Ecg手持测量仪的制作方法

专利名称：Ecg手持测量仪的制作方法
ECG手持测量仪本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述设计为便携式手持测量仪的ECG仪。一般而言，本发明涉及使用形式上为电容式电极的ECG传感器检测心电图(ECG)。用电容式电极测量心电图，可以与利用传统的电流电极得到相同的结果。电容式电极的优点在于，不需要直接与皮肤接触，甚至可以穿过衣服测量。由 Martin Oehler, Meinhard Schilling 和 Hans Dieter Esperer 在 BiomedTech2009 ；54:329-335上公开发表的论文，已知一种电容式ECG系统用于测量标准放电量(Standardableitung)和体表电位图。本发明的目的是，对上面提及的公开发表论文中所介绍的ECG仪，在其在日常医学使用时的实际可使用性方面加以改进。所述目的通过权利要求1中说明的发明达到。从属权利要求提供本发明有利的进
一步发展。一般而言，本发明涉及一种设计为便携式手持测量仪的ECG仪。这种手持测量仪的优点是，它可以用简单的方式操作并能到处使用，尤其还可以带到事故现场。这种手持测量仪还有一个优点，在相应地紧凑设计的情况下，可以由医生长久携带或常设在救护车和医生急救用汽车内随行。按本发明这种便携式手持测量仪进一步的发展在于，形式上为电容式电极的ECG传感器至少部分埋入固定在外壳上的泡沫材料块内。这些ECG传感器被泡沫材料块固定并弹性地支承在所述泡沫材料块内。业已证明，通过使用这种泡沫材料块同样可以解决多个为了能特别符合实际地设计包括电容式电极的ECG仪带来的问题。例如泡沫材料首先造成电极彼此按期望绝缘。此外，电极通过埋入泡沫材料块已经固定和由此保持，从而可以取消会影响电容式电极功能和测量精度的其他固定件。此外，通过泡沫材料块可以用简单和利落的方式实现ECG传感器的弹性支承，这种弹性支承对人的胸部形状有高的适应能力。反之，由前言列举的公开发表的论文已知的ECG仪有一个个通过螺旋弹簧弹性地安装在外壳内的电容式电极，这样做已在实际工作中表明是不利的，因为电极场对人胸廓的适应能力不够，此外往往导致弹簧机构卡死在电极与周围的外壳部分之间。所有这些问题现在都可以通过按权利要求1所述的发明以经济和利落的方式解决。泡沫材料块可以安放在外壳的留空内，例如外壳通孔内。按本发明有利的进一步发展，泡沫材料块固定在ECG仪的外壳表面上。这样做允许泡沫材料块简单地固定在外壳上，无需大的外壳通孔。此时在外壳内只需要一个小孔，用于穿过ECG传感器的连接电缆。按本发明有利的进一步发展，ECG传感器设置在泡沫材料块背对外壳的那一侧。这样做的优点是，在传感器与要检测的人的胸部区之间的距离最小，其结果是导致改善信号检测。ECG传感器可以完全埋入泡沫材料块，或仅部分埋入，亦即从泡沫材料块伸出少许。在将ECG传感器完全埋入泡沫材料块时， ECG传感器也可以被泡沫材料层覆盖。
按本发明有利的进一步发展，ECG传感器未被泡沫材料块的材料覆盖，也就是说，可以从外侧可以说在俯视泡沫材料块时看到。这样做的优点是，使ECG传感器的检测灵敏
度最闻。按本发明有利的进一步发展，ECG传感器设置在泡沫材料块背对外壳的那一侧，离泡沫材料块背对外壳的表面大体相同的距离。由此可以保证通过许多ECG传感器均匀地信号检测。泡沫材料块背对外壳的表面可例如是平面。按本发明有利的进一步发展，泡沫材料块在其背对外壳的那一侧成形为凸状。泡沫材料块在其背对外壳的那一侧这种凸出的形状，可例如通过在ECG仪外壳上的一个用于安放泡沫材料块的固定面相应地凸的造型造成。同样可以将泡沫材料块本身成形为相应的凸状。按本发明另一项有利的进一步发展，ECG传感器沿凸形表面布置，尤其在泡沫材料块背对外壳那一侧沿泡沫材料块同样凸的造型布置。所述凸的造型有利地允许ECG仪的传感器区更好地适应人们不同形状的胸部区。尤其是，由此不仅可以适应下凹的胸部形状，而且在泡沫材料块设计得比较软的情况下也能够适应外凸的胸部形状。按本发明有利的进一步发展，在泡沫材料块和设在泡沫材料块内的ECG传感器上面，绷套一个流体密封的、能清洗和能擦洗消毒的护罩。这样做的优点是，防止ECG传感器和泡沫材料接触例如用于清洁 和消毒的液体。此外，所述护罩允许ECG仪方便地清洗和消毒。有利的是护罩能擦洗消毒，也就是说，它通过用消毒剂清洗便已经能符合医学要求地消毒。护罩可以用纺织材料组成，例如机织织物或非织造织物，由皮革或由无孔封闭的塑料组成。适用于护罩的材料例如是胶乳、微纤维材料或Goretex面料。按本发明有利的进一步发展，护罩由一种不能产生静电的塑料组成。其优点在于，能可靠避免静电对ECG传感器信号造成的不良影响。护罩可例如由聚氨酯薄膜组成。业已证实，也使用于创伤膏药的熟石膏材料非常适用于此。因此本发明还涉及使用聚氨酯薄膜作为护罩，以保护ECG仪的泡沫材料块。按本发明有利的进一步发展，护罩可以借助可溶解的胶粘剂和/或尼龙粘扣带固定在ECG仪的外壳上。为此，护罩和/或外壳可以有相应的胶粘点或胶条。按本发明有利的进一步发展，护罩可以设计为能一次性使用后废弃的物品。这样做的优点是，护罩可以迅速更换而无需清洗。原则上可为泡沫材料块使用任何柔性泡沫材料,例如PE泡沫材料。有可能不仅使用软的而且使用硬的泡沫材料。在硬泡沫材料的情况下，为了使ECG传感器区能适应于人们不同的胸部形状所需要的弹性和柔性，例如通过泡沫材料的切割或开槽造成。按本发明有利的进一步发展，泡沫材料块有耐压强度在2至30RG范围内。因此，泡沫材料块一方面为了能灵活适应人们不同的胸部形状有足够的柔软度，另一方面泡沫材料块为了可靠固定和支承ECG传感器还有足够的稳定性。按本发明有利的进一步发展，泡沫材料块有单位体积重量在25至45kg/m3范围内。因而允许使用足够稳定和尽管如此仍是柔性的泡沫材料。
按本发明有利的进一步发展，泡沫材料块全部或部分由粘弹性泡沫组成。作为粘