专利名称：电极传感器和电极传感器作为eit电极的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将穿戴者的皮肤的表面接触多个电极的电极传感器，特别涉及用于使用于电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)的电极传感器。电极传感器包括多个电极接触元件。每个所述电极接触元件单独接触测试者的皮肤，并允许局部电势和/或电流的施加或测量，以在生物体内形成和测量电场。本发明涉及用于在电阻抗成像装置的电子部件和生物体的皮肤之间形成可靠和稳定的电接触的装置和方法。
背景技术：
电阻抗成像(EIT)是一种已知的技术。关于这项技术的更多细节可以在CostaEL, LimaRG, Amato MB, Curr Opin Crit Care. 2009 Feb;15(I):18 24 的“Electricalimpedancetomography”中找到,其在这里通过参考纳入。对于重症监护医生、胸腔科医师、理疗医师和高水平运动员，电阻抗成像(EIT)是一种提供区域肺通气和灌注(血液流动或脉动)的实时信息的成像方法。与常规方法相反，EIT不需要患者通过传感器呼吸，不施加电离X射线，并且可以用于长时间，例如24小时或甚至更长时间。因此，EIT可以连续使用，因此适合于实时和长期监控治疗和训练效果。EIT于1983年首次用于监控呼吸功能，并保持允许肺容积的区域变化的连续的、非侵入性检测的唯一的床边方法。在EIT中，电流施加到胸部的皮肤以在胸内形成一个电场。通常情况下，8、16或32个电极放置在胸部的周围并用于测量由电场导致的电势。使用用于不适定的非线性的问题而专门开发的算法，测量的电压用于估计胸内电阻抗的分布。为了克服阻抗估计的不适定性质，大多数EIT成像算法使用另外的假设，称为正则化，例如胸内阻抗分布的平稳，或先验信息。这些正则化帮助数学算法在相互竞争的解决方案中决定，在损失降低的空间分辨率或减弱最大扰动下，产生胸内真实阻抗分布的合理估计的图像。图像生成软件通常用不同的方法实现正则化，这样的软件在本领域是已知的。最后，计算得到的阻抗分布转换成显示空气存在、不存在或变化的图像，如果需要还显示血液含量。按顺序迅速绘制的，类似一部电影，这些图像形成进出每个肺部区域的气体和血流的可视化表示，允许医生或运动员实时评估肺功能。不是绘制图像，独特特征可以从图像中提取并以数字或指数显示。举例如下左与右通气或背部与腹部通气，其中这些数字代表总通气量的百分比。胸壁的形状以及组成可能对作为胸内阻抗的在胸壁表面测量得到的电压同样有贡献。因此，绝对阻抗分布的重建，虽然可行，需要了解胸部的形状，以及电极和皮肤之间的阻抗。然而，差分图像，如由Barber和Brown首先描述的，可以无需胸腔结构知识而形成。它们形成于阻抗相对于基线或参考条件的变化，假定胸部的形状以及接触阻抗在这些条件之间不显著变化。这种相对或差分方法不仅在理论上而且在患者中取消了与关于胸部形状、电极位置、身体组成和接触阻抗的不正确假设相关的大部分错误，因为该同样的错误以同样的方式施加到两种图像。在临床实践中目前大部分可获得的EIT装置和本领域的大部分出版物使用该相对方法。因此，它们显示阻抗的变化，而不是它的绝对值。然而，如果监控器官功能如跳动的心脏和呼吸肺的动力学，这种感知的限制不是一个真正的问题。然而，即使在临床实践中使用相对EIT是不可能的，除非电极和身体皮肤之间的接触阻抗随着时间的推移变得可预见地稳定。接触阻抗的任何显著的变化将被错误地认为是感兴趣的器官内的变化。因此，即使在每个电极的位置的接触阻抗的精确的绝对值并不需要知道，如果有意义的EIT图像通过图像生成软件形成，这些值随着时间的推移必须保持稳定的条件仍然必须达到。此外，非常期望不仅实现稳定而且也相当低的接触阻抗，以便最大限度地利用允许注入生物体的有限量的电流(10毫安)。只有这样的电流达到最大的信噪比。重建图像时，传统的EIT算法假定电极(通常为8、16或32个)位于胸部周围的离散的物理位置，最常见以等距离间隔的方式。它们不考虑这些电极之间的串扰。串扰和串扰的变化可以由图像 生成软件解释为内部器官和这些器官的功能所产生的信号。因此，电极之间的串扰应保持低的和不变的。然而，当设计要与生物体的皮肤直接接触放置的任何装置或结构时，要考虑的另一方面是它在这样的皮肤上的物理冲击，其可能导致不仅皮肤而且下层组织如肌肉、肌腱或骨头(褥疮)的物理刺激或甚至损害。这种损害的发生机制的主要因素是1)患者的急性重症或慢性疾病(内在因素)，2)压缩小血管和毛细血管(这通常是在骨头位于靠近身体表面的区域中最高)的局部绝对压力(通常>30毫米汞柱)和/或与灌注组织的压力相比较的压力，3)这种压力施加的时间和4)时间-压力-产物(甚至可以在相对短的时间内容忍非常高的压力)。此外，升高的5)水分和6)温度水平和增加的代谢需求使组织容易受到损害。此外，7)剪切应力(与组织表面相切的力)主要在毛细管区域发挥其负面影响，在那里它们导致这些样血管的扭曲，防止氧气和营养丰富的血液流向利用的位置(缺血)。一方面养分和氧气的缺乏和C02和代谢副产物的积累以及另一方面静脉血汇集连同局部组织的逐渐酸化最初引起肿胀和最后细胞的消亡(坏死)。压疮可以根据尺寸和严重程度进行分类，后者从皮肤局部但是不可逆的发红到下面组织包括骨骼的完全破坏。在上述的情况下，施加到活的对象的脆弱的皮肤的任何物理结构需要适应这样的对象尤其是他们的皮肤和支持组织的单独需要，变得明显。这种需要排除使用防止皮肤呼吸及水分和热量交换的任何简单的物理结构。此外，该结构可以既不施加过大的切向应力，也不施加组织灌注压力以上的局部压力。传统的EIT系统使用隔离的凝胶电极，即通常使用在ECG应用中的电极，其中这些电极通过单独的被动或主动屏蔽电缆连接到位于远处的电子电路。在临床实践中，一组8，16或32个这些隔离的电极以及它们各自的连接电缆不仅不可能适用于仰卧患者的胸部-将从EIT受益最大的患者类型-而且它们不符合随着时间的推移稳定的接触阻抗的基本要求。当与患者的温暖湿润的皮肤接触时，这些基于凝胶的电极可能会非常显著地改变它们的电气特性。患者的身体移动与电缆施加的变化的机械力协力将移动单个电极远离它们的初始连接点。此外，这些相同的力会以不可预知的方式改变它们与皮肤的物理接触。由传统的EIT系统使用用于长(通常>2m)距离输送注入电流和电压信号的单独电缆通常具有未知阻抗和电容值，但更糟糕的是，它们彼此相互作用，从而以未知的幅度和方向影响测量信号。这些变化就如接触阻抗和串扰的变化扰乱EIT图像。在试图克服传统EIT系统的这些典型的限制中，这样的系统正在以有源电子电路位于注入电流和电压测量的部位的右面这样的方式小型化。