WO2016178602A1 - Блок датчиков - Google Patents

Блок датчиков Download PDF

Info

Publication number
WO2016178602A1
WO2016178602A1 PCT/RU2016/000269 RU2016000269W WO2016178602A1 WO 2016178602 A1 WO2016178602 A1 WO 2016178602A1 RU 2016000269 W RU2016000269 W RU 2016000269W WO 2016178602 A1 WO2016178602 A1 WO 2016178602A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
membrane
sensor unit
sensor
unit according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2016/000269
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Михаил Семенович РУБИН
Игорь Леонидович МИСЮЧЕНКО
Олег Михайлович ГЕРАСИМОВ
Александр Сергеевич СТРЕЛЬНИКОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OBSHCHESTVO S OGRANICHENNOY OTVETSTVENNOSTYU "HILBI"
Original Assignee
OBSHCHESTVO S OGRANICHENNOY OTVETSTVENNOSTYU "HILBI"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OBSHCHESTVO S OGRANICHENNOY OTVETSTVENNOSTYU "HILBI" filed Critical OBSHCHESTVO S OGRANICHENNOY OTVETSTVENNOSTYU "HILBI"
Priority to HK18108507.9A priority Critical patent/HK1248508B/zh
Priority to ES16789672T priority patent/ES2763817T3/es
Priority to EP16789672.9A priority patent/EP3292816B1/en
Priority to KR1020177034629A priority patent/KR102000866B1/ko
Priority to JP2017557186A priority patent/JP6437138B2/ja
Priority to CN201680025644.3A priority patent/CN107530008B/zh
Priority to MYPI2017704130A priority patent/MY189906A/en
Publication of WO2016178602A1 publication Critical patent/WO2016178602A1/ru
Priority to US15/796,364 priority patent/US11045093B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
    • A61B5/02438—Measuring pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531—Measuring skin impedance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247—Pressure sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02141—Details of apparatus construction, e.g. pump units or housings therefor, cuff pressurising systems, arrangements of fluid conduits or circuits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6824—Arm or wrist

