WO2021114463A1 - 一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备 - Google Patents

一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备 Download PDF

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Definitions

  • Type I feed line one end is suitable for connecting with the electrical impedance imaging terminal, and the other end is extended and divided into two sub-interfaces;
  • the electrodes in the electrode tape adopt any of the electrode structures described above.
  • the electrodes are uniformly or non-uniformly arranged on the first surface of the belt, and at least one row is arranged, which can be used in different situations.
  • the feed line provided by the present disclosure includes an electrode feed line. One end of the electrode feed line is electrically connected to the electrical impedance imaging terminal, and the other end is provided with a number of electrode interfaces.
  • the above-mentioned male buckle is buckled to realize electrical connection.
  • the feed line and the electrode tape of the present disclosure are arranged separately and can be used multiple times. After the electrode tape is replaced, the feed line can be used continuously, which reduces the cost.
  • the proper elasticity of the belt 1 material ensures the uniform distribution of the electrodes 4 around the thoracic cavity and each electrode 4 is located on the same tomographic surface, which is very beneficial for the construction of the pattern reconstruction model; 3) the electrode belt and the feed line
  • the separate arrangement of the male buckle 43 and the female buckle 50 avoids placing the feeding line in the electrode strip, simplifies the design of the electrode strip, makes the feed line reusable, reduces the replacement cost of the electrode strip, and is also conducive to improvement The hygienic conditions of electrode belts used by different patients.
  • the copper foil layer 42 may also be one or more than two layers, which are respectively attached to the top surface and/or the bottom surface of the flexible printed circuit layer 41.

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Abstract

本公开提供一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备，其中电极带包括：带(1)，具有弹性，且具有相对设置的第一面(11)和第二面(12)；电极(4)，具有若干个，固定在所述第一面(11)上，具有穿透所述带(1)而在所述第二面(12)外露的公扣(43)，所述公扣(43)与所述电极(4)电连接。本发明的电极带，结构简单，成本低，能够快速方便地将电极固定在待测对象身体上，固定效率高；具有弹性，当电极带固定于被测对象的胸腔四周时，带的弹力转换为对电极的按压力，可保证电极与胸腔皮肤的良好接触；电极带与馈送线通过公扣、母扣结构分体设置，简化了电极带的设计，使馈送线可以重复使用，降低了电极带的替换成本。