虽然当使用长模拟电缆时，这样的方法通过不仅移除所遇到的电气问题而且移除所遇到的机械问题增加了整体信号质量，它并没有解决可变接触阻抗和电极串扰的问题。由于上述原因，对实现EIT系统的电子器件和生物体的皮肤之间更加可靠和稳定的电气接触的方法和装置存在明确的需要。同时，任何可能的解决方案必须是可大批量低成本生产的，特别是当设计使用作为典型的单个患者使用的一次性物品。已知的解决方案，例如在美国专利US7315754中给出的方案，基于以下想法，即如果它们体现在将它们连接在一起的机械结构，即以带状或衣服状结构，空间上分离的单个电极的阵列可以最好放置在身体表面上。虽然每个电极由导电材料制成，机械连接它们的机械支撑结构必须不能由高导电材料制成(即不由电导率在金属范围内的材料制成)，因为这会导致短路，或至少增强电极之间的串扰。尽管已知的电极支撑结构的精心构造，但是它 们缺乏良好的电气接触性能以及良好的磨损性能。此外，商业化生产的电极支撑结构是昂贵的。因此，患者和测试者和/或医务人员的接受通常是较低的。可选择地，将导电电极连同它们的电线连接一起单独放置和固定在机械支撑结构上是很笨重的、昂贵的，可能不会产生用于在临床环境中基于EIT监控目的所需的高电气和机械可靠性。文献W02010/069023披露了一种电极系统，其在EIT技术中是有用的。皮肤和测量装置之间的接触形成在众多位置上，在那里多对导电粘接材料层通过叶片的非导电层的孔相互彼此接触，所述材料可以是凝胶。一半所述层-设置在叶片的一侧上-与皮肤直接接触，而另一半所述层-设置在叶片的另一侧上-与测量装置接触。多对层形成电气接触的区域的位置和大小在制造过程中预先确定。因此，用于连接多个电导体的位置是预先确定的和固定的。文献US6210771披露使用作为电子电路的集成元件的织物。因此，织物作为基体，电气元件连接在其上,或本身作为电气元件。专利申请WO 2008/022482披露了一种具有两层纺织层的纺织电极装置。第一纺织层-设计用于偏置佩戴装置的个人的身体-设置有一组绣上的电极。每个绣上的电极由导电纱形成并连接至相关的电源线。电源线只设计作为第二纺织层上的绣上的导体轨道。所述第二纺织层设置在第一纺织层的朝向远离身体的侧面上。每个绣上的电极固定连接相关的电源线。贴片电极和电源线的连接形成，因为电极图案通过两个纺织层缝补。例如导电纱用于在电极的位置处缝补两个层。因此，每个电极的设计和位置由绣上的图案确定。每个贴片电极和它的电源线形成连贯导电设计。电源线可以这样设计以便它们可以电接触带插头连接器。实用新型DE202006007226U1披露了一种具有两个平面纺织结构的纺织像素电极。第一和第二结构相互距离平行设置；第一结构用于接触穿戴者的皮肤，第二结构指向远离穿戴者的皮肤。第一结构包括至少一个由导电纱形成的像素电极。第二结构是弹性可变形的。每个像素可以单独激活或寻址或可选择地几个像素成组由一个电子单元即多路复用器激活。那些像素实际寻址在电子单元内确定。电子单元或多路复用器可以连接到或集成进第二纺织结构。
因此，从生产角度来看，发明一个单一结构，其同时满足电气(导电性的离散的区域)和机械的(连续的机械结构)的要求，是非常期望的，且优选地，同时可以以低廉的价格
生产。

发明内容
本发明的目的本发明的目的是提供电子测量设备特别是电阻抗成像装置的电子部件和生物体例如测试者或患者的皮肤之间可靠和稳定的电气接触。此外，本发明的目的是一种用于电阻抗成像的新的和改进的电气患者界面，其最大限度地减少皮肤内的剪切力和皮肤上及皮肤内的高压，从而防止损伤如压疮。再一个目的是提供至皮肤的可靠的电气接触，而同时避免电极之间的串扰，即使患者移动或电极移动。再一个目的是获得一个以较低的成本可生产的解决方案，特别用于单个患者使用的产品。描述上述目的采用根据权利要求I所述的电极传感器得到解决。发明的电极传感器包括(a)间隔开的单独的接触元件的阵列，和(b)用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的界面结构，所述界面结构包括-基本上电气绝缘的或导电不良的材料的界面层，在界面层的一侧上限定皮肤接触表面，在界面层的另一侧上限定阵列接触表面；-在阵列接触表面上的导电材料的第一图案，-在皮肤接触表面上的导电材料的第二图案，和-连接第一图案与第二图案的电气通路；其特征在于，-第一图案包括图案元件，-每个单独的接触元件包括接触表面区域，当接触界面结构的阵列接触表面时，接触表面区域覆盖所述第一图案的几个图案元件，和-通过将第一图案的不同部分接触所述的单独的接触元件，多组电气通路还和第二图案的不同部分形成接触，以便单独的接触元件在皮肤接触表面上限定单独的有效电极。所述电极传感器也可以称为电极传感器阵列，因为它包含接触元件的阵列。因此，发明的电极传感器的皮肤接触区域分为要么是导电的区域，要么是不导电的区域，从而只有导电通路的那些成为电气活性的并呈现作为电连接器的功能，其在一侧与皮肤直接接触，在另一侧与用于电子部件的阵列的接触元件的其中一个直接接触。导电通路和围绕它们的非导电空间的每一个的物理尺寸通常小于接触元件的延伸。优选地，多于一个或甚至许多导电通路在一个接触元件和皮肤表面之间有效形成单个电气接触。更具体地，存在至少三个，更优选至少10个，最优选至少50个通路。与上面提到的基本上电绝缘的或导电不良的材料相比，图案和导电通路的导电材料导电良好。优选地，界面结构的第二图案包括图案元件。有利地，上述目的用电极传感器得到解决，其中
-在阵列接触表面上的导电材料的第一图案包括图案元件，例如，如圆点、线、斑点和/或贴片，和-在皮肤接触表面上的导电材料的第二图案包括图案元件，例如，如圆点、线、斑点和/或贴片，和-电气通路连接第一图案的图案元件与第二图案的图案元件。优选地，图案的所述图案元件相互电气隔离，这样图案是电气不连贯的。电气通路连接第一图案的单独的图案元件和第二图案的单独的图案元件。优选地，每个单独的接触元件包括接触表面区域，当接触界面结构的阵列接触表面时，其覆盖所述第一图案的多个图案元件(即很多圆点、线、斑点和/或贴片)，以便通过用所述单独的接触元件接触第一图案的不同部分，多组电气通路与第二图案的不同部分形成接触，以便每个单独的接触元件在皮肤接触表面上限定单独的有效电极。·界面结构是节省成本的中间体，用于用分开的单独的接触元件的阵列保护和接触皮肤。特别有利的是下列事实，即该阵列可以随机设置在界面结构上，因为每个单独的接触元件包括接触表面区域，当接触界面结构的阵列接触表面时，其覆盖所述第一图案的很多圆点、线、斑点和/或贴片。因此，与所述第一图案的很多圆点、线、斑点和/或贴片相比，相对大尺寸的接触元件允许同时接触几个或许多通路，并与界面结构的阵列接触表面上的位置无关。优选地，第一和/或第二图案是不连贯的图案，特别是例如导电斑点、圆点、贴片和/或线的不连贯的图案。