Definitions

  • the invention relates to medicine, namely to the field of measurements for diagnostic purposes, in particular to measuring pressure in order to determine hemodynamic parameters of the body and measuring the impedance of human body tissues.
  • Devices that diagnose a person’s state during his natural behavior are becoming increasingly developed.
  • diagnostics are carried out using several sensors that monitor various parameters of human activity, including hemodynamic parameters of the body and measurement of the impedance of human body tissues in monitoring systems.
  • Various methods and devices of monitoring systems are known where various sensors are used as separate devices.
  • a monitoring device that includes various sensors that can be installed in a device mounted on the forearm.
  • This device may include a separately manufactured body tissue impedance sensor and a pressure sensor for measuring heart rate.
  • Sensor contains a base on which a flat ring electrode is mounted, inside of which a second flat elongated electrode is also installed on the base, having a width much smaller than the length of the electrode.
  • the technical result achieved by the claimed invention is to reduce the size of the sensor unit, which is smaller compared to separately used sensors. Moreover, in this design, the stability of the sensors increases while increasing their sensitivity.
  • the sensor block of the device mounted on the surface of the body containing a pressure sensor and a sensor for measuring the impedance of a portion of the body, includes a base containing a recess in which the piezoelectric element of the pressure sensor is fixed.
  • the block also includes a flexible membrane mounted on the base and overlapping said recess.
  • the first and second electrodes are attached to the membrane from the outside.
  • the first electrode is mounted opposite the recess with the possibility of movement together with the membrane.
  • Around the first electrode is a second stationary electrode.
  • a central support is mounted between the first electrode and the piezoelectric element.
  • the first and second electrodes are installed with the possibility of contact with the skin surface of the body, and the electrical terminals of the sensor for measuring impedance are connected to the first and second electrodes.
  • a sensor for measuring pressure for example, blood pressure
  • a sensor for measuring the impedance of body tissues are structurally combined, which provides simultaneous measurement of these parameters.
  • the design achieves a decrease in the surface area occupied by the sensors on the body surface due to the combination of the structural elements of the pressure sensor with the elements of the impedance sensor, as well as the optimal geometry the location of the sensitive elements of the sensors.
  • the second electrode is located around the first movable electrode, which ensures compact design, with the maximum possible area of the electrodes and the sensing element of the pressure sensor, which is the first electrode.
  • the first movable electrode is one of the electrodes of the impedance sensor, and at the same time, an element that senses the pressure of the skin of the body and transmits it to the piezoelectric element of the pressure sensor.
  • the sensor block Due to the design of the sensor block is also provided to increase the stability of each of the sensors. This result is achieved not only by increasing the contact area of the sensors with the surface of the body, but also due to the fact that both electrodes of the impedance sensor are located on a flexible membrane.
  • the location of the movable first electrode on a flexible membrane, due to the elastic properties of the membrane provides stability of the clamp of the first electrode.
  • the fixed sensor is also located on the edge of the membrane made of an elastic material attached to the base. Under the fixed sensor is an elastic membrane material, which in this case provides better stability of the contact of the electrode surface with the surface of the body.
  • the sensitivity of each of the sensors is increased due to the fact that the area of contact of each of the sensors with the surface of the body for a given area of contact of the sensor unit is maximum.
  • the membrane can be installed on the base hermetically. This installation of the membrane allows to ensure the tightness of the sensor block.
  • an opening may be provided in the membrane for electrically discharging the first electrode.
  • the first electrode is attached to the membrane with the possibility of ensuring the tightness of the connection, which increases the tightness of the sensor unit.
  • a hole can be made in the membrane for the electrical output of the first electrode.
  • the membrane may comprise an opening for mounting said central support. In this case, the pressure from the first electrode is transmitted directly to the piezoelectric element.
  • the flexible membrane is made of dielectric material.
  • the second electrode may be installed relative to the first electrode with a gap.
  • the outer surface of the first electrode is located above the surface of the second electrode by an amount lying in the range of 0.1 to 3 mm.
  • the central support can be installed approximately in the center of the piezoelectric element.
  • the invention is illustrated by the following graphic materials.
  • FIG. 1 shows a section of a sensor unit.