Description

[根据细则37.2由ISA制定的发明名称]　一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备
本公开要求享有2019年12月10日提交的名称为“一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备”的中国专利申请CN201911258539.6的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开属于生物医学电阻抗成像技术领域，更具体地，涉及一种电极带、电极结构、馈送线及电阻抗成像设备。
背景技术
电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)是一种利用被测生物体器官、组织的电阻抗特性进行成像的技术。生物体内(如胸腔内)各组织器官的电阻抗特性差别显著，利用电阻抗成像技术重建出的图像具有较高的对比度。由于电阻抗成像具有分辨率高、成本低、设备轻便、无辐射和非侵入等优点，因而具有广泛的应用前景。
为了进行生物医学电阻抗成像，需要在待测对象身体四周布置一定数量的电极(如16个)，然后通过轮流激励其中相邻两个电极并测量其余各电极间的电位差的方式获得用于图像重建的数据。为此，电极最好能够以简单的方式布置在待测对象身体四周，且与身体接触良好。
目前，将电极固定在待测对象身体上的方法有两种，一种是通过人工，将16个电极逐个固定在待测对象身体周围，这种固定方式，存在电极粘贴过程繁琐、无法确保电极均匀分布且电极馈送线复杂等缺点；另一种是借助皮带，将16个电极首先固定在皮带上，然后将皮带围绕待测对象身体固定，这种固定方式，存在如下缺点：皮带弹性差，电极与生物组织难以始终保持良好接触，电极馈送线复杂、操作不方便，需要根据待测对象的大小调整皮带长度，成本高等。
发明内容
因此，本公开要解决的技术问题在于克服上述技术缺陷，提供一种能够将电极更方便地固定在待测对象身体周围，且固定方式简单，能够使电极与生物组织始终保持良好接触 的电极带。
本公开还提供一种能应用于上述电极带的电极结构。
本公开还提供一种与上述电极带配合使用的馈送线。
本公开还提供一种包含有上述电极带和馈送线的电阻抗成像设备。
为此，本公开提供一种电极带，包括：
带，具有弹性，且具有相对设置的第一面和第二面；
电极，具有若干个，固定在所述第一面上，具有穿透所述带而在所述第二面外露的公扣，所述公扣与所述电极电连接。
在一实施方式中，所述带为弹性织物、弹性硅胶、弹性皮带中的一种或至少两种的组合。
在一实施方式中，沿所述带长度方向，所述电极在所述第一面上均匀或非均匀布置，且布置有至少一行。
在一实施方式中，还包括：
第一连接结构，设置在所述第一面上；
第二连接结构，设置在所述第二面上，且能与所述第一连接结构可拆卸连接。
本公开还提供一种电极结构，能够应用于上述任一项所述的电极带上，包括：
软性印制电路层；
铜箔层，至少为一层，贴合在所述软性印制电路层的顶面和/或底面，形成内芯层；
公扣，与所述内芯层的最外层铜箔层接触连接；
导电硅胶，包覆所述内芯层，且使所述公扣外露。
在一实施方式中，所述铜箔层为两层，分别贴合在所述软性印制电路层的顶面和底面。
在一实施方式中，所述内芯层上设若干透孔，所述导电硅胶熔化为液体后，以铸的方式包覆所述内芯层。
在一实施方式中，所述导电硅胶具有位于所述内芯层外周外侧的部分，使用线穿透所述带和该部分导电硅胶，从而将所述电极固定在所述带上。
本公开还提供一种馈送线，包括：
电极馈送线，一端适于与电阻抗成像终端电连接，另一端设有若干个电极接口，所述电极接口上设有母扣，所述母扣适于与上述任一项所述的公扣扣接，以实现电连接。
在一实施方式中，所述电极馈送线包括：
I型馈送线，一端适于与所述电阻抗成像终端连接，另一端延伸分出两个子接口；
II型馈送线，具有两个，一端与所述子接口连接，另一端延伸分出两段，每段上设置有至少一个电极接口，所述电极接口上设置有所述母扣。
本公开还提供一种电阻抗成像设备，包括电极带，馈送线和电阻抗成像终端，其特征在于：所述电极带为上述任一项所述的电极带，所述馈送线为上述任一项所述的馈送线。
在一实施方式中，所述电极带中的电极，采用上述任一项所述的电极结构。
本公开提供的技术方案，具有以下优点：