这意味着图案的不同的元件，如斑点、圆点、贴片和/或线，彼此之间电气隔离。因此，术语不同的在这里具有电气隔离的含义。由于在表面上的斑点、圆点、贴片和/或线主要彼此电气隔离，上述图案是电气不连贯的。然而，优选地，在一个表面上的第一图案的图案元件如斑点、圆点、贴片和/或线单独连接在另一个表面上的第二图案的图案元件如斑点、圆点、贴片和/或线。第一图案的斑点、圆点、贴片和/或线和第二图案的斑点、圆点、贴片和/或线之间的单独的连接由通路形成。有利地，通路是彼此电气隔离的，即相互电气隔离。可选择地，第一图案的一组斑点、圆点、贴片或线和第二图案的斑点、圆点、贴片、线或一组斑点、圆点、贴片或线之间的单独的连接由分支通路即一组相互连接的通路形成。另外，可选择地，第二图案的一组图案元件如斑点、圆点、贴片或线和第一图案的图案元件如斑点、圆点、贴片、线或一组图案元件如一组斑点、圆点、贴片或线的单独的连接通过分支通路即一组相互连接的通路形成。优选地，电极传感器的特征在于，每个图案由众多的单独的(即相互电气隔离)的图案元件，例如斑点、圆点、贴片或线组成。因此阵列接触表面上的图形元件彼此电气隔离。此外，优选地，皮肤接触表面上的图案元件彼此之间电气隔离。优选地，图案(即第一或第二图案)的众多的图案元件包括至少三个图案元件，更优选至少5个图案元件，进一步优选至少10个图案元件。此外，优选地，电极传感器的特征在于连接第一图案和第二图案的电气通路将第一图案的单独的圆点、线、斑点、贴片和/或它们的组连接第二图案的单独的圆点、线、斑点、贴片和/或它们的组。实际上，皮肤接触表面上的单独的有效电极的大小和形状取决于单独的接触元件的大小和形状。例如，通路用基本上正交于所述表面的线连接界面结构的两个基本上平行的表面的地方，单独的接触元件与界面结构的接触区域的大小和形状传送到皮肤接触表面上以形成有效的电极。因此，接触区域和有效的电极可具有类似的形状、轮廓和尺寸。然而，形成有效的电极的导电图案也可以由导电圆点、线、斑点和/或贴片的不连贯的图案组成。有利地，间隔开的单独的接触元件的阵列是可拆卸地可固定到阵列接触表面。优选地，第一和第二图案是随机或规则分布的图案元件的设置(优选均匀设置)。因此，单独的有效电极的尺寸和形状基本上由单独的接触元件的尺寸和形状限定并基本上对应单独的接触元件的尺寸和形状。优选地，通路连接基本上面对面位于界面层的相对侧上的图案元件。因此，在界面层的一侧上的单独的有效电极的位置基本上由在界面层的相对侧上的单独的接触元件的位置限定和对应。优选地，有效电极区域相对于其对应的接触元件在平行于皮肤接触表面的任何方向上偏移不超过10毫米，更优选不超过5毫米，甚至更优选不超过2毫米。所述电极传感器的有利影响与它的涉及界面结构和接触元件的阵列两个部件的构造有联系。在传感器的使用过程中两个部件需要彼此连接，以确保电气接触。两个部件可以以永久方式 物理连接，因此当例如任何一个部件磨损或不卫生时一起拆掉。对于某些用途，如内科重症监护的情况下，全部或部分一次性传感器可能是优选的。在某些情况下，两个部件是彼此可拆卸的，可能是期望的，以便例如当磨损或破裂时丢弃其中一个部件，或不使用时暂时移除其中一个部件。示例性地，在分析运动员时，接触元件的阵列可以暂时从衣服形界面结构移除。在另一例子中，界面结构，其在操作时接触患者或测试者的皮肤，使用后可以丢弃并用新的替换。可选择地，界面部件洗涤并重新连接以再次使用。由于与皮肤直接接触，所述界面层污染，由于卫生的原因，不应该使用用于分析另外的患者或测试者。界面结构可以相对便宜地制造。然而，接触元件的阵列是可重复使用的。所述阵列包括间隔开的单独的接触元件(例如EIT-芯片)，其优选地通过总线系统电连接，并可选地由支撑结构进一步支撑。一次性界面结构和可重复使用的阵列形成了用于在医院、研究机构以及私人住宅中使用的EIT-测量的用户友好的电极传感器。界面结构可以形成为带状或条状，但是，将界面结构设计为衣服或将其集成进衣服是可能的。这样的设计可以在运动员或患者在运动中进行EIT测试中发现最佳使用。所述电极传感器由至少两个可拆卸的部件组成。一个部件是所述的间隔开的单独的接触元件的阵列。另一部件是用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的所述界面结构。优选地，单独的有效电极由通过界面结构上的接触元件选择的通路限定。因此，每个接触元件接触某组通路，而这些通路在通路和皮肤之间的接触形成的地方形成皮肤接触区域。有利地，单独的接触元件限定单独的有效电极的至少一个维度，即，单独的有效电极的宽度或长度。例如，在一个具体实施例中，接触元件的阵列沿带状的非导电材料的纵向延伸方向分布。每个接触元件连接到一组平行的导线，其穿透-从阵列接触侧开始-进并位于皮肤接触的平面中。有利地，所述导线基本上与条带的纵向延伸正交设置。在皮肤接触的平面中，每组平行线覆盖宽度(或长度)由相应的接触元件的大小限定的一定区域。当界面结构由例如机织或针织材料制造时，每根导线的宽度优选地是导电纱或纱化合物的宽度。然而，特别是在采用印刷技术用于制造导线时，各种形状和尺寸是可能的。
可选择地，单独的接触元件限定单独的有效电极的两个维度，S卩，单独的有效电极的区域。例如，在另一具体实施例中，接触元件的阵列沿带状的非导电材料的纵向延伸方向分布。每个接触元件连接到一组导线，其穿透-从阵列接触侧开始-通过带状的非导电材料以出现在皮肤接触的平面中。在皮肤接触的平面中，每组出现的导线覆盖由相应的接触元件的大小和形状限定的一定区域。在一个简单的具体实施例中，第一和第二导电图案形成圆点图案，即通路在它们的出现端形成导电圆点。另外，更精细的图案是可能的。例如与通路的直径相比，圆点的直径可以扩大，以增加界面结构和接触元件和/或界面结构和皮肤之间的电气接触。原理上，从接触元件通往皮肤接触的平面的单一电气通路足以形成电气接触。然而，有利地，为了形成单独的有效电极，接触元件连接至多个电气通路。这确保可靠的接触和电流的通过，即使当某些通路有缺陷时。优选地，界面结构的导电的第一图案、导电的第二图案和电气通路这样设计以便，通过将界面结构与接触元件接触，在阵列接触表面上的接触的区域基本上限定在皮肤接触表面上的单独的有效电极的区域。 优选地，接触元件安装到支撑结构上，从而所述支撑结构和所述界面结构是可移除地彼此固定。可移除的连接可以通过钩和环带(hook-and-loop tape,例如Velcro搭扣(Velcrofastening))或其它可移除的固定来形成。可选择地,非可移除的连接是可能的,例如，如热密封连接。优选地，导电的第一图案通过在阵列接触表面上的间隔开的导线形成，导线通过通路单独电气连接第二图案的不同的部分、斑点或线。