  • FIG. 2 shows a top view of the sensor unit.
  • Fig 3 presents a drawing of the base in a top view.
  • FIG. 4 is a drawing of the membrane in a plan view.
  • FIG. 5 is a drawing of a second electrode in a plan view.
  • FIG. 6 is a top-view drawing of a first electrode.
  • FIG. 7 is a side view of a central support.
  • the sensor unit of the device includes a base 1 containing a recess 8 (Fig 1, Fig. 2 and Fig. 3), in which a piezoelectric element 5 of the pressure sensor, a flexible membrane 2 (Fig 1, Fig. 2 and Fig. 4) are fixed on the shoulder 9. installed on the base 1 and overlapping the recess 8.
  • the membrane 2 can be installed on the base, but can also be glued to the base in the recess 7.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are attached to the membrane 2 from the outside (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5 and FIG. 6). Both electrodes can be glued to the membrane 2.
  • a groove 16 is made in its movable part (Fig. 1, Fig. 4).
  • the movable electrode 3 is glued to the membrane 2.
  • the membrane 2 is made of a dielectric material, for example, based on rubber.
  • the membrane 2 also contains a groove 23 for installing the fixed electrode 4.
  • the first electrode 3 is installed opposite the recess 8.
  • Around the first movable electrode 3 in the groove 10 of the membrane 2 is glued the second stationary electrode 4.
  • the installation of the second electrode on the elastic rubber material of which the membrane is made provides the stability of the contact of the second electrode with the skin of the body. This design also ensures the watertightness of the sensor unit.
  • the central support 6 has a conical part (Fig. 1 and Fig. 7).
  • the conical part of the Central support 6 is installed in the conical hole 15 (Fig. 4) of the membrane 2, which provides a tight installation of the Central support 6.
  • the Central support 6 is made of dielectric material.
  • To the first and second electrodes 3 and 4 are connected the corresponding electrical terminals 20 and 21 of the sensor for measuring impedance.
  • the findings of the pressure sensor 22 are connected to the piezoelectric element 5 (Fig. 1).
  • the output 20 of the first electrode 3 is output through the hole 13 in the membrane 2 (Fig. 4) and the hole 11 in the base 1 (Fig. 3).
  • the output 21 of the fixed electrode 4 is output through the hole 14 in the membrane and the hole 12 in the base 1 (Fig. 3 and Fig. 4).
  • the outer surface of the first movable electrode 3 is located above the surface of the second stationary electrode 4 by an amount lying in the range of 0.1 - 3 mm This allows you to ensure tight contact of the electrodes 3 and 4 with the skin, and stable operation of the pressure sensor.
  • the sensor block can be used as part of devices that use data on the impedance of the skin and subcutaneous layer of a body site and pressure sensor data, for example, to determine the hemodynamic parameters of the body.
  • the sensor unit can be used for installation in various parts of the human body, in the cervical region, on the chest and limbs. It is especially important to use such a unit for wearable devices that are located in places with a limited flat area of the body. For example, on the wrist.
  • the installation of the sensor unit can be carried out using various fastening devices, for example, belts or straps.
  • the first and second electrodes 3 and 4 of the sensor unit must be installed with the possibility of contact with the skin surface of the body. Contact with the skin of the first electrode 3 and the second electrode 4 of the impedance sensor allows you to remove the impedance of biological tissues by known methods. Contact with the skin of the first movable electrode 3 provides the transmission of skin pulsations caused, for example, by a change in blood pressure from the movable electrode to the membrane, the central support and the piezoelectric element 5, ensuring the operation of the pressure sensor.
  • the pressure sensor block has a simple design and is technologically advanced to manufacture. Due to the small size, high sensitivity of the pressure sensor and the sensor for measuring the impedance of the body part, water resistance, the sensor unit can be used in various monitoring devices used in various fields of medicine and health monitoring.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Блок датчиков может быть использован в устройствах для одновременного измерения давления с целью определения гемодинамических показателей организма и измерения импеданса тканей тела человека. Блок датчиков устройства, установленного на поверхности тела, включает основание, содержащее выемку, в которой закреплен пьезоэлемент датчика давления. Блок также включает гибкую мембрану, установленную на основании и перекрывающую упомянутую выемку. К мембране с наружной стороны прикреплены первый и второй электроды. Первый электрод установлен напротив выемки с возможностью перемещения вместе с мембраной. Вокруг первого электрода выполнен второй неподвижный электрод. Между первым электродом и пьезоэлементом установлена центральная опора. Первый и второй электроды установлены с возможностью контакта с кожной поверхностью тела, а к первому и второму электродам подсоединены электрические выводы упомянутого датчика для измерения импеданса. Обеспечивается уменьшение габаритов блока датчиков. При этом повышается стабильность работы датчиков при увеличении их чувствительности.

