Aina välikerrosten paksuudesta ja johderakenteiden leveydestä ja paksuudesta riippuen tällaisia kerrostumia voi olla useampiakin ilman anturoinnin paksuuden merkittävää kasvua. Johteita voidaan luonnollisesti valmistaa useampia myös yhteen kerrokseen ja/tai niitä voidaan leveyssuunnassa limittää eri kerroksiin.

30 Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan signaalin siirtojohteen 14 alle ja/tai päälle jäqes-tetään elektromagneettisilta häiriöiltä suojaava johdekerros yllä kuvatun eriste-johde kerros-tustekniikan avulla. Kaksi suojajohdekerrosta voi edelleen olla reunoiltaan sähköisessä yhteydessä toisiinsa täydellisen vaipan muodostamiseksi signaalijohteelle.

6

Yhden sovellutusmuodon mukaan välikerrokset 12 ja/tai 16 koostuvat sähköä eristävistä la-minaateista. Laminaattien päälle on ennen niiden kerrostamista substraatin 10 ja/tai toistensa kanssa applikoitu tarvittavat johdekerrokset. Tällainen valmistustapa on erittäin helppo toteuttaa, edullinen ja säilyttää joustavuutensa myös useiden kerrosten applikoinnin jälkeen. Lami-5 naatti on edullisesti barrier-tyyppinen, yleensä lämmön, paineen, lämmön ja paineen tai adhe-siivin avulla kiinnittyvä ohut kerros. Esimerkiksi monet vaateteollisuudessa käytettävät sau-malaminaatit soveltuvat tähän tarkoitukseen. Laminaatti voidaan samalla ulottaa myös elektrodin 15 ympäristöön, kuten kuvioissa 1 ja 2a on havainnollistettu. Niinpä se vahvistaa substraatin 10 elektrodin läheisyydessä olevia alueita ja mahdollisesti jopa estää substraatin pur- 10 kautumisen siihen valmistetun reiän 11 ympäriltä.

Yhden sovellutusmuodon mukaan signaalin siirtojohde käsittää juoksevassa muodossa levitettävää johdeainetta, kuten johtavaa mustetta, johdepolymeeriä tai metallipartikkelipitoista päällystettä. Tällainen johdeaine levitetään tukikerrokseen, jollaisena edullisimmin käytetään suo- 15 raan välikerrosta 12 j a/tai 16. Tällaisessa tapauksessa välikerroksen pinta onkin edullisesti sellainen, että siihen voi suoraan tulostaa tai painaa, eli pinta on painovalmis. Keksinnön yhden näkökohdan mukaan tarjotaankin uusi käyttö tekstiilisubstraattiin kiinnittyvälle laminaa-tille nestemäisessä muodossa applikoitavan johdemateriaalin alustana.

20 Signaalin siirtojohde voi käsittää myös kiinteässä olomuodossa applikoitavan johteen, kuten kumi- tai elastomeerijohtimen, metallijohtimen, johtavan kuidun tai johtavan tekstiilin. Tällainenkin johde kiinnitetään edullisesti yllä kuvattuun tukirakenteeseen tai välikerrokseen. Erityisesti TPU-elastomeeri sopii tähän tarkoitukseen hyvin.

25 Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan signaalin siirtojohde on ei-metallinen, jolloin sen johtavuus voi olla esimerkiksi alueella ΙΟ"10 - 10"2 % metallisesta (kuparin) johtavuudesta. Ei-metallisten johteiden kiinteä integrointi esillä olevaan kerrosrakenteeseen on tyypillisesti yksinkertaisempaa kuin metallisten esimerkiksi tekstiiliteollisuuden tunnettuja prosesseja käyttäen.

Elektrodi 15 ja signaalin siirtojohde 14 voivat muodostaa yhtenäisen rakenteen ja/tai koostua samasta materiaalista, erityisesti kun käytetään kiinteässä olomuodossa tuotavaa johdeainetta.

30 7

Substraattiin kiinnitetty välikerros, kuten yllä kuvattu laminaatti, voi olla sovitettu tekemään anturoinnista venymättömän tai heikosti venyvän. Tällöinkin rakenteen taipuisuus edullisesti säilyy hyvänä. Erityisesti venymätön välikerros on tarkoituksenmukainen, mikäli käytetään heikosti venyvää signaalijohdetta. Kuvatulla palkkarakenteella saavutetaan siis tilanne, jossa 5 laminaattikerros tai -kerrokset mahdollisesti yhdessä tekstiilikerrosten kanssa kantavat ne voimat, jotka anturointiin kohdistuvat.

