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用于检测生物电信号的耳道塞制造技术

技术编号:17999324 阅读:148 留言:0更新日期:2018-05-19 17:01
布置在耳道中的耳塞(1)包括用于当耳塞布置在耳道中时检测来自皮肤表面的EEG信号的至少两个电极(3)。耳塞进一步包括壳体和信号采集电路(23),该壳体具有由弹力材料制成的外壁(2)。电极(3)配备有布置在壳体外表面上并且通过壳体的外壁(2)连接到壳体的内部上的支撑构件(5)的皮肤接触部件(4)。皮肤接触部件(4)和支撑构件(5)被布置成夹紧外壁(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测生物电信号的耳道塞
本专利技术涉及用于检测生物电信号的耳塞。本专利技术更具体地涉及用于布置在耳道中的耳塞,其中该耳塞包括准备用于当耳塞布置在耳道中时检测来自皮肤表面的EEG信号的至少两个电极。该耳塞还包括具有由弹力(resilient)材料制成的外壁的壳体,并且还包括信号采集电路。本专利技术还涉及用于制造耳塞的方法。
技术介绍
生物电信号在本文被理解为跨组织、器官或细胞系统或源自人体的电位差。最著名的示例是心电图(ECG)信号和脑电图(EEG)信号。用于检测耳道中的生物电信号的耳塞被制成完全或部分地布置在人的耳道中。耳塞主要设计成用于EEG信号的检测。EEG信号是由人的大脑活动产生的电信号。近年来,已经设计出可以由被监视的人持续携带或穿戴的EEG监视系统。目标是具有个人可穿戴EEG监视器,该监视器可以被携带而不会引起比眼镜或现代小型助听器更多的不便,即使当在延长的时间间隔(例如几个月或几年)内携带时。这种EEG监视器可以用于监测人的状况的目的以及用于在满足预定条件的情况下提供某种警报或信息。该监视器也可以用于收集数据以供进一步分析,例如用于诊断意图或研究用途。应用的一个示例是用于监测患有糖尿病的人。从WO2011/000383A1中了解到测量耳道中的EEG信号,WO2011/000383A1公开了具有EEG电极的耳塞,其中耳塞形状个别地(individually)匹配于用户耳道。在WO2013/026481A1中描述了电极可以是电容性的,即在表面上配备有旨在接触皮肤表面的电介质材料。WO2007/047667A2公开了一种由可压缩材料制成并配备有EEG电极的耳塞。已知解决方案的一个问题是难以获得这样一种具有EEG电极的耳塞,其在延长的时间段内穿戴令人愉快且不会令人讨厌并且同时可以获得稳定且可靠的EEG信号。
技术实现思路
针对该问题的解决方案已经通过这样一种耳塞而获得,该耳塞进一步具有配备有皮肤接触部件的电极,该皮肤接触部件布置在耳塞壳体的外表面上并且通过该壳体的外壁连接到该壳体内部的支撑构件。皮肤接触部件和支撑构件布置成用于夹紧外壁。该解决方案的一个优点是实现了将适于耳道形状的柔性耳塞。当耳塞壳体的外壁据称是由弹力材料制成时,这被理解为其包括弹性材料以及粘弹性材料。在耳塞的一个实施例中,壳体是可压缩的,并且电极布置成跟随由外壁的压缩引起的移动。这具有这样的优点,即整个耳塞可压缩,而不仅仅是弹力外壁。因此,耳塞在延长的时间(例如几个月或几年)内穿戴变得刺激或令人讨厌的风险显著降低。在耳塞的另一个实施例中,壳体的外壁配备有为预期使用者的耳道定制的形状。这也将使得耳塞穿戴更舒适,并减少烦人或刺激的风险。在耳塞的另一个实施例中,电极的皮肤接触部件至少在意图触摸耳内(例如耳朵的耳道或外耳部分)皮肤表面的表面上提供有氧化铱层。这具有可以实现皮肤和电极之间的低阻抗并且降低皮肤刺激的风险的优点。氧化铱的一个优点是可以施加电极的相对小的几何面积,并且仍然实现大的电化学有效面积。当氧化铱层还包含钽时,这些优点更加深刻。关于低阻抗,当氧化铱层是多孔时也是如此。在耳塞的另一个实施例中,至少两个电极中的每一个都配备有放大电路,该放大电路被屏蔽以防电磁噪声。因此电极被制作成所谓的有源电极,其中从电极传递的信号较强大并且因此对噪声较不敏感。该放大电路也可以具有模数(A/D)转换器,使来自电极的信号对噪声更不敏感。在耳塞的另一个实施例中,电极的放大电路连接到将来自至少两个电极的信号组合的柔性印刷电路。这提供了机械柔性电子平台,其可以跟随包括电极的耳塞的压缩。这个柔性电子平台也可以应用于在个别安装的耳塞中进行安装。电子平台的柔性也可以通过使用导线来实现,但这在生产过程中会更费时间。在耳塞的另一个实施例中,电极的皮肤接触部件通过连接部件可拆卸地连接到电极的支撑构件。这允许通过耳塞壳体的外壁中的孔来组装电极。在耳塞的另一个实施例中,外壁适用于在插入时对耳道壁施加压力,以促进电极的皮肤接触部件与耳道壁之间的良好电接触。通常可以应用导电凝胶的使用以便改善EEG电极和耳道的皮肤之间的电连接。在一个实施例中,上述耳塞被应用于EEG监视器。该耳塞可以包括整个EEG监视器,或者该耳塞可以包括一些电极,而信号处理装置、电源、用于通知的扬声器等可以被布置在单独的壳体中(例如布置在耳后)。在另一个实施例中,上述耳塞被应用于助听器,其中由助听器检测和利用EEG信号。该利用可能是为了更好地调整助听器或用于自动程序选择。这可以是耳内助听器或包括耳塞部件的另一种助听器。在第二方面,本专利技术针对一种用于制造耳塞的方法。该方法包括以下步骤:1)提供具有弹力外壁的耳塞壳体;2)提供EEG电极,其中每个电极分成皮肤接触部件和支撑构件;3)将支撑构件连接到电子电路;4)将支撑构件与电子电路布置在耳塞壳体内;5)通过外壁中的预先布置的孔(例如预冲孔)将皮肤接触部分从耳塞壳体外部连接到支撑构件,使得皮肤接触部件和支撑构件布置成用于夹紧外壁。已经发现这种制造方法是可靠和快速的,尤其是在提供具有分别定位的电极的耳塞方面。附图说明现在将参考附图更详细地解释本专利技术的实施例。图1示出了具有布置在由弹力材料制成的壳体中的EEG电极的耳塞。图2示出了具有用于保持电极的垫圈的EEG电极。图3示出了用于耳塞的内壳体,其中该内壳体具有两个延伸的EEG电极。图4示出了没有隔离垫圈的EEG电极的示例。图5示出了具有用于保持电极的垫圈的EEG电极的进一步示例。图6示出了包括具有电子电路并与信号电缆连接的模块的EEG电极的示例。图7从不同视角示出了图6的EEG电极。图8示出了连接到三个不同EEG电极的柔性印刷板。图9示出了EEG电极的分解图。图10示出了来自图9的电极的分解图,但是从不同的角度看。图11示出了基于具有布置在弹力壁中的EEG电极的耳塞的EEG监视器。图12示出了包括具有EEG电极的耳塞的助听器。具体实施方式图1示出了耳塞1,其应该被个别地安装到人的耳道。耳塞1的第一部分20将布置在耳道中,并且图1中所示的耳塞的第二部分21将布置在外耳区域中或耳道外部。在其他实施例中,整个耳塞可以安装到耳道中。耳塞1由壁2成形,壁2由弹力材料(例如硅树脂)制成。耳塞中示出了两个EEG电极3,但可以有三个或四个。每个EEG电极包括皮肤接触部件4,当耳塞1在使用中时,该皮肤接触部件4应该获得与人的皮肤的良好的电接触。皮肤接触部件4布置在壳体壁2的外侧上。皮肤接触部件4由连接器6(例如金属销)穿过壁2连接到布置在壁2的内侧上的支撑构件5。支撑构件5可以是垫圈的形式。所示的两个电极各自连接有导线8,用于将检测到的EEG信号或放大的EEG信号传送至电子模块(未示出)以进行信号处理。这可以在通常持有放大器的信号采集电路中。图1所示的耳塞可以包括多于两个所示的EEG电极。在放置在耳道中的耳塞的第一部分20中可以具有例如总共至少三个或至少四个电极。此外,或者可替换地,布置在例如外耳中的耳塞的第二部分21中可以具有电极。该外耳电极可以充当基准电极。图1中的耳塞还配备有用于听觉声音通路的开口7,以便允许穿戴耳塞的人正常听到。由有弹力的且柔软的材料制成的壳体壁2可以是为耳塞提供其整体形状的结构。该壁2应该被设计成使得它将按压本文档来自技高网
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用于检测生物电信号的耳道塞