Description

БЛОК ДАТЧИКОВ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к медицине, а именно к области измерений для диагностических целей, в частности к измерению давления с целью определения гемодинамических показателей организма и измерению импеданса тканей тела человека.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Все большее развитие получают устройства, которые производят диагностику состояния человека при его естественном поведении. При этом диагностика производится с использованием нескольких датчиков, отслеживающих различные параметры жизнедеятельности человека, в том числе гемодинамические показатели организма и измерение импеданса тканей тела человека в системах мониторинга. Известны различные способы и устройства систем мониторинга, где используются различные датчики в виде отдельных устройств.
Например, в заявке US2004039254, публикация 26.02.2004, МПК А61В05/00 описано устройство мониторинга, включающее различные датчики, которые могут быть установлены в устройство, закрепляемое на предплечье. В это устройство могут входить отдельно изготовленный датчик импеданса тканей тела и датчик давления для измерения частоты пульса.
Также известно достаточно много конструкций датчиков давления и датчиков импеданса, выполненных отдельно друг от друга.
Например, по заявке на изобретение US20070287923, публикация 13.12.2007, МПК А61В5/021 известна конструкция датчика давления, установленного на запястье человека и предназначенного для плетизмографии. Датчик содержит корпус, в котором установлен пьезоэлемент. Чувствительный подвижный элемент, контактирующий с кожей, через центральную опору передает давление на пьезоэлемент, вызывая его изгиб.
Известна также конструкция датчика для измерения импеданса кожи человека по заявке US20040065158, публикация 8.04.2004, МПК G01N1/00. Датчик содержит основание, на котором установлен плоский кольцевой электрод, внутри которого также на основании установлен второй плоский удлиненный электрод, имеющий ширину, значительно меньшую длины электрода.
Однако заявителям не известно технических решений, в которых в одной конструкции объединены датчик давления и датчик измерения импеданса.
Использование отдельных датчиков в одной конструкции устройства приводит к увеличению размеров устройства, где они установлены, уменьшению удобства использования таких устройств.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в уменьшении габаритов блока датчиков, которые меньше по сравнению с отдельно используемыми датчиками. При этом в данной конструкции повышается стабильность работы датчиков при увеличении их чувствительности.
Блок датчиков устройства, установленного на поверхности тела, содержащий датчик давления и датчик для измерения импеданса участка тела, включает основание, содержащее выемку, в которой закреплен пьезоэлемент датчика давления. Блок также включает гибкую мембрану, установленную на основании и перекрывающую упомянутую выемку. К мембране с наружной стороны прикреплены первый и второй электроды. Первый электрод установлен напротив выемки с возможностью перемещения вместе с мембраной. Вокруг первого электрода выполнен второй неподвижный электрод. Между первым электродом и пьезоэлементом установлена центральная опора. Первый и второй электроды установлены с возможностью контакта с кожной поверхностью тела, а к первому и второму электродам подсоединены электрические выводы упомянутого датчика для измерения импеданса.
В данном блоке датчиков конструктивно объединены датчик для измерения давления, например, артериального давления, и датчик для измерения импеданса тканей тела, что обеспечивает одновременное измерение этих параметров. В конструкции достигается уменьшение площади поверхности, занимаемой датчиками на поверхности тела, за счет совмещения элементов конструкции датчика давления с элементами датчика импеданса, а также оптимальной геометрии расположения чувствительных элементов датчиков. Второй электрод расположен вокруг первого подвижного электрода, чем достигается компактность конструкции, при максимально возможной площади электродов и чувствительного элемента датчика давления, которым является первый электрод. При этом первый подвижный электрод является одним из электродов датчика импеданса, и в то же время элементом воспринимающим давление кожного покрова тела и передающего его на пьезоэлемент датчика давления.
За счет конструкции блока датчиков обеспечивается также повышение стабильности работы каждого из датчиков. Такой результат достигается не только за счет увеличения площади контакта датчиков с поверхностью тела, но и за счет того, что оба электрода датчика импеданса располагаются на гибкой мембране. Расположение подвижного первого электрода на гибкой мембране, за счет упругих свойств мембраны обеспечивает стабильность прижима первого электрода. Неподвижный датчик также расположен на краю мембраны, выполненной из упругого материала, прикрепленного к основанию. Под неподвижным датчиком расположен упругий материал мембраны, который в этом случае обеспечивает лучшую стабильность контакта поверхности электрода с поверхностью тела.