Kuviossa 2b on esitetty erityisesti sykevöihin soveltuva rakenne. Siinä on lisäksi kerros 17, joka jäljestetään elektrodien 15 ja signaalin siirtojohteen 14 päälle, mutta elektroniikkamo-10 duulin tai sen asennusvyöhykkeen 19 alle. Niinpä se muodostaa asennusvyöhykkeen pohjan. Kerroksessa 17 on aukot 171, joiden kautta kerrosten limittyminen voidaan toteuttaa siten, että siirtojohde 14 viedään aukon 171 läpi tai siirtojohteen 14 ja asennusvyöhykkeen 19 kontakti tehdään aukon 171 kohdalla. Kerros 17 voi samalla toimia myös kosteussuojana signaalin siirtojohteelle 14, ja siten korvata välikerroksen 16 tässä tarkoituksessa. Kuvatussa raken-15 teessä laminaattikerrosta 16 käytetäänkin lähinnä esimerkiksi tekstiilimäisen pintakerroksen 18 kiinnittämiseksi anturointiin. Samalla se kuitenkin suojaaja peittää aukot 171 ja siten suojaa kontakteja kosteudelta.

Kuvioista 4a - 4c on nähtävissä, että elektrodi 45 on sovitettu substraatille 40 siten, että sen 20 signalointipinnalle 47 on suora kosketusyhteys substraatin 40 ensimmäisen pinnan puolelta. Signalointipinta 47 on edullisesti vähintään samassa tasossa substraatin 40 ensimmäisen pinnan kanssa, kuten kuvioissa 4a ja 4c. Joissain sovelluksissa se voi myös olla kuvion 4b osoittamaan tapaan substraatin 40 pinnan tasoa syvemmällä, erityisesti hyvin ohuiden substraattien tapauksessa ja/tai käytettäessä pinta-alaltaan suuria elektrodeja. Laminaattia tai muuta väliker-25 rosta on kuvioissa merkitty viitenumerolla 42 ja signaalin siirtojohdetta, joka on elektrodiin yhteydessä ja suoraan laminaatin 42 päällä, viitenumerolla 44.

Substraattiin on edullisesti valmistettu elektrodia varten aukko. Elektrodi voidaan jäljestää aukon kohdalle tai aukon läpi substraatin pinnalle tai läpi usealla eri tekniikalla. Se voidaan 30 tuoda siihen valmiina kiinteänä kappaleena, jolloin se yleensä kiinnitetään suoraan substraattiin tai sen päälle jäqestettyyn välikerrokseen, jossa on edullisesti myös aukko. Tarvittaessa voidaan käyttää adhesiiveja. Elektrodi voidaan myös vulkanisoida tai ommella kiinni substraattiin. Osa substraatista voidaan myös käsitellä johtavaksi esimerkiksi imeyttämällä siihen johdeaineita tai pinnoittamalla substraatin kuituja johdeaineella. Soveltuva johdeaineita ovat 8 johtavat polymeerit, musteet ja liimat. Elektrodi voidaan myös eristää sivuiltaan siten, ettei se ole näiltä osin tai ollenkaan sähköisesti kosketuksissa substraattiin, jolloin elektrodeihin kytkeytyy signaalia vain signalointipinnan kautta myös substraatin ollessa märkä.