图案的一部分限定图案的圆点、斑点、线和/或贴片的子集(即图案元件的子集)，因此，图案的一部分包括至少两个斑点、圆点、线或贴片或由斑点、圆点、线和贴片组成的组的至少一个任何两个元件的组合。优选地，导电的第二图案由在皮肤接触表面上的间隔开的导线形成，而多根所述线形成单独的有效电极。优选地，导电的第一图案由在阵列接触表面上的间隔开的导点斑点形成，斑点通过通路单独电气连接第二图案的不同的部分、斑点或线。优选地，导电的第二图案由在皮肤接触表面上的间隔开的导电斑点形成，而多个所述斑点形成单独的有效电极。优选地，导电的第二图案由在皮肤接触表面上的导电材料的基本上连续的区域形成，而所述材料的一部分形成单独的有效电极。因此，尽管第二图案覆盖皮肤接触表面的全部或大部分，只有在所述第二图案上的某些区域形式单独的有效电极。原因是，通过将第一图案的不同的第一区域接触阵列的接触元件，只有在第二图案上的对应的第二区域(即电气连接所述第一区域的第二图案的区域)形成单独的有效电极。可选择地，导电的第一图案与第二图案通过从界面层的阵列接触表面至皮肤接触表面基本上正交延伸的导电通路电气连接。因此导电通路穿透基本上电绝缘的或导电不良的材料的界面层。因此，第一和第二图案和通路一起形成三维图案(即体积图案)。优选地，导电的第一和第二图案和导电通路一起形成从皮肤接触面到阵列接触表面延伸的体积图案(即三维图案)。优选地，阵列接触表面的导电的第一图案与皮肤接触表面的第二图案通过围绕基本上电绝缘或导电不良的材料的横向边缘以及围绕可选的非导电的芯材延伸的导电通路电气连接。以此方式，优选地基本上电绝缘或导电不良的材料的界面层沿横向边缘折叠。由于折叠，形成横向弯曲。因此，第一图案和第二图案位于朝向相反方向的两个外表面上。两个图案通过沿弯曲周围的表面导向的电线电气连接。优选地，导电的第一图案、导电的第二图案和导电通路由相同的材料形成。优选地，导电的第一图案、导电的第二图案和导电通路与界面层是一体的。第一图案、第二图案、通路和界面层形成界面结构。此界面结构可以设计为一次性的，并且制造相对便宜。有利地，电气通路是彼此间隔开的，即相互电气隔离的。因此，例如当位于界面层的表面上时通路可以间隔开，和/或当穿透大部分界面层时它们可以用非导电材料分开。
有利地，与第一和第二图案的不同的部分形成接触的多组电气通路是彼此间隔开的，即相互电气隔离。例如多组电气通路比形成所述组的单个通路彼此隔开更远。优选地，支撑结构形成柔软带状结构。柔软结构适应其所固定到的身体部分，并且对于穿戴者是舒适的。更优选地，支撑结构是柔软的和弹性的。以此方式，运动和呼吸不受阻碍，特别是当固定在生物体的胸部周围时。优选地，界面层和因此界面结构用泡沫、机织、针织或非机织织物制造。这些材料允许蒸腾，因此，穿着舒适。优选地，第一图案，第二图案和通路包括导电涂料或颗粒材料，其优选通过溅射或印刷特别是缩微印刷涂布。可选择地，第一图案、第二图案和通路包括导电纱、电线或纤维，其例如机织、针织或缝补进界面结构。优选地，界面结构用包含具有第一电导率的多个非压缩区域和具有第二电导率的压缩区域的泡沫材料制造，第二电导率高于第一电导率。电极传感器可以以成套工具的形式提供。有利地，这样的成套工具包括可以由用户组装的多个部件。例如，一套有用的和合适的成套工具可以包括以下两个部件(a)和(b)(a)间隔开的单独的接触元件的阵列，和(b)用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的界面结构，所述界面结构包括-在界面层的一侧限定皮肤接触表面并在界面层的另一侧限定阵列接触表面的基本上电绝缘或导电不良的材料的界面层，-在阵列接触表面上的导电材料的第一图案，-在皮肤接触表面上的导电材料的第二图案，和-连接第一图案与第二图案的电气通路；因此，有利地，成套工具其特征在于或这样设计以便-第一图案包括图案元件(和可选地，第二图案也包括图案元件)，-每个单独的接触元件包括接触表面区域，适于当接触界面结构的阵列接触表面时覆盖所述第一图案的几个图案元件，和-通过将第一图案的不同的部分接触所述的单独的接触元件，多组电气通路进一步与第二图案的不同的部分形成接触，从而单独的接触元件可以在皮肤接触表面上限定单独的有效电极。在组装成套工具的至少两个部件后，电极传感器可以使用用于进行电气测量。电极传感器的各自的优选的、有利的和/或可选择的功能也可以应用于电极传感器成套工具。
上述目的采用根据权利要求23所述的制造电极传感器的方法得到解决。发明的制造电极传感器的方法，包括间隔开的接触元件的阵列和用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的界面结构，包括以下步骤以在界面层的一侧限定皮肤接触表面并在界面层的另一侧限定阵列接触表面的基本上电绝缘或导电不良的材料层的形式提供界面结构，在阵列接触表面上形成导电材料的第一图案，在皮肤接触表面上形成导电材料的第二图案，和形成连接第一图案与第二图案的导电通路，将导电的第一图案的多个部分接触间隔开的接触元件的阵列。该制造方法是特别有利的，因为阵列和界面结构可以分开并根据它们的具体用途进行制造。例如用于在重症监护地点或运动员检查地点的测量的界面结构的设计要求不同。特别适合的界面结构可以结合相同的阵列，取决于患者或测试者的情况。此外，为测量的目的，各种阵列设计可以结合各种界面结构。优选地，第一和第二图案和通路通过在界面结构中提供或插入从皮肤接触表面至阵列接触表面穿透界面层的导电材料的斑点和/或线进行制造。优选地，接触元件安装或固定在支撑结构上。优选地，支撑结构与阵列中的接触元件对齐，并确定相互之间的距离和位置。支撑结构给予机械稳定性和确保阵列的接触元件和界面结构之间的电气相互连接。优选地，支撑结构存在，其中界面结构和接触元件的阵列设计为两个可拆卸的部件。为使用电极传感器，界面结构和包括接触元件的所述支撑结构彼此连接。在传感器的使用过程中，界面结构和电极元件彼此物理和电气接触。一次性的电极传感器用于使用是有利的。优选地，具有界面层、导电的第一图案、导电的第二图案和导电通路的界面结构设计为一次性的。在这里描述的电极传感器可以使用用于医疗监控和可以辅助诊断。电极传感器用于在生物体上施加和测量电场是非常有用的。特别地，它使用用于进行电阻抗成像(EIT)测量。此外，它是一种用于分析生物体的非侵入性的方法。发明方案在以下的具体实施例和例子中更详细地进行描述。具体实施例和例子的描述上述界面结构的功能可以通过各种具体实施例实现。这里描述了几个示例性的具体实施例。它们的组合可以针对特定需求进一步优化。本发明的一个优选的具体实施例中使用生物相容性波纹分段压缩的导电泡沫条。泡沫条的分段结构可以永久压缩，例如在泡沫条的制造过程中导致。可选择地，可以使用全部压缩即在所有位置同样强度压缩的泡沫条。