Чувствительность каждого из датчиков повышена за счет того, что площадь соприкосновения каждого из датчиков с поверхностью тела при данной площади соприкосновения блока датчиков максимальна.
В частном случае, в основании, вокруг упомянутой выемки выполнено углубление, в котором и установлена гибкая мембрана, а второй электрод выполнен на мембране над указанным углублением. Такое расположение мембраны более технологично и позволяет выполнить блок датчиков меньше в поперечном направлении.
При этом мембрана может быть установлена на основании герметично. Такая установка мембраны позволяет обеспечить герметичность блока датчиков.
В частности, в мембране может быть выполнено отверстие для электрического вывода первого электрода. В частности, первый электрод прикреплен к мембране с возможностью обеспечения герметичности соединения, что повышает герметичность блока датчиков.
При этом, в мембране может быть выполнено отверстие для электрического вывода первого электрода.
Мембрана может содержать отверстие для установки упомянутой центральной опоры. В этом случае давление с первого электрода передается непосредственно на пьезоэлемент.
В частности, гибкая мембрана выполнена из диэлектрического материала.
Второй электрод может быть установлен относительно первого электрода с зазором.
В частности, в статическом состоянии наружная поверхность первого электрода расположена выше поверхности второго электрода на величину, лежащую в диапазоне 0,1 - 3 мм.
Кроме того, центральная опора может быть установлена примерно по центру пьезоэлемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение поясняется следующими графическими материалами.
На Фиг. 1 представлен разрез блока датчиков.
На Фиг. 2 приведен вид сверху на блок датчиков.
На Фиг 3 представлен чертеж основания на виде сверху.
На Фиг. 4 приведен чертеж мембраны на виде сверху.
На Фиг. 5 представлен чертеж второго электрода на виде сверху.
На Фиг. 6 пиведен чертеж первого электрода на виде сверху.
На Фиг. 7 представлен чертеж центральной опоры на виде сбоку.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Блок датчиков устройства включает основание 1, содержащее выемку 8 (Фиг 1 , Фиг. 2 и Фиг. 3), в которой на буртике 9 закреплен пьезоэлемент 5 датчика давления, гибкую мембрану 2 (Фиг 1, Фиг. 2 и Фиг. 4), установленную на основании 1 и перекрывающую выемку 8. Мембрана 2 может быть установлена на основании, но также может быть приклеена к основанию в углублении 7. К мембране 2 с наружной стороны прикреплен первый электрод 3 и второй электрод 4 (Фиг 1, Фиг. 2, Фиг. 5 и Фиг. 6). Оба электрода могут быть приклеены к мембране 2. Для того, чтобы обеспечить необходимую гибкость мембраны 2, в ее подвижной части выполнен паз 16 (Фиг. 1, Фиг. 4). Он достаточную подвижность в месте крепления подвижного электрода 3. Подвижный электрод 3 приклеивается к мембране 2. При установке мембраны и электродов путем приклеивания, обеспечивается не только герметичность блока датчиков, но также его водонепроницаемость. Мембрана 2 изготавливается из диэлектрического материала, например, на основе резины. Мембрана 2 содержит также паз 23 для установки неподвижного электрода 4. Первый электрод 3 установлен напротив выемки 8. Вокруг первого подвижного электрода 3 в пазу 10 мембраны 2 вклеен второй неподвижный электрод 4. Установка второго электрода на упругий материал резины, из которого изготовлена мембрана, обеспечивает стабильность контакта второго электрода с кожей тела. Данная конструкция обеспечивает также водонепроницаемость блока датчиков.
Между первым электродом 3 и пьезоэлементом 5 установлена центральная опора 6. Центральная опора 6 имеет конусную часть (Фиг 1 и Фиг. 7). Конусной частью центральная опора 6 установлена в конусном отверстии 15 (Фиг. 4) мембраны 2, что обеспечивает плотную установку центральной опоры 6. Центральная опора 6 выполняется из диэлектрического материала. К первому и второму электродам 3 и 4 подсоединены соответствующие электрические выводы 20 и 21 датчика для измерения импеданса. Выводы 22 датчика давления подсоединены к пьезоэлементу 5 (Фиг. 1). Вывод 20 первого электрода 3 выводится через отверстие 13 в мембране 2 (Фиг. 4) и отверстие 11 в основании 1 (Фиг. 3). Соответственно вывод 21 неподвижного электрода 4 выводится через отверстие 14 в мембране и отверстие 12 в основании 1 (Фиг. 3 и Фиг. 4). В статическом состоянии наружная поверхность первого подвижного электрода 3 расположена выше поверхности второго неподвижного электрода 4 на величину, лежащую в диапазоне 0,1 - 3 мм. Это позволяет обеспечить плотный контакт электродов 3 и 4 с кожей, и устойчивую работу датчика давления. Блок датчиком может использоваться в составе устройств, которые используют данные о импедансе кожи и подкожного слоя участка тела и данные датчика давления, например, для определения гемодинамических показателей организма. Блок датчиков может использоваться для установки в различных частях тела человека, в шейном отделе, на груди и конечностях. Особенно важно использование такого блока для носимых устройств, которые располагаются в местах с ограниченным плоским участком тела. Например, на запястье.
