[发明专利]分段的电极

说明书

公开了一种生命体征监测系统。所述系统包括：分段的电极，其形成面内电极阵列，其中，所述电极包括被安装在电极衬底材料上的皮肤粘附接触层；变形传感器，其被布置用于识别所述电极的变形信息；以及信号处理器，其被布置为接收来自所述电极的生命体征信号并且处理所述变形信息以从所述生命体征信号中去除伪影；其中，所述电极包括多个电极段，并且其中，所述信号处理器被布置为选择所述电极的所有电极段中具有最低变形的电极段。

技术领域

本发明涉及可穿戴技术中的生命体征测量系统和方法。

背景技术

人口老龄化趋势的上升使得人们对健康和幸福感以及日益增长的家庭监测领域的关注增加。

例如，飞利浦的生物传感器贴片使得能够对诸如ECG(心电图)、心率、呼吸速率、皮肤温度和活动之类的生命体征进行连续的家庭监测。临床数据被发送到基于云的平台并被该平台处理，并且支持医学护理专业人员进行临床决策。生物传感器贴片能够通过尽早在家庭环境中检测到健康恶化来防止再次入院。

然而，提高医师和患者对这种设备的接受度需要对设备进行优化。

最重要的生命体征之一是ECG。通过监测被放置在皮肤表面上的电极来感测心脏的电活动。电信号非常小(通常为0.1至3mV)。这些信号在0.05至100赫兹的频率范围内。不幸的是，具有相似频率且通常幅度较大的伪影信号能够到达皮肤表面并与ECG信号混合。伪影信号来自几个内部来源和外部来源。伪影的内部来源或生理来源是：来自其他肌肉的信号(肌电图信号)和表皮中产生的信号。伪影的外部来源或非生理来源是：50Hz拾音器、电极本身产生的偏移信号、体液与电极凝胶相互作用产生的信号、导线和患者线缆问题、随机身体移动或电极与皮肤的粘附不良引起的一般运动伪影。

皮肤(表皮)伸展是重要身体体征测量中的移动相关伪影的主要来源(主要是电学的，但也可以是光学的、化学的)。研究表明：通过伸展表皮(皮肤外层)能够生成几毫伏的电压。与内在的固有自然应变(皮肤处于预拉伸状态)相比，当从外部对皮肤产生负荷或伸展时，皮肤表面应变能够变得高达30-50％。这种类型的伪影例如是可见的，因为在患者在床上发生位置改变、吃饭或走动时会发生ECG信号中的大基线移位和反复漂移。表皮伪影是所有移动相关伪影中最麻烦的，因为它难以被电子滤波且其幅度通常大于ECG信号。避免运动相关伪影的最为显而易见的解决方案是通过确保患者在测量期间不移动来在“静止”位置中进行测量。然而，这在实践中通常是不可能的，特别是对于患有帕金森症(震颤)的疾病患者或者是在应当24/7连续监测生命体征时或在锻炼/体育运动期间连续监测生命体征时。因此，已经进行了许多尝试以校正运动伪影：例如通过复杂的软件算法和自适应滤波，使用多个电极或额外的感测模态(例如，压力、位移、麦克风或光学传感器、加速度计、集成在电极中的皮肤阻抗测量以获得背景信息，或者基于检测到的运动量来校正皮肤应变引发的运动伪影。

例如，US 6912414B2公开了一种用于降低来自电子信号的噪声的电极系统，所述系统包括提供电子信号的电极，以及感测移动并提供运动信号的运动传感器。所述电极系统包括控制器，所述控制器基于对运动信号的分析来确定噪声值，并且从所述电子信号中减去所述噪声值。所述电极系统能够减少或消除来自电子信号的运动伪影，从而避免误诊、手术持续时间的延长和对患者的不适当处置。

该解决方案的缺点如下：它涉及复杂的算法，仅在测量患者之后从测量信号中减去噪声。

发明内容

本发明的目的是优化对患者的生命体征的监测并减少/最小化基于皮肤伸展的信号伪影。

根据本发明的第一方面，该目的通过生命体征监测系统来实现。所述系统包括：分段的(且例如可伸展的)电极，其形成面内电极阵列(例如被布置为允许适应皮肤与电极的应变失配和应变测量)，其中，所述电极包括被安装在所述电极的面向皮肤的一侧的皮肤粘附接触层(例如，皮肤接触粘附层)；

变形传感器，其被布置用于识别所述电极和/或下面的皮肤的变形信息；