为了避免串扰，非压缩的泡沫的电阻应该相似于人体皮肤的电阻(优选在50至1000欧姆的范围内)，或更优选在其之上，诸如例如在1000欧姆以上或甚至10000欧姆以上的范围内，但肯定不会低于人体皮肤的电阻。而所述结构的压缩密度和因而较高的导电薄部，在它们的前侧与皮肤接触和在它们的背侧与电子器件物理和电气接触，作为实际的低阻抗的电极，通过其注入电流和测量电压，与皮肤接触但是不与所述电子器件直接接触的非压缩的低导电的泡沫部分作为相邻的导体或电极之间的绝对的或相对的电气绝缘体或电阻。虽然非压缩段不很好地传导电流，它们对机械稳定性、拉伸性和缓冲做出显著贡献。导电的泡沫材料不仅因电气原因在选定的位置压缩，而且也可以变形以适应特定解剖区域如女性乳房的具体需要。如果使用一点也不压缩或沿其整个长度压缩至相同程度的泡沫条材料，为了避免串扰，泡沫材料的电导率优选地是在皮肤的电导率附近，最优选地，电导率等于或低于皮肤的电导率。此外，本发明也可以在主要的非导电泡沫(例如PE或PU)的基础上实现，它通过涂布或浸溃导电物质例如比如碳制造成导电的。在此实例中，只在将作为导体的那些段中赋予泡沫材料导电性，可能是有利的。通常，有利地使用网状泡沫。可透气和液的网状泡沫确保材料的一定透气性，因此，允许皮肤的正常蒸腾，即使在电气接触的区域内。本发明的另一个具体实施例由机织或针织纺织品制成，从而以通常在内衣中找打的经典的“双裂口状”方式形成分开的导电通路。选择的段由导电纱制成，抬高部分接触皮肤而相邻的低谷与纺织品的另一侧上的电子器件形成接触，从而包括通过纺织品的导电通路。这些导电部分通过相似或不同的纺织品结构的非导电的间隔段系统性地分开，从而将·相邻的导电部分相互电气隔离。当与电子器件结合使用时，每个电极的电气功能区域的大小以及因此每个患者界面的实际区域由与一侧上的皮肤和另一侧上的电子器件的连接部分直接接触的导电元件的数量和长度限定。本发明的另一个具体实施例由可透气的三维针织间隔织物制成，其包括通过从织物的一个表面侧到另一个表面侧的厚度的导电通路。间隔织物的基本原理是它的外纺织表面和通过所谓的连接两层外层同时形成一定距离的内部结构的组合。通路可以由电气连接两个表面侧优选连接每个表面侧上的单独的电气接触区域或接触斑点与另外的表面侧的另外的导电纱制成。例如每个表面侧上的单独的电气接触区域或接触斑点可以用形成通路的相同的纱或印迹导电图案形成。本发明的另一个具体实施例可以通过将导电油墨或聚合物制成的不同的导电通路或圆点印刷、缩微印刷或溅射到作为机械载体材料的机织或非机织织物上来实现，这些油墨或聚合物以导电斑点穿透其背侧这样的方式局部泄漏并通过织物。通过这种方式，形成从织物的正面侧到背面侧分布的非连接的分开的导电通路。这样的印刷、缩微印刷或溅射的方法的特别的优点是以下事实，即大区域或者甚至整批纺织物可以配备导致非常低的生产成本的这种方式。如果使用缩微印刷，空间分辨率以及导电通路的数量可以最大化，并且，还可以保持纺织品或织物的所期望的和已知的优点-尤其是它们的透气性。这样的印刷的导电通路可以使用用于生产在特别感兴趣的区域如心脏和肺区域具有上述类型的印刷区的T恤衫。本发明的另一个具体实施例通过绣制、缝补或缝制通过任何种类的载体材料彼此电气隔离的空间上分开的单独的导电通路实现。然而，上述发明的另一个具体实施例由非机织或机织的弹性的或非弹性的织物，采用导电电线以平行方式以预定的距离但垂直于拉伸的主方向连接至其一侧制成。以此方式，拉伸方向对应要分析的身体部分的圆周方向。这些电气非绝缘导线形成相互不直接接触的电气通路。这些单独的导电通路以足够的距离系统性地分开，以便在它们之间不形成串扰。一组电线的一端连接到每个电极的电子器件，从而在这样的连接中使用的电线数量确定每个电极的电气功能宽度，以及因此每个患者界面的实际的段。而与一侧上的皮肤和另一侧上的电子器件的连接部分直接接触的电线的量确定宽度，与皮肤直接接触的电线的长度乘以各自的宽度最终确定作为电极的有效区域。优先地，这样一种电极设计可以通过在非导电织物或填充材料例如泡沫的核芯周围以电气接触正好相对与皮肤接触的区域这样的方式折叠或包裹上述材料而获得。进一步的具体实施例来自上面给出的具体实施例的组合。为了这个目的，两种不同织物的电气通路可以通过形成层状复合材料而电气接触，从而形成双层界面结构，其中，一种类型的织物使用作为皮肤接触侧，另一种类型的织物使用用作电极阵列接触侧。例如，通过形成结合导电泡沫条(作为皮肤接触侧)和针织间隔织物(作为电极接触侧)的两层的界面结构，可以分别实现最优的电极接触性能和给予穿戴者的舒适性。用途描述
本发明使用用于在一个或几个电极，通常是电极阵列和生物体，特别是人的皮肤之间形成接触。本发明的优点是，电极不直接接触皮肤，而是通过防止或消除在皮肤上和皮肤内的摩擦、压力和剪切力的织物、泡沫或组织层。当使用织物、泡沫或组织时，一个优点是基于材料的非闭塞性质。由于材料对气体和液体的可渗透性，在EIT检查期间在很大程度上确保蒸腾。进一步的优点是，总是有限定的通路至皮肤，即使电极在织物、泡沫或组织层上移动，或电极由身体移动带动。进一步的优点是，电极之间没有或最小的电气接触，即串扰是最小的。然而，进一步的优点是，这样的织物、泡沫、或组织可以以非常低的成本生产。


图I是包括导电的泡沫材料的电极传感器的示意性的纵向剖视图。图2是包括具有多个第二材料的导电通路的织物的电极传感器的示意性的剖视图，Ca)接触元件的阵列和总线系统处于间隔开的关系，(b)处于测量位置。图3是未折叠的包括带有多个第二材料的导电通路的织物的电极传感器的示意图。图4是相对电气接触元件和皮肤设置的根据图3的折叠的电极传感器的示意性的首1J视图。图5是相对电气接触元件和皮肤设置的包括通路的电极传感器的示意性的剖视图。图6是相对电气接触元件和皮肤设置的具有波纹界面结构的电极传感器的示意性的纵向剖视图。图标符号I带状结构，条状结构，条带2泡沫材料3电极接触元件，例如EIT芯片4压缩区域5非压缩区域6条带的第一侧
7条带的第二或相对侧8电子器件和皮肤界面结构之间最优的电气接触的区域9界面结构10基材，例如织物11导电材料12第一表面13相对或第二表面
14通道或通路15接触元件，即电极，例如EIT芯片16接触元件的位置17总线系统18 皮肤19，19’图案化的载体材料20，20’载体材料21，21，导电23确定用于与阵列物理接触的第一区域24确定用于与皮肤物理接触的第二区域25电气接触皮肤的区域27，27’接触元件的阵列的接触元件，例如EIT芯片28总线系统29非导电芯材30界面结构31 皮肤33接触增强材料35界面结构37载体材料，例如泡沫材料39导电通路41接触元件的阵列的接触元件，例如EIT芯片43具有波纹载体材料结构的带状结构