Установка блока датчиков может осуществляться с помощью различных устройств крепления, например, ремней или ремешков. Первый и второй электроды 3 и 4 блока датчиков должны быть установлены с возможностью контакта с кожной поверхностью тела. Контакт с кожей первого электрода 3 и второго электрода 4 датчика импеданса позволяют снимать импеданс биологических тканей известными методами. Контакт с кожей первого подвижного электрода 3 обеспечивает передачу пульсаций кожи вызванных, например, изменением артериального давления с подвижного электрода мембране, центральной опоре и пьезоэлементу 5, обеспечивая работу датчика давления.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Блок датчиков давления имеет простую конструкцию и технологичен в изготовлении. За счет малых размеров, высокой чувствительности датчика давления и датчика для измерения импеданса участка тела, водонепроницаемости, блок датчиков может найти применение в различных устройствах мониторинга, применяемых в различных областях медицины и мониторинга за состоянием здоровья.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Блок датчиков для проведения диагностических измерений, размещенных на поверхности тела, включающий датчик давления и датчик для измерения импеданса участка тела, характеризуется тем, что включает основание, содержащее выемку, в которой закреплен пьезоэлемент датчика давления, гибкую мембрану, установленную на основании и перекрывающую упомянутую выемку, к мембране с наружной стороны прикреплены первый и второй электроды, первый электрод установлен напротив выемки с возможностью перемещения вместе с мембраной, вокруг указанного первого электрода выполнен второй неподвижный электрод, между первым электродом и пьезоэлементом установлена центральная опора, упомянутые первый и второй электроды установлены с возможностью контакта с кожной поверхностью тела, а к первому и второму электродам подсоединены электрические выводы упомянутого датчика для измерения импеданса.
2. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем второй электрод выполнен на мембране над указанным углублением.
3. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем, что мембрана установлена на основании герметично.
4. Блок датчиков, по п. 3 характеризующийся тем, что в мембране выполнено отверстие для электрического вывода первого электрода.
5. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем, что первый электрод
прикреплен к мембране с возможностью обеспечения герметичности соединения.
6. Блок датчиков, по п. 5 характеризующийся тем, что в мембране выполнено отверстие для электрического вывода первого электрода.
7. Блок датчиков, по п. 5 характеризующийся тем, что мембрана содержит отверстие для установки упомянутой центральной опоры.
8. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем, что гибкая мембрана
выполнена из диэлектрического материала.
9. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем, что второй электрод
установлен относительно первого электрода с зазором.
10. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем, что в статическом состоянии наружная поверхность первого электрода расположена выше поверхности второго электрода на величину, лежащую в диапазоне 0,1 - 3 мм.
1 1. Блок датчиков, по п. 1 характеризующийся тем, что упомянутая центральная опора установлена примерно по центру пьезоэлемента.
PCT/RU2016/000269 2015-05-06 2016-05-04 Блок датчиков Ceased WO2016178602A1 (ru)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HK18108507.9A HK1248508B (zh) 2015-05-06 2016-05-04 传感器单元
ES16789672T ES2763817T3 (es) 2015-05-06 2016-05-04 Unidad de sensor para mediciones de diagnóstico
EP16789672.9A EP3292816B1 (en) 2015-05-06 2016-05-04 Sensor unit for diagnostic measurements
KR1020177034629A KR102000866B1 (ko) 2015-05-06 2016-05-04 센서 유닛
JP2017557186A JP6437138B2 (ja) 2015-05-06 2016-05-04 センサユニット
CN201680025644.3A CN107530008B (zh) 2015-05-06 2016-05-04 传感器单元
MYPI2017704130A MY189906A (en) 2015-05-06 2016-05-04 Sensor unit
US15/796,364 US11045093B2 (en) 2015-05-06 2017-10-27 Sensor unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117066/15A RU2593797C1 (ru) 2015-05-06 2015-05-06 Блок датчиков
RU2015117066 2015-05-06

