生物医学传感器制造技术

一种生物医学传感器包括衬底片上的印刷电极，用于提供与待测量表面的电接触。传感器还提供有双稳印刷电子墨水指示器，它配置成通过在操作期间由导联脱落检测器电路检测到松动接触时将双稳指示器的颜色从第一颜色切换到第二颜色，来指示生物电势电极操作的松动接触。

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及用于从记录表面、例如受检者的皮肤得到生物信号的电极。
技术介绍
当监测住院患者的生命特征或其它生理参数时，将传感器附连在患者的皮肤上， 或者将导管插入人体的自然开口中，或者将导管刺入皮肤。一般惯例是将具有导电或光导电缆的这些传感器连接到测量仪器。仪器可驻留在床边(例如手术室(OR)中或加护病房 (ICU)中的多参数患者监测器)，或者它可以是由患者携带的较小盒子(例如ECG遥测)。传染控制已经成为医院环境中的一个大问题。本文所使用的术语“可丢弃的”表示使用一次并且然后丢弃的一次性传感器。总的来说，可丢弃传感器使传染控制更容易。它们还通过消除对清洁传感器的需要来使护理过程流水线化。如果能够使用可丢弃单一患者使用传感器，则防止医院内部的传染和交叉污染的散布。这还通过节省时间和资金来改进护理过程。存在市场销售的若干可丢弃传感器，例如麻醉深度传感器、Sp02、ECG传感器等。在患者监测装置中，还重要的是，控制将传感器正确附连到患者，并且它们提供充分信号质量，以使得基于该信号所生成的告警和所计算参数是可靠的。为此，实际上，所有患者监测器可连续分析信号质量。它们还连续或间断地测量传感器接触的电或光性质。在不充分接触或信号质量的情况下，监测器提示用户检查特定传感器。指示要检查哪一个传感器的常见方式是使用已确立的命名系统、如EEG中的‘10-20电极系统’来对其指定。监测器屏幕上的消息会是如‘不良ECG电极接触，检查电极V5’或者‘不良EEG电极接触，检查电极P3’之类。电极命名系统通常印刷在连接器盒的盖子上，其中单独电极导联线结合为单个多线电缆。显然，指示可疑电极的这种方法是复杂的，并且难以使用-特别是在用户不熟悉命名约定或者电极处于非标准位置时。近来的技术发展使得有可能构建电池操作传感器，其中包括用于执行实际测量、 将所测量信号转换为数字格式并且向主机装置无线传送测量数据和/或所计算参数的部件。代替实时传送数据，还有可能将数据存储在本地存储器中并且在以后下载该数据。这些装置称作无线传感器。无线传感器为护理人员和患者提供明显有益效果。所谓的‘电缆混乱’已经被公认为高度敏感患者的护理过程的最大问题之一。医院中存在许多电缆，这也造成传染和可用性的问题。通过使用无线传感器，能够减少医院中使用的电缆数量，并且改进不同参数的可用性和总体护理过程。不需要去除所有电缆，而是通过仅去除适当数量的导联或导线来实现显著改进。这是因为纠缠在一起的趋势随电缆数量而不相称地增加。从无线传感器获益最大的患者组是低度敏感患者。在没有在物理上采用导联线束缚到患者监测器的情况下，他们自由地来回起动，例如无需协助地去浴室。而且在由患者携带小患者监测器的情况下，无线传感器提供更好的可靠性，并且对患者更为舒适。但是，在无线一次性传感器的情况下，与识别电极相关的问题比已确立ECG或EEG 系统中甚至更大。首先，传感器常常附连在非标准位置，这使命名比较困难，特别是因为可能不存在明显位置来印刷电极布置图而比较困难。其次，可能不存在具有显示器来指示不良接触的电极的位置的常规床边监测器。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种克服或减轻了与识别松动电极相关的问题的生物医学传感器。本专利技术的一个方面是一种生物医学传感器，包括所述生物医学片型传感器上的印刷生物电势电极，用于提供与待测量表面的电接触，以及双稳印刷电子墨水指示器，设置在所述生物医学片型传感器上，并且配置成通过在检测到松动接触时将双稳指示器的颜色从第一颜色切换到第二颜色，来指示生物电势电极操作的松动接触。