5 Viitaten kuvioon 5, anturointirakennetta voidaan elektrodin 55 ja signaalin siirtojohteen 54 applikoinnin jälkeen jatkaa edullisesti siten, että signaalin siirtojohde 54 jää anturointiraken-teen sisäkerrokseen. Edullisesti tämä tapahtuu siten, että siirtojohteen 54 venymä valmista rakennetta taivutettaessa on oleellisesti pienempi kuin rakenteen ulkokerrosten 50, 56. Niinpä johdekerroksen 54 molemmilla puolilla onkin edullisesti sellaiset materiaalikerrokset 50, 52, 10 56,58 tai kerrosrakenteet, joiden venymisominaisuudet ja/tai venymis- ja taivutusominaisuu- det ovat suhteellisen samanlaiset. Yleensä niiden venyvyydet poikkeavat korkeintaan 30 %, edullisesti alle 15 % toisistaan. Tällöin signaalin siirtojohde jää olennaisesti rakenteen taivu-tusvenymän nolla-akselille. Tällainen sovellutusmuoto suojaa johdetta tarpeettomalta venymiseltä ja supistumiselta anturointia käytettäessä, ja mahdollistaa anturoinnin pakkaamisen 15 johdetta vahingoittamatta pieneen tilaan, esimerkiksi rullalle. Myös anturoinnin peseminen, etenkin konepesu, voi rasittaa johdekerrosta mekaanisesti, jos se on väärin sijoitettu suhteessa muihin anturoinnin kerroksiin.

Keksinnön mukainen anturointi soveltuu käytettäväksi erityisesti sydämen sykkeen havaitse-20 miseksi iholta, esimerkiksi rintakehältä. Niinpä anturointi käsittää tyypillisesti myös toisen yllä kuvatun kaltaisen elektrodin ja toisen vastaavan signaalin siirtojohteen rintakehän eri puolille asetettaviksi. Anturointia voidaan käyttää myös kehon muiden sähköisten toimintojen tai ominaisuuksien mittaamiseen. Esimerkkinä mainitaan ihon johtavuuden ja rasvaprosentin mittaus sekä lihasaktivaation tunnistaminen.

25

Anturointi voidaan valmistaa osaksi sykevyötä tai kiinteäksi osaksi esimerkiksi alusvaatetta, urheiluasua, päänauhaa tai rintaliivejä, jolloin näiden tekstiilimateriaali voi toimia sellaisenaan anturoinnin substraattina. Se voidaan valmistaa erittäin ohueksi ja tiiviin rakenteensa ansiosta se on pestävissä ilman kosteuden tunkeutumista anturoinnin sähköisiin osiin.

30

Iholle asettamista varten yksi kuvatun kerrosrakenteen kerroksista voi jatkua varsinaisen antu-rointialueen ulkopuolelle. Vaatteeseen integroituna tämä kerros on tyypillisesti substraattiker-ros, mutta esimerkiksi sykevyösovelluksessa rintakehän ympäri vedettävä elastinen panta tai nauha voidaan valmistaa jatkuvaksi myös rakenteen jostain muusta kerroksesta. Yleisesti täi- 9 laisessa rakenteessa on siten vähintään kolme kiinteästi päällekkäin järj estettyä kerrosta, joista yksi muodostaa signaalin siirtojohteen ja yksi jatkuu tekstiilimäisenä tai elastisena rakenteena siten, että se voidaan järj estää jonkin ruumiinosan ympäri elektrodin signalointipinnan saattamiseksi oleellisesti ihoa vasten. Kuten yllä on kuvattu, vähintään yksi, edullisesti kaksi, ker-5 rosta muodostaa lisäksi kosteusesteen siirtojohteelle.

Erityisenä sovellutusmuotona mainitaan sykevyösovellus, jossa kuvattu anturointirakenne yhdistetään elastiseen nauhaan tai pantaan, joka valmistetaan tehtaalla ’’ylipitkäksi”, ja josta voidaan katkaista osa pois siten että jäljelle jäävän nauhan pituus on käyttäjän vartalolle sopi-10 va. Nauhan päähän voidaan liittää liitoskappale, joka on sovitettavissa anturointiin liitettyyn vastakappaleeseen. Nauha voidaan myös ommella tai liimata yhtenäiseksi renkaaksi, jolloin mitään muoviosia ei tarvita. Nauhan yksilöllinen sovitus voidaan tehdä jälleenmyyjän toimesta esimerkiksi urheiluliikkeessä. Erityisesti yksilöllisesti sovitetun sykenauhan avulla voidaan välttää muovisten pituudensäätökappaleiden käyttö, sillä nämä ovat tyypillisesti paksuja suh-15 teessä itse pantaan tai nauhaan ja voivat olla suorituksen aikana epämiellyttäviä.

Anturointirakenteeseen voidaan laminoida elektrodisignaalien siirtojohteiden lisäksi myös muita johteita. Esimerkkinä mainitaan antennit ja kyseiseen vaate/laitekokonaisuuteen integroituihin muihin sähköisiin/optisiin toimintoihin liittyvät sähköiset/optiset johteet.