1.本公开的电极带，包括带和电极，带具有弹性且具有相对设置的第一面和第二面，电极固定在第一面上，具有公扣，公扣朝向所述第一面穿透带而从第二面外露，用于与馈送线电连接；本公开的电极带，1)结构简单，成本低，能够快速方便地将电极固定在待测对象身体上，固定效率高；2)带具有弹性，当电极带固定于被测对象的胸腔四周时，带的弹力转换为对电极的按压力，可保证电极与胸腔皮肤的良好接触，而且弹性的带也可以很好地适应被测对象的呼吸运动，有利于对胸腔的长时间监测、实时成像；带材料的适当弹性保证了电极在胸腔四周的均匀分布以及各个电极位于同一断层表面，这对于图形重建模型的构建非常有利；3)电极带与馈送线通过公扣、母扣结构分体设置，避免了将馈送线放置于电极带中，简化了电极带的设计，使馈送线可以重复使用，降低了电极带的替换成本，也有利于改善不同病人使用电极带的卫生情况。
2.本公开的电极带，电极在带的第一面上均匀或非均匀布置，且布置有至少一行，可以便于不同情况下的使用。
3.本公开的电极带，在第一面上设有第一连接结构，在第二面上设有第二连接结构，第一连接结构和第二连接结构可拆卸连接；当向待测对象的胸腔固定电极带时，第一连接结构和第二连接结构配合连接，可以将电极带快速固定在被测对象身体上。
4.本公开提供的电极结构，包括软性印制电路层、铜箔层、公扣和导电硅胶；软性印制电路层、铜箔层和导电硅胶均为柔性，形变能力强，当将电极带固定于待测对象身体时，电极结构可柔性贴合于身体轮廓，接触面积大，且接触效果好；公扣便于穿透带与馈送线的母扣进行扣接。
5.本公开提供的电极结构，由软性印制电路层和铜箔层形成的内芯层上，具有若干透 孔，导电硅胶熔化为液体后，以铸的方式包裹内芯层，形成本公开的电极结构，这种结构导电能力好，接触面积大，且不易分层。
6.本公开的电极结构，导电硅胶具有位于内芯外周外侧的部分，使用线穿透带和该部分导电硅胶，从而将电极固定在带上；线的固定方式，固定牢固，且环保安全。
7.本公开提供的馈送线，包括电极馈送线，电极馈送线的一端与电阻抗成像终端电连接，另一端设有若干电极接口，所述电极接口上设有母扣，母扣适于与上述的公扣扣接，以实现电连接。本公开的馈送线与电极带分体设置，能够多次使用，电极带更换后，馈送线可继续使用，降低了成本。
8.本公开的馈送线，主线包括I型馈送线和II型馈送线，I型馈送线的一端适于与电阻抗成像终端连接，另一端延伸分出两个子接口；II型馈送线具有两个，一端与所述子接口连接，另一端延伸分出两段，每段上设置有至少一个电极接口，所述电极接口上设置有所述母扣。这种结构设计，结构简单，收纳方便，长度灵活，当与电极带连接时更简洁。
当电极带固定在待测对象身体上时，将两个II型馈送线通过公扣、母扣扣接在电极带上，操作者可以随时将I型馈送线与II型馈送线分开或再次连接，避免了从待测对象身上多次拆装馈送线。
9.本公开还提供一种电阻抗成像设备，包括有电极带、馈送线和电阻抗成像终端；电极带采用上述的电极带，馈送线采用所述的馈送线；由于采用了上述的电极带和馈送线，因而具有因采用上述电极带和馈送线所带来的所有优点。
10.本公开的电阻抗成像设备，电极带中的电极，采用上述的电极结构；由于采用了上述的电极结构，因而具有因采用上述电极结构所带来的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术或本公开具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍。
图1是本公开电极带的正面示意图。
图2是本公开电极带的侧面示意图。
图3是本公开电极带的背面示意图。
图4是本公开I型馈送线的示意图。
图5是本公开II型馈送线的示意图。
图6是II型馈送线与电极带背面连接的示意图。
图7是电极制作过程及将电极缝制到带上的原理示意图。
图8是电阻抗成像系统的工作示意图。
图9是上盖与缝制到带上的公扣进行组装的结构示意图。
附图标记：1、带；11、第一面；12、第二面；2、第一连接结构；3、第二连接结构；4、电极；41、柔性印制电路层；42、铜箔层；43、公扣；431、公扣座；4311、片状基层；4312、柱状体；432、上盖；4321、卡扣槽；4322、公扣柱；44、导电硅胶；45、透孔；5、主线；50、母扣；51、I型馈送线；511、子接口；52、II型馈送线；521、电极接口；6、电阻抗成像终端。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本公开的技术方案进行详细描述。
实施例1
本实施例提供一种电极带，如图1-3所示，包括：带1，具有弹性，且具有相对设置的第一面11和第二面12；电极4，具有若干个，固定在所述第一面11上，具有穿透所述带1而在所述第二面12外露的公扣43，所述公扣43与所述电极4电连接。
所述带1为弹性织物，作为变形设计方案，所述带1可以是弹性硅胶、弹性皮带、橡胶带中的一种或至少两种的组合。