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/796,364 Continuation US11045093B2 (en) 2015-05-06 2017-10-27 Sensor unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016178602A1 true WO2016178602A1 (ru) 2016-11-10

Family

ID=56613147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000269 Ceased WO2016178602A1 (ru) 2015-05-06 2016-05-04 Блок датчиков

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11045093B2 (ru)
EP (1) EP3292816B1 (ru)
JP (1) JP6437138B2 (ru)
KR (1) KR102000866B1 (ru)
CN (1) CN107530008B (ru)
ES (1) ES2763817T3 (ru)
MY (1) MY189906A (ru)
RU (1) RU2593797C1 (ru)
WO (1) WO2016178602A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109745047B (zh) * 2019-01-22 2021-07-02 北京航空航天大学 一种基于压阻式电极的电阻抗成像系统
CN109907749B (zh) * 2019-03-29 2020-11-17 京东方科技集团股份有限公司 传感器及电子设备
CN111759290B (zh) * 2019-04-02 2022-02-08 清华大学 柔性生理信号检测装置
US12514474B2 (en) 2019-09-06 2026-01-06 The University Of British Columbia Methods and apparatus for near infrared spectroscopy
JP2021186238A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 太陽誘電株式会社 圧電センサ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060116564A1 (en) * 2004-10-14 2006-06-01 Mintchev Martin P Esophageal diagnostic sensor
RU2283025C2 (ru) * 2004-12-21 2006-09-10 Александр Алексеевич Чинарев Система мониторинга человека-оператора

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57168133A (en) * 1981-04-10 1982-10-16 Ricoh Elemex Corp Pressure wave sensor
JP2743462B2 (ja) * 1989-05-08 1998-04-22 株式会社デンソー 皮膚電位検出装置
AU1198100A (en) * 1998-09-23 2000-04-10 Keith Bridger Physiological sensing device
WO2002069791A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-12 Pendragon Medical Ltd. Method and device for determining the concentration of a substance in body liquid
WO2003017834A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Glucosens, Inc. Biological signal sensor and device for recording biological signals incorporating the said sensor
US7020508B2 (en) 2002-08-22 2006-03-28 Bodymedia, Inc. Apparatus for detecting human physiological and contextual information
AU2003302879A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. A wearable device for bioelectrical interaction with motion artifact correction means
JP2006026212A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Sharp Corp 生体情報検出装置
JP2006026208A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Sharp Corp 健康管理システム
WO2008073140A2 (en) * 2006-05-15 2008-06-19 Empirical Technologies Corporation Wrist plethysmograph
RU2365515C1 (ru) * 2008-01-24 2009-08-27 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины" Министерства обороны Российской Федерации (ФГУ "ГосНИИИ ВМ Минобороны России") Мобильный лечебно-диагностический комплекс терапевтического профиля
RU2378983C1 (ru) * 2008-06-30 2010-01-20 Кирилл Дмитриевич Белик Система контроля состояния и восстановления витальных (жизненных) функций организма человека
RU2454924C2 (ru) * 2010-07-20 2012-07-10 Андрей Викторович Демидюк Система контроля жизненно важных показателей здоровья пациента
WO2012125425A2 (en) * 2011-03-11 2012-09-20 Proteus Biomedical, Inc. Wearable personal body associated device with various physical configurations
JP5819096B2 (ja) * 2011-04-28 2015-11-18 富士通コンポーネント株式会社 接触端子装置
CN103505190B (zh) * 2012-06-18 2015-02-25 美盛医电股份有限公司 测量装置
TWI631930B (zh) * 2013-04-01 2018-08-11 美盛醫電股份有限公司 生理訊號感測裝置
FR3006112B1 (fr) * 2013-05-24 2016-10-21 Chambre De Commerce Et D'industrie De Region Paris Ile De France Procede de fabrication d'un capteur piezoelectrique souple
WO2015126095A1 (ko) * 2014-02-21 2015-08-27 삼성전자 주식회사 전자 장치
CN104523285B (zh) * 2014-12-12 2016-09-21 广东东邦科技有限公司 一种电子皮肤及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060116564A1 (en) * 2004-10-14 2006-06-01 Mintchev Martin P Esophageal diagnostic sensor
RU2283025C2 (ru) * 2004-12-21 2006-09-10 Александр Алексеевич Чинарев Система мониторинга человека-оператора