20

Kuvatun anturointirakenteen avulla voidaan valmistaa myös esimerkiksi lääketieteellisiä antureita esimerkiksi elektroenkefalografiaa (EEG) tai elektrokardiografiaa (EKG) varten. Mittauskanavia voi siten olla kymmeniä, jopa satoja. Tällaisista antureista saadaan edullisia, kestäviä, pestäviä ja potilaalle mukavia. Potilaan tutkimuskammoa voi vähentää myös se, että eri 25 kanavien signaalitiet voidaan integroida luotettavasti j a huomaamattomasti kangasrakentee-seen, jolloin mittayksiköstä saadaan miellyttävän näköinen.

Viitaten kuvioon 6, anturointi voi edelleen käsittää asennusvyöhykkeen 69 elektroniikkamo-duulille 610, johon signaalin siirtojohde 64 voidaan kytkeä. Siirtojohde 64on tällöin sähköi-30 sesti yhdistetty asennusvyöhykkeellä 69 sijaitsevaan kontaktialueeseen. Asennusvyöhyke voi käsittää esimerkiksi kuvion 7 esittämän kehärakenteen 79, johon on integroitu metalliset kon-taktilangat 720. Kuviossa 7 on esitetty myös yksi mahdollinen tapa toteuttaa signaalin siirto-johteen 74 ja kontaktilankojen 720 välinen liitos 730. Edullisimmin liitos 730 tehdään liitos-valutekniikalla, joka tuottaa kestävän ja hyvin sähköä johtavan liitoksen. Myös käytettäessä 10 esimerkiksi tulostettavia johdeaineita siirtojohteessa 14, kestävän liitoksen 730 aikaansaamiseksi voidaan käyttää apuna valutekniikkaa. Elektroniikkamoduuli on asennettavissa edullisesti jälleenirrotettavasti. Tyypillisesti joko asennusvyöhykkeessä tai elektroniikkamoduulissa olevat kontaktiosat ovat moduulia asennettaessa joustavia hyvän kontaktin aikaansaamiseksi.

5 Tällainen anturointij ärj estely kestää myös koneellisen pesun. Elektroniikkamoduuli voidaan yhdistää siirtojohteisiin myös muulla tavalla, esimerkiksi neppareiden avulla.

Elektroniikkamoduuli sisältää tyypillisesti välineet mitatun fysiologisen signaalin lähettämiseksi, tallentamiseksi tai esittämiseksi. Tyypillisesti se käsittää langattoman signaalilähetti-10 men, jonka päätelaitteena toimii esimerkiksi rannetietokone, tietokone tai muu sykemonitori.

Claims (25)