沿所述带1长度方向，所述电极4在所述第一面11上均匀布置，且布置有一行。根据实际需要，也可以使电极4在第一面11上非均匀布置，且布置有至少一行。
还包括：第一连接结构2，设置在所述第一面11上；第二连接结构3，设置在所述第二面12上，且能与所述第一连接结构2可拆卸连接。
本实施中，第一连接结构2为魔术贴勾面，第二连接结构3为魔术贴毛面，二者也可互换，也可以采用其他可拆卸连接的结构。
具体的，本实施例用于电阻抗成像的电极带上安装有16个电极，均匀分布在带1上。电极馈送线由一端延伸出16个电极接口用于与电极带上的16个电极进行连接，电极接口 与电极采用纽扣式连接(即公扣43与母扣50)。
本实施例的电极带，1)结构简单，成本低，能够快速方便地将电极4固定在待测对象身体上，固定效率高；2)带1具有弹性，当电极带固定于被测对象的胸腔四周时，带1的弹力转换为对电极4的按压力，可保证电极4与胸腔皮肤的良好接触，而且弹性的带1也可以很好地适应被测对象的呼吸运动，有利于对胸腔的长时间监测、实时成像；带1材料的适当弹性保证了电极4在胸腔四周的均匀分布以及各个电极4位于同一断层表面，这对于图形重建模型的构建非常有利；3)电极带与馈送线通过公扣43、母扣50结构分体设置，避免了将馈送线放置于电极带中，简化了电极带的设计，使馈送线可以重复使用，降低了电极带的替换成本，也有利于改善不同病人使用电极带的卫生情况。
实施例2
本实施例提供一种电极结构，能够应用于实施例1所述的电极带上，如图7所示，包括：软性印制电路层41；铜箔层42，具有两层，贴合在所述软性印制电路层41的顶面和底面，形成内芯层；公扣43，与所述内芯层的最外层铜箔层42接触连接；导电硅胶44，包覆所述内芯层，且使所述公扣43外露。
作为变形设计方案，铜箔层42也可以为一层或多于两层，分别贴合在所述软性印制电路层41的顶面和/或底面。
具体的，软性印制电路层41与铜箔层42以热压方式贴合在一起。
本实施例的电极结构，软性印制电路层41、铜箔层42和导电硅胶44均为柔性，形变能力强，当将电极带固定于待测对象身体时，电极结构可柔性贴合于身体轮廓，接触面积大，且接触效果好；公扣43便于穿透带1与馈送线的母扣50进行扣接。
所述内芯层上设若干透孔45，所述导电硅胶44熔化为液体后，以铸的方式包覆所述内芯层，形成本实施例的电极结构，这种结构导电能力好，接触面积大，且不易分层。
如图7所示，所述导电硅胶44具有位于所述内芯层外周外侧的部分，使用线穿透所述带1和该部分导电硅胶44，从而将所述电极4固定在所述带1上。
本实施例中，导电硅胶44最后成型为长方形，本领域的技术人员，根据实际需要，也可以将导电硅胶44成型为圆形、正方形或其他形状。
所述公扣43包括：公扣座431，包括片状基层4311和设置在所述片状基层4311上 的柱状体4312；上盖432，包括卡扣槽4321和与所述卡扣槽4321相对的公扣柱4322；所述柱状体4312穿透所述带1后，所述卡扣槽4321可拆卸地扣合在所述柱状体4312上，所述公扣柱4322外露。
公扣43也可以用现有技术中任何可用的其他结构。
实施例3
本实施例提供一种馈送线，如图4、5、6、8所示，包括：电极馈送线5，一端适于与电阻抗成像终端6电连接，另一端设有若干个电极接口521，所述电极接口521上设有母扣50，所述母扣50适于与实施例1或2中所述的公扣43扣接，以实现电连接。
在一实施方式中，所述电极馈送线5包括：I型馈送线51，一端适于与所述电阻抗成像终端6连接，另一端延伸分出两个子接口511；II型馈送线52，具有两个，一端与所述子接口511连接，另一端延伸分出两段，每段上设置有4个电极接口521，所述电极接口521上设置有所述母扣50。
本实施例的馈送线，当电极带固定在待测对象身体上时，将两个II型馈送线52通过公扣43、母扣50扣接在电极带上，操作者可以随时将I型馈送线51与II型馈送线52分开或再次连接，避免了从待测对象身上多次拆装馈送线。
实施例4
本实施例提供一种电阻抗成像设备，包括电极带，馈送线和电阻抗成像终端6，所述电极带为实施例1中所述的电极带，所述馈送线为实施例3中所述的馈送线。
由于采用了上述实施例中的电极带和馈送线，因而具有因采用上述电极带和馈送线所带来的所有优点。
在一实施方式中，所述电极带中的电极4，采用实施例2中所述的电极结构。由于采用了上述的电极结构，因而具有因采用上述电极结构所带来的所有优点。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变 动仍处于本公开创造的保护范围之中。