Also Published As

Publication number Publication date
US11045093B2 (en) 2021-06-29
JP2018514315A (ja) 2018-06-07
CN107530008B (zh) 2020-07-28
RU2593797C1 (ru) 2016-08-10
HK1248508A1 (zh) 2018-10-19
ES2763817T3 (es) 2020-06-01
EP3292816A1 (en) 2018-03-14
KR20170141242A (ko) 2017-12-22
US20180049651A1 (en) 2018-02-22
CN107530008A (zh) 2018-01-02
JP6437138B2 (ja) 2018-12-12
EP3292816A4 (en) 2018-03-14
MY189906A (en) 2022-03-21
KR102000866B1 (ko) 2019-07-16
EP3292816B1 (en) 2019-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3960068B1 (en) Ring-shaped biometric signal sensing device
RU2696531C2 (ru) Медицинский электрод
RU2593797C1 (ru) Блок датчиков
KR101837592B1 (ko) 생체 정보 검출 장치
KR102554695B1 (ko) 혈압 측정 디바이스 및 방법
US20110071412A1 (en) Belt Type Bio-Signal Detecting Device
KR101402820B1 (ko) 피부 접촉 센서
RU2519955C1 (ru) Датчик для измерения импеданса участка тела человека
WO2025171400A1 (en) Wearable sensing devices and systems, and methods of use
US11033235B2 (en) Method and apparatus for motion artifact reduction in ECG harness
US20210290098A1 (en) Wearable body composition analyzer
KR101974905B1 (ko) 무구속적 생체신호 측정센서 및 이를 포함하는 생체신호 측정시스템
KR20230040048A (ko) 생체 신호를 감지하는 스마트 링
GB2595171A (en) Ring-shaped biometric signal sensing device
SE0101886D0 (sv) An apparatus for detecting, measuring and selecting physiological signals and a method
JP2014033871A (ja) 生体情報検出装置
HK1248508B (zh) 传感器单元
WO2017129725A1 (en) Blood pressure monitoring device and system
KR20230077831A (ko) 통증을 모니터링할 수 있는 착용형 초음파 자극기
PL70468Y1 (pl) Elektroda tekstylna
WO2019177489A1 (ru) Способ измерения кожно-гальванической реакции человека и устройство
JP2023032198A (ja) 乾式電極及びウェアラブルデバイス
WO2015133923A1 (ru) Датчик для измерения импеданса участка тела человека
KR20020080830A (ko) 휴대용 맥진 장치용 압력 감지기
ATE433302T1 (de) BRUSTGÜRTEL ZUM AUSSCHLIEßLICHEN EINSATZ FÜR DIE AUFZEICHNUNG PHYSIOLOGISCHER SIGNALE DER HERZAKTIVITÄT

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16789672

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017557186

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177034629

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A