附图说明下面将参照附图更详细地描述示范实施例，附图包括图1示出现有技术生物医学传感器的一个示例，图2示出现有技术生物医学传感器的另一个示例，图3是按照一个示范实施例的生物医学传感器的截面侧视图，图4是按照一个示范实施例的生物医学传感器的顶视图，以及图5是按照一个示范实施例的生物医学传感器的顶视图，图6是按照一个示范实施例的电致变色指示器元件的侧视图，图7是按照一个示范实施例的前置放大器/检测器的电路图，以及图8是无线生物医学传感器中的示范电子电路的框图。具体实施例方式根据附连到皮肤的表面上的电解质的存在，用于测量来自记录表面、例如患者的皮肤的生物信号的电极一般可分类为干式电极或湿式电极。干式电极主要使用松紧带施加到皮肤。干式电极的一个示例是运动医学中使用的心率计带。另一方面，在附连到皮肤的接触表面上的电解质存在的情况下，电极可称作‘湿式’电极。‘湿式’电极可使用导电液体、 水凝胶或固体凝胶、如电解质凝胶附连到皮肤，以便改进记录表面与诸如银/氯化银(Ag/ AgCl)电极层之类的电极感测元件之间的电导率。导电凝胶的典型成分可包括水(它充当溶剂)；水溶单体，进行交联以对凝胶赋予结构，并且还可提供皮肤粘合性；湿润材料，它降低导电凝胶的变干特性；以及电解质或盐，例如溶解于水的氯化钠(NaCl)或氯化钾(KCl)， 它们提供离子导电性。具有高盐含量的凝胶产生比使用具有低盐含量的凝胶所得到的更好的导体。导电凝胶优于导电电解质的一个优点在于，能够将它们从皮肤上干净地去除而没有留下残余。另外，高盐含量的使用在施加时通常要求较少皮肤磨损，以便降低在后续电极施加之后的皮肤-电极界面的阻抗。因此，例如由于电极中的凝胶变干，并且还由于在传感器材料中可能发生的变化，具有高盐含量的生物信号测量传感器电极在传统上可具有有限保存期(使用前的最大贮存时间)。湿式凝胶电极提供比干式电极更好的接触接触阻抗更低，并且信号带宽扩展到更低频率。这是为什么干式电极通常用于有限应用、如心率测量中，而湿式电极用于诊断ECG中，其中分析信号的各种特征。应当理解，本专利技术的实施例并不是要局限于任何特定传感器类型，而是可适用于任何类型的生物医学干式或湿式传感器。下面结合上述生物医学传感器来描述示范实施例，它们只是使用本文中统称为导电电解质或凝胶的导电液体、水凝胶或固体凝胶改进电导率的传感器的示例。必须防止诸如导电凝胶之类的这种电解质变干，并且这种电解质造成了有害高湿度环境。GE Healthcare的麻醉深度传感器是印刷片传感器的优秀示例。它包含采用丝网印刷、柔性版印刷或任何其它等效过程所印制的衬底、导电迹线、导电阻挡层和介电层。它还包含电解质凝胶，以便实现从活体组织的生物信号测量。市场上还存在采用类似技术所制造的各种其它传感器。图1以侧视图示出现有技术生物医学传感器的一个示例。印刷过程特别适合于制造一次性生物医学传感器。这类传感器中使用的标准材料是银导体和Ag/AgCl触点。碳也用作导体。所有这些材料是作为印刷膏可用的。现在，印刷技术的使用在制造无源ECG和 EEG传感器组中确立了其位置。示范传感器可包括平面衬底(例如，诸如塑料之类的非导电材料膜)、导电电极层11 (例如采用凝胶在化学上经过氯化的银(Ag)、银/氯化银(Ag/ AgCl)、铜(Cu)、碳(C))、覆盖导电电极层11的凝胶载体元件12(例如采用导电凝胶所浸泡的海绵)以及围绕凝胶载体元件12 (在同一平坦平面中)、用于将电极附连到活体组织、 如人的前额或胸部的粘合层10(例如粘合泡沫材料)。周围的粘合层10可与凝胶载体元件12间隔13。图2以侧视图示出生物医学传感器的另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·维尔塔宁，A·K·A·伊罗斯塔罗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：