Claims (12)

  1. 一种电极带，其中：包括：
    带(1)，具有弹性，且具有相对设置的第一面(11)和第二面(12)；
    电极(4)，具有若干个，固定在所述第一面(11)上，具有穿透所述带(1)而在所述第二面(12)外露的公扣(43)，所述公扣(43)与所述电极(4)电连接。
  2. 根据权利要求1所述的电极带，其中：所述带(1)为弹性织物、弹性硅胶、弹性皮带中的一种或至少两种的组合。
  3. 根据权利要求1所述的电极带，其中：沿所述带(1)长度方向，所述电极(4)在所述第一面(11)上均匀或非均匀布置，且布置有至少一行。
  4. 根据权利要求1所述的电极带，其中：还包括：
    第一连接结构(2)，设置在所述第一面(11)上；
    第二连接结构(3)，设置在所述第二面(12)上，且能与所述第一连接结构(2)可拆卸连接。
  5. 一种电极结构，能够应用于权利要求1-4中任一项所述的电极带上，其中：包括：
    软性印制电路层(41)；
    铜箔层(42)，至少为一层，贴合在所述软性印制电路层(41)的顶面和/或底面，形成内芯层；
    公扣(43)，与所述内芯层的最外层铜箔层(42)接触连接；
    导电硅胶(44)，包覆所述内芯层，且使所述公扣(43)外露。
  6. 根据权利要求5所述的电极结构，其中：所述铜箔层(42)为两层，分别贴合在所述软性印制电路层(41)的顶面和底面。
  7. 根据权利要求5所述的电极结构，其中：所述内芯层上设若干透孔(45)，所述导电硅胶(44)熔化为液体后，以铸的方式包覆所述内芯层。
  8. 根据权利要求5-7中任一项所述的电极结构，其中：所述导电硅胶(44)具有位于所述内芯层外周外侧的部分，使用线穿透所述带(1)和该部分导电硅胶(44)，从而将所述电极(4)固定在所述带(1)上。
  9. 一种馈送线，其中：包括：
    电极馈送线(5)，一端适于与电阻抗成像终端(6)电连接，另一端设有若干个电极接 口(521)，所述电极接口(521)上设有母扣(50)，所述母扣(50)适于与权利要求1-8中任一项所述的公扣(43)扣接，以实现电连接。
  10. 根据权利要求9所述的馈送线，其中：所述电极馈送线(5)包括：
    I型馈送线(51)，一端适于与所述电阻抗成像终端(6)连接，另一端延伸分出两个子接口(511)；
    II型馈送线(52)，具有两个，一端与所述子接口(511)连接，另一端延伸分出两段，每段上设置有至少一个电极接口(521)，所述电极接口(521)上设置有所述母扣(50)。
  11. 一种电阻抗成像设备，包括电极带，馈送线和电阻抗成像终端(6)，其中：所述电极带为权利要求1-8中任一项所述的电极带，所述馈送线为权利要求9-10中任一项所述的馈送线。
  12. 根据权利要求11所述的电阻抗成像设备，其中：所述电极带中的电极(4)，采用如权利要求5-8中任一项所述的电极结构。
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