具体实施例方式而本发明容许许多不同形式的具体实施例，本发明的优选的具体实施例在附图中示出，并且将在本文中详细描述，理解到本说明书视为本发明的原理的范例而并不旨在限制本发明的广泛方面至所示的具体实施例。在图I的纵向剖视图中呈现包括导电的泡沫材料2和接触元件3的带状或条状结构I。泡沫材料2由例如导电聚合物或具有导电夹杂物的聚合材料构成。泡沫材料形成压缩区域4和非压缩区域5。相对于非压缩区域5，压缩区域4表现出增加的密度。压缩区域4通过非压缩区域5彼此分开。接触元件3位于压缩区域4上。优选地，一条泡沫2以这样的方式压缩以便压缩区域4在条带I的第一侧6上形成缩进。优选地，该条泡沫2永久压缩。接触元件3可以位于缩进位置。接触元件3连接致密的压缩泡沫表面和医疗器械的电子器件，特别是和电流源和/或电压源和/或分析电子单元。优选地，条带的第二或相对侧7基本上形成平坦的表面。预计条带2的该第二侧7接触测试者或患者的皮肤。可选择地，相对侧7可以呈现压缩泡沫材料的隆起(此处未示出)，用于条带I更好地接触皮肤。压缩泡沫4的电导率明显高于非压缩泡沫5的电导率。不绑定到任何理论，假设由于压缩，更少的泡沫气泡阻碍电子通过和/或更多和/或更宽的通路是可获得的用于电子传输。有利地，压缩泡沫4的电导率至少2倍，优选至少10倍，更优选至少100倍，甚至更优选至少1000倍高于非压缩泡沫5的电导率。同时压缩泡沫4的电导率相似或高于测试者或患者的皮肤的电导率。因此，压缩泡沫区域4的电阻优选在I至1000欧姆，优选10至100欧姆的范围内。有利地，非压缩泡沫的电导率低于皮肤的电导率。非压缩泡沫的电导率优选至少5倍低于皮肤的电导率。电子器件和皮肤之间的最佳电气接触的区域8形成在带状结构中与表面侧相对，其中电气接触3和压缩泡沫区域4接触。每个最佳电气接触的区域8可以形成单独的电极。可选择地，多个相邻的最佳电气接触的区域8可以形成复合电极。带状结构保持多个这样 的单独的电极或复合电极。优选地，单独的电极或复合电极一字排开，或纵向沿条带2的长度设置成阵列类型结构，该带状结构可以用于电阻抗成像(EIT)分析测量。在图2 (a)和图2 (b)中呈现包括非导电基材10和导电材料11的图案的织物9。在图2 (a)中，织物9示意性地呈现与接触元件15的阵列处于间隔开的关系。在图2 (b)中，织物9和接触元件15的阵列呈现处于工作位置，如进行测量位置。非导电基材10由例如棉、毡、碳纤维或任何其它天然或合成的衣服材料或其混合物构成。基材10可以是机织或非机织织物。导电材料11可以由纱、线或纤维构成，其包括金属材料或导电聚合物，或由电线构成。可选择地，导电材料11可以由通过缝制、缝补或胶合(此处未示出)集成进第一材料的第二材料的贴片构成。导电材料11通过缝补、缝制、溅射、印刷例如缩微印刷集成进基材10，或在所述基材的制造过程中集成进基材10，例如在机织或针织期间，从而例如所使用的一根纱包括导电材料或者是电线或者与电线形成复合材料。无论使用什么制造方法，重要的是，导电材料11在织物的第一表面12上形成许多隔离的-间隔开的含义-斑点、贴片或线，所述斑点、贴片或线通过材料的厚度从而到达和接触织物的相对的第二表面13，参见图2 (a)。第一表面12上的每个斑点、贴片或线因此形成单独的因此电气隔离的连接或通路14至相对的第二衣服表面13。在第一表面12上，设置有电极接触元件15，每个与通往相对的第二表面13的多个电气通路14形成物理和电气接触，其反过来与测试者或患者的皮肤18形成电气接触，参见图2 (b)。因此，每个电极接触元件15通过许多隔离的斑点、贴片或线与皮肤电气接触。多组这些隔离的斑点、贴片或线通过它们的在织物9的相对侧的共同的电极接触元件15相互接触。取决于电极接触位置16之间的选择的距离，或取决于电气斑点、贴片或线的选择的分布或图案，插入的电气通路14或多或少没有被任何电极接触元件15所接触。在织物的使用期间，例如用于EIT测量，不具有与任何的电极接触元件15接触的通路14将不会起任何功能。每个电极接触元件15可以包括具有各种功能的精密的电极芯片，如描述在2010年3月16日提交的未公布的瑞士专利申请Nr. 00364/10中。优选地，电极接触元件15通过总线系统17彼此连接并连接中央控制系统。该总线系统17与部分导电织物9绝缘。
在图3中，呈现包括设置有导电21的非导电基材或载体材料20的图案化的载体材料19。载体材料19优选由非机织织物例如毛毡材料构成。可选择地，它也可由机织材料例如如包括任何天然的或合成的材料或它们的混合物的机织纱构成。导电材料的图案设置在载体材料20的表面上。所述图案由相互物理间隔开且非绝缘的导电21 (在图3中示例性地指出三条线)构成。导电材料21可以由包括金属材料或导电聚合物的纱或由金属材料或导电聚合物制成的纱构成，或者它可以由电线构成。这些线21通过缝制、缝补、印刷、溅射或胶合可以集成进载体材料20的表面中。有利地，导电材料21可以由导电涂料构成，其例如通过缩微印刷从而印刷在非机织或机织织物的表面上。导电材料在织物的至少一个表面上形成许多单独的线21或单独的线组，从而每条线或每个线组分别连接基材20上两个远离的点或区域。单独的贴片或线是彼此电气隔离的，以这样的方式，通过一根线或贴片的电流不会干扰通过另一根相邻的线或贴片的电流。许多隔离的线或线组的优选的设置是平行设置，如显示在图3中。在图3中，导电21设置在包括所述载体材料20的细长条带上。线横跨条带的宽度以连接条带左侧的区域和条带右侧的区域。线21从确定与接触元件27的阵列形成使用物理接触的第一(图案化的)区域23通往确定与皮肤建立使用物理接触的第二(图案化的)区域24。电极阵列元件27将能够通过接触元件27的这些电线21与皮肤形成电气接触。因此与皮肤电气接触将形成在不同的电气接触区域25。大概地，这些电气 接触区域25显示在图3中。在使用作为例如EIT电极中，图案化的载体材料19可以折叠，折叠后其图案化的侧面形成外侧。在图4中折叠的图案化的载体材料19'的横截面示意性地示出。包括载体材料20'和电线21'的图案化的载体材料19'折叠在用于支撑的芯材29周围。在第一区域23内，电极接触元件27 (例如EIT芯片电极)放置在图案化的载体材料19、19'上，见图3和图4。接触电极接触元件27和27'的导线21和21'因此与皮肤31在电气接触区域25形成电气接触。支撑材料29，如图4中所示，可以由非导电泡沫或其它非导电材料构成。泡沫芯29和图案化的载体材料19'形成细长的带状界面结构30，其用于使用时置于测试者或患者的身体部位周围。此外，带有连接阵列的许多电极27、27'的总线系统的电极阵列以接触设置方式固定在带状界面结构30的电极接触侧。，带有总线系统的电极阵列可以固定设置或集成在图案化的载体材料19、19'上，或者可以只是使用时间可拆卸连接。在带状界面结构30和测试者或患者的皮肤31之间可以插入优选薄的连续的接触增强材料33，例如亲水性的吸湿材料，例如非机织材料或泡沫。层33用于增强皮肤31和带状界面结构30之间的物理和电气接触性能。在图5中示意性地示出另一带状界面结构35的横截面。带状界面结构35显示携带用于与测试者(显示在操作位置)形成电气接触的接触元件的阵列的一个接触元件41。这里，带状结构由包括导电通路39的载体材料37构成。这些通路39到达材料37的表面，在那里形成导电材料的图案(例如圆点图案，即点的电不连贯图案)，并允许不同的电极41和不同的皮肤表面区域之间的电气接触。为了更好的接触性能，横跨通路39的条带可以末端为从载体材料37的表面突出的小的导电凸起(此处未示出)。另外地或可选择地，接触增强材料可以特别插入皮肤31和带状界面结构35之间(类似于图4中所示)。包括导电通路39的所述载体材料37例如可以由包括例如导电纱(类似于图2中所示)的织物、压缩后在施加压力的方向(类似于图I中所示)形成导电通路的泡沫材料，或由另一个有效地具有允许不同的皮肤区域和不同的接触元件接触的不同的导电通路的结构构成。在图6中示意性地示出支撑用于与测试者(显示在操作位置)的皮肤形成电气接触的接触元件的阵列的接触元件41的另一带状结构43的纵向剖视图。这里，带状结构43由在图5的帮助下如上描述的包括导电通路的相似的载体材料构成。与如图5所示的简单的带状结构不同，在这里显示的带状结构43具有波纹形状。因此更大厚度的区域即波纹与较低厚度的区域即桥梁交替。波纹与条带的纵向延伸正交定向。波纹之间的桥梁结构可以或可以不包括导电通路。每个阵列电极接触元件41可以设置在单独的波纹的顶部上，或可选择地每个和/或一些电极接触元件可以接触几个波纹。接触元件41的位置并不必须是精确的，如在图中所示，以形成足够的接触。波纹结构协助增加在皮肤表面上的接触压力，而同时患者得到良好的缓冲，热和湿气可以沿着在桥梁区域所位于的地点形成在皮肤和带状结构之间的隧道消散。此外，窄桥形区域工作作为电气绝缘体，因为皮肤和桥梁隔开。可选地，桥梁区域不包含任何导电通路。波纹结构的另一个效果是带状结构的更好的拉伸性，因此更好地适应身体的形状。在皮肤表面上的有效电极区域的位置优选大约位于接触元件(3，15，27，27' ,41)的下面和附近，见图I 6中给出的实施例中的任何接触元件。这样的设置可以是有利的·和用户友好的，因为比如用户视觉上可以看到和检查，身体上哪里，皮肤电气接触(假定接触元件实际上是可见的，或它们的位置进行了标记)。此外，这样的设置可以是有利的，因为接触元件和皮肤之间的距离是短的，改善例如测量的准确性和可靠性。
权利要求
1.一种电极传感器,包括 Ca)间隔开的单独的接触元件(3、15、27、27’、41)的阵列，和 (b )用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的界面结构(I、9、19、30、35、43 ); 所述界面结构(1、9、19、30、35、43)包括 _基本上电气绝缘的或导电不良的材料(2、10、20、20’、29、37)的界面层，在界面层的一侧上限定皮肤接触表面(7、13、24)，在界面层的另一侧上限定阵列接触表面(6、12、23)， -在阵列接触表面(6、12、23)上的导电材料的第一图案， -在皮肤接触表面(7、13、24 )上的导电材料的第二图案，和 -连接第一图案与第二图案的电气通路(4、14、21、21’、39)； 其特征在于， -第一图案包括图案元件， -每个单独的接触元件(3、15、27、27’、41)包括接触表面区域，足够大以便当接触界面结构的阵列接触表面时覆盖所述第一图案的几个图案元件，和 -通过将第一图案的不同部分接触所述的单独的接触元件(3、15、27、27’、41)，多组电气通路(4、14、21、21’、39)还和第二图案的不同部分形成接触，以便单独的接触元件(3、15、27、27’、41)在皮肤接触表面(7、13、24)上限定单独的有效电极(25)。
2.根据权利要求I所述的电极传感器，其特征在于，图案(6、7、12、13、23、24)包括图案元件，如圆点、线、斑点和/或贴片，从而图案的所述图案元件相互电气隔离。
3.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，图案的一部分限定图案的图案元件的子集，例如斑点、圆点、线和/或贴片的子集。
4.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，连接第一图案和第二图案的电气通路(4、14、21、21’、39)连接第一图案的单独的图案元件和第二图案的单独的图案元件。
5.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，间隔开的单独的接触元件的阵列可拆卸地可固定至阵列接触表面。
6.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，第一和第二图案是随机或规则分布的图案元件的设置。
7.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，通路连接基本上面对面位于界面层的相对侧上的图案元件。
8.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，单独的接触元件限定单独的有效电极的至少一个维度，即，单独的有效电极(25 )的宽度或长度。
9.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，单独的接触元件限定单独的有效电极(25)的两个维度，即，单独的有效电极(25)的区域。
10.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，为了形成单独的有效电极(25)，接触元件(3、15、27、27’、41)连接多个电气通路(4、14、21、21’、39)。
11.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，界面结构(1、9、19、30、·35,43)的导电的第一图案、导电的第二图案和电气通路(4、14、21、21’、39)这样设计以便，通过将界面结构与接触元件(3、15、27、27’、41)接触，在阵列接触表面上的接触的实际区域基本上限定在皮肤接触表面(7、13、24)上的单独的有效电极(25 )的区域。
12.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，接触元件安装到支撑结构上，优选地所述支撑结构和所述界面结构是可移除地彼此固定。
