[发明专利]用于心电图检测系统的多电极复合系统和方法

说明书

优先权要求

本申请要求2008年8月6日提交的美国临时专利申请S/N.61/081,601的优先权，该申请的公开内容通过引用整体结合于此。

背景技术

本发明一般涉及用于检测受验体内的电信号的传感器系统，且尤其涉及心电图检测系统。

常规心电图(ECG)系统通常包括在受验体表面和医疗仪器之间设置导电路径的导电材料。在诸如ECG应用的生物医学应用中使用的传感器在以下专利文献中被公开，例如：公开了导电压敏粘合剂的美国专利No.4,848,353；公开了导电粘合水凝胶的美国专利No.5,800,685；以及公开了导电亲水性压敏粘合剂的美国专利No.6,121,508。

举例而言，图1图解地示出包括离子性导电粘合剂12、导电电极14、以及支承衬底16的现有技术的导电传感器装置10。向患者施用离子性导电粘合剂12，且患者体内的在粘合剂12之下的电信号穿过粘合剂12传播到电耦合到监视设备的导电电极14。举例而言，某些ECG系统采用包括分散在其中的水溶性盐的导电水凝胶，且在某些系统中，这些水凝胶配制成还起到皮肤粘附粘合剂的作用。

这种水凝胶典型地在凝胶中包含某量的水，且要求要在密封环境(例如，密封包)中保持该材料直到使用。在不能严格控制湿度的环境中，这种材料通常不可再使用。这些限制不利地影响使用这种导电粘合剂的传感器成本以及任何特定传感器可满意的使用量两者。

水凝胶经由离子性导电机制作为信号接受器执行，且因此是低阻抗接受器。举例而言，该导电电极可包括银和氯化银(Ag/AgCl)，其典型地具有在0.1和0.5欧姆/平方-密耳之间的薄膜电阻。单位-欧姆/平方/密耳常规地用于指示表面电阻率(欧姆/平方)比上体积，从而生成欧姆/平方-密耳。导电层置于涂敷导电性碳的聚合物膜(通常阻抗范围在1-1000欧姆/平方/密耳之间)和用于将电极耦合到监视设备的导线之上。电极层用作在离子性地生成的生物学信号和在导电溶液中传输的电信号之间的换能器。氯化物用作电解液中的离子。电流自由地穿过电极流动，因为Ag/AgCl化学结构是稳定的。

当电极的水凝胶放置成与皮肤接触时，离子将经由水凝胶扩散进入到金属和从金属中扩散出来。铜具有340mV的电极电位，这个电位比存在于ECG信号(～1mV)中的电位大。因此基准电极应当消除该电位，但在实践中并非如此。归因于离子交互作用，电极电位随时间改变。另外，任何两个电极和之下的皮肤表面都不相同。因为这些原因，电极电位不同。电极电位呈现为信号偏移。氯化银(AgCl)具有小于5mV的电位，其易于由典型监视技术来处理且将不会与ECG信号干涉。因此，AgCl产生低电平的噪声(小于10μV)，因为要求将心跳的振幅传输到监视设备，这对于ECG应用是理想的。

在线束系统中使用的信号检测装置的数量通常可在3至13个电极的范围内或者更多。采用大量的检测点提供可用于监视诸如患者的心脏的受验体的许多基准点。如图2所示，一些ECG线束系统提供10或以上的接受器(电触点)20，其耦合到经由连接器24引向ECG装置(未示出)的公共线束22。如图2所示的线束系统可比分别布线的传感器更易于钩连到ECG监视器，且可使患者更舒服以及可更安全地附连于患者。因为水凝胶是低阻抗的，因此ECG线束系统必须也是低电阻抗的。

美国专利申请公开No.2004/0000663公开了一种可用作传感器中的粘合剂或者聚合物膜的对水不敏感的交流响应复合物，且规定通过使材料的介电特性随着施加的交流电场改变(例如，呈现电介质分散)可将复合物一侧上的交流信号电容性地耦合到该复合物的另一侧，以使响应于介电特性的改变从复合物另一侧处的复合物释放电荷。美国专利申请公开No.2004/0000663所公开的信号接受材料具有约100kΩ或更高的阻抗值。

但是，仍然需要可容易地并且经济地在各种应用中采用的，且向广泛的医疗人员提供改善的敏感性和有用的信息的不昂贵且有效的生物医学传感器线束和布线系统。

发明内容

根据某些实施例，本发明提供一种包括多个电极和邻接粘合材料的生物医学传感器系统，其中该邻接粘合材料与多个电极的每一个接触。在一些实施例中，提供了一种方法，包括向患者施用粘合材料的第一面的步骤，其中粘合材料包括在其第二面上的至少两个电极，且第二面与第一面相反。该方法还包括至少两个电极的第一电极在第一位置处接收时变信号以使不在至少两个电极的第二电极处接收时变信号的步骤。