1. Anturointi fysiologisen signaalin mittaamiseksi kehon ulkopuolelta, joka anturointi käsittää - joustavan kosteutta läpäisevän substraatin, jolla on ensimmäinen pinta ja tälle vastakkainen toinen pinta, ainakin yhden elektrodin, jolla on signalointipinta, joka osoittaa samaan suuntaan joustavan substraatin ensimmäisen pinnan kanssa, ja - signaalin siirtojohteen, joka on yhdistetty sähköisesti mainittuun elektrodiin, tunnettu siitä, että signaalin siirtojohde on liitetty vesitiiviisti substraatin toiselle pinnalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen anturointi, tunnettu siitä, että signaalin siirtojohde on liitetty substraattiin vesitiiviin ja edullisesti myös sähköä eristävän kerroksen avulla, joka on sijoitettu signaalin siirtojohteen ja substraatin väliin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anturointi, tunnettu siitä, että välikerros on kiinteästi liitetty substraattiin.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen anturointi, tunnettu siitä, että välikerros on sovitettu tekemään anturoinnista venymättömän tai heikosti venyvän, kuitenkin säilyttäen sen taipui-suuden.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen anturointi, tunnettu siitä, että signaalin siirto-johde on kiinteästi liitetty mainittuun välikerrokseen.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että signaalin siirtojohde käsittää juoksevassa muodossa levitettävää johdeainetta, kuten johtavaa mustetta, johdepolymccriä tai metallipartikkelipitoista päällystettä.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että signaalin siirtojohde käsittää kiinteässä olomuodossa applikoitavan johteen, kuten kumi- tai elastomee-rijohteen, metallijohteen, johtavan kuidun tai johtavan tekstiilin.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että elektrodi on sovitettu substraatille siten, että sen signalointipinnalle on suora kosketusyhteys substraatin ensimmäisen pinnan puolelta.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että elektrodi ulottuu paksuussuunnassa koko substraatin läpi.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että elektrodi ja signaalin siirtojohde koostuvat yhdestä, oleellisesti samasta materiaalista muodostuvasta kerroksesta tai kappaleesta.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että siirtojohde sijaitsee kahden toisiinsa vesitiiviisti kiinnitetyn vesitiiviin kerroksen välissä.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että se käsittää signaalin siirtojohteen alle tai päälle jäljestetyn vähintään yhden toisen johdekerroksen siten, että johdekerrosten väliin on jäljestetty eristelaminaatti.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vähintään yhden signaalin siirtojohteen päälle asetetun suojakerroksen, jolloin signaalin siirtojohde jää anturointirakenteen sisäkerrokseen siten, että sen venymä rakennetta taivutettaessa on oleellisesti pienempi kuin rakenteen ulkokerrosten.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että substraatti on tekstiilimateriaalia.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää asennusvyöhykkeen elektroniikkamoduulille, jolloin signaalin siirtojohde on sähköisesti yhdistetty asennusvyöhykkeellä sijaitsevaan kontaktialueeseen.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen anturointi, tunnettu siitä, että kontaktialue käsittää metallisen johteen, jonka kanssa asennusalueelle jälleenirrotettavasti tuotu elektroniikkamoduuli on sovitettu muodostamaan sähköisen kontaktin.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen anturointi, tunnettu siitä, että mainittu elektro-niikkamoduuli sisältää välineet mitatun fysiologisen signaalin lähettämiseksi, tallentamiseksi tai esittämiseksi.

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että se käsittää kerrosrakenteen, jossa on vähintään kolme irrottamattomasti päällekkäin jäijestettyä kerrosta, joista yksi muodostaa signaalin siirtojohteen ja yksi jatkuu tekstiilimäisenä tai elastisena rakenteena siten, että se voidaan jäq estää jonkin ruumiinosan ympäri elektrodin signalointipin-nan saattamiseksi oleellisesti ihoa vasten.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturointi, tunnettu siitä, että substraatti jatkuu yhtenäisenä anturoinnin elektrodien signalointipinnan puoleiselta pinnalta anturoinnin vastakkaiselle pinnalle siten, että signaalin siirtojohde jää oleellisesti substraattimateriaalista valmistetun putkilomaisen rakenteen sisään.

20. Menetelmä fysiologisen signaalin mittaamiseen käytettävän anturoinnin valmistamiseksi, jossa menetelmässä - otetaan joustava kosteutta läpäisevä substraatti, jolla on ensimmäinen pinta ja tälle vastakkainen toinen pinta, ja jäqestetään anturointiin edelleen elektrodi, joka on sähköisessä yhteydessä signaalin siirtojohteeseen ja jonka signalointipinta osoittaa samaan suuntaan substraatin ensimmäisen pinnan kanssa, tunnettu siitä, että - signaalin siirtojohde liitetään vesitiiviisti substraatin toiselle pinnalle.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalin siirtojohde kiinnitetään sähköisesti eristävän ja vesitiiviin materiaalikerroksen yhdelle pinnalle ja materi-aalikerros laminoidaan vapaalta pinnaltaan kiinni substraattiin.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalin siirtojohteen vapaalle pinnalle jäqestetään edelleen toinen sähköisesti eristävä ja vesitiivis materiaalikerros.

23. Jonkin patenttivaatimuksen 20 - 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että substraattiin valmistetaan aukkoja elektrodi sovitetaan aukon suhteen siten, että sen signalointipinnalle on suora kosketusyhteys substraatin ensimmäisen pinnan puolelta.

24. Sykevyö, tunnettu siitä, että se käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukaisen antu-roinnin.

25. Vaate, tunnettu siitä, että se käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1-18 mukaisen antu-roinnin, jolloin vaatteen sisin tekstiilikerros muodostaa mainitun substraatin.