13.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第一图案通过在阵列接触表面上的间隔开的导线形成，导线通过通路单独电气连接第二图案的不同的部分、斑点或线。
14.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第二图案由在皮肤接触表面上的间隔开的导线形成，而多根所述线形成单独的有效电极。
15.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第一图案由在阵列接触表面上的间隔开的导电斑点形成，斑点通过通路单独电气连接第二图案的不同的部分、斑点或线。
16.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第二图案由在皮肤 接触表面上的间隔开的导电斑点形成，而多个所述斑点形成单独的有效电极。
17.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第二图案由在皮肤接触表面上的导电材料的基本上连续的区域形成，而所述材料的一部分形成单独的有效电极。
18.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第一图案与第二图案通过从界面层(9、35)的阵列接触表面(12)至皮肤接触表面(13、18、31)基本上正交延伸的导电通路(14、39)电气连接。
19.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第一和第二图案和导电通路一起形成从皮肤接触面到阵列接触表面延伸的体积图案。
20.根据前述权利要求I 11中任一所述的电极传感器，其特征在于，阵列接触表面的导电的第一图案与皮肤接触表面的第二图案通过围绕基本上电绝缘或导电不良的材料(20’)的横向边缘以及围绕可选的非导电的芯材(29)延伸的导电通路(21’)电气连接。
21.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第一图案、导电的第二图案和导电通路由相同的材料形成。
22.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，导电的第一图案、导电的第二图案和导电通路与界面层是一体的。
23.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，电气通路是彼此间隔开的。
24.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，与第一和第二图案的不同的部分形成接触的多组电气通路是彼此间隔开的。
25.根据前述权利要求6 18中任一所述的电极传感器，其特征在于，支撑结构形成柔软带状结构。
26.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，界面结构用泡沫、机织、针织或非机织织物制造。
27.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，第一图案，第二图案和通路包括导电涂料或颗粒材料，其优选通过溅射或印刷特别是缩微印刷涂布；或导电纱、电线或纤维，其例如机织、针织或缝补进界面结构。
28.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，界面结构用包含具有第一电导率的多个非压缩区域和具有第二电导率的压缩区域的泡沫材料制造，第二电导率高于第一电导率。
29.根据前述任一权利要求所述的电极传感器，其特征在于，它以包括用于组装的部件的成套工具的形式提供。
30.一种制造电极传感器的方法，包括间隔开的接触元件的阵列和用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的界面结构，包括以下步骤 以在界面层的一侧限定皮肤接触表面并在界面层的另一侧限定阵列接触表面的基本上电绝缘或导电不良的材料的界面层的形式提供界面结构， 在阵列接触表面上形成导电材料的第一图案， 在皮肤接触表面上形成导电材料的第二图案，和 形成连接第一图案与第二图案的导电通路， 将导电的第一图案的多个部分接触间隔开的接触元件的阵列。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，第一和第二图案和通路通过在界面结构中提供或插入从皮肤接触表面至阵列接触表面穿透界面层的导电材料的斑点和/或线进行制造。
32.根据前述权利要求30 31中任一所述的方法，其特征在于，接触元件安装至支撑结构，至少用于使用电极传感器，所述界面结构和所述电极元件彼此物理和电气接触。
33.根据权利要求I 29中任一所述的电极传感器的用途，其中具有界面层、导电的第一图案、导电的第二图案和导电通路的界面结构设计为一次性的。
34.根据权利要求I 29中任一所述的电极传感器用于医疗监控的用途。
35.根据权利要求I 29中任一所述的电极传感器用于在生物体上施加和测量电场的用途。
36.根据权利要求I 29中任一所述的电极传感器用于电阻抗成像(EIT)测量的用途。
全文摘要
电极传感器，包括间隔开的单独的接触元件(27’、41)的阵列，和用于在所述接触元件和皮肤之间形成接触的界面结构(30、35)，所述界面结构包括基本上电气绝缘的或导电不良的材料(20’、29、37)的界面层，在界面层的一侧上限定皮肤(31)接触表面，在界面层的另一侧上限定阵列接触表面；在阵列接触表面上的导电材料的第一图案，在皮肤接触表面上的导电材料的第二图案，和连接第一图案与第二图案的电气通路(21’、39)；而第一图案包括图案元件，每个单独的接触元件(27’、41)包括接触表面区域，足够大以便当接触界面结构的阵列接触表面时覆盖所述第一图案的几个图案元件，和通过将第一图案的不同部分接触所述的单独的接触元件，多组电气通路还和第二图案的不同部分形成接触，以便单独的接触元件(27’、41)在皮肤接触表面上限定单独的有效电极。制造所述电极传感器的方法包括以下步骤提供界面结构，在阵列接触表面上形成导电材料的第一图案，在皮肤接触表面上形成导电材料的第二图案，和形成连接第一图案与第二图案的导电通路，将导电的第一图案的多个部分接触间隔开的接触元件的阵列。
文档编号A61B5/053GK102970925SQ201180033166
公开日2013年3月13日 申请日期2011年7月14日 优先权日2010年7月16日
发明者约瑟夫克斯·布伦纳, 帕斯卡尔·加格罗 申请人:斯威斯托姆公开股份有限公司