【技术保护点】
一种用于布置在耳道中的耳塞(1),所述耳塞包括:至少两个电极(3),其被准备用于当所述耳塞布置在所述耳道中时检测来自皮肤表面的EEG信号,具有由弹力材料制成的外壁(2)的壳体,信号采集电路(23),所述电极(3)配备有皮肤接触部件(4),所述皮肤接触部件布置在所述壳体的外表面上并且通过所述壳体的所述外壁(2)连接到所述壳体的内部上的支撑构件(5),所述皮肤接触部件(4)和所述支撑构件(5)布置成用于夹紧所述外壁(2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于布置在耳道中的耳塞(1),所述耳塞包括:至少两个电极(3),其被准备用于当所述耳塞布置在所述耳道中时检测来自皮肤表面的EEG信号,具有由弹力材料制成的外壁(2)的壳体,信号采集电路(23),所述电极(3)配备有皮肤接触部件(4),所述皮肤接触部件布置在所述壳体的外表面上并且通过所述壳体的所述外壁(2)连接到所述壳体的内部上的支撑构件(5),所述皮肤接触部件(4)和所述支撑构件(5)布置成用于夹紧所述外壁(2)。2.根据权利要求1所述的耳塞,其中所述壳体是可压缩的,并且所述电极(3)布置成跟随由所述外壁(2)的压缩引起的移动。3.根据权利要求1所述的耳塞,其中所述外壁(2)配备有针对预期用户的耳道定制的形状。4.根据权利要求1所述的耳塞,其中所述电极(3)的所述皮肤接触部件(4)至少在意图接触所述皮肤表面的表面上配备有氧化铱层。5.根据权利要求4所述的耳塞,其中所述氧化铱层还包含钽。6.根据权利要求4或5所述的耳塞,其中所述氧化铱层是多孔的。7.根据权利要求1所述的耳塞,其中所述至少两个电极(3)中的每一个配备有放大电路(23),所述放大电路被屏蔽以防电磁干扰。8.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·安徒生
申请(专利权)人:TW工程公司
类型:发明
国别省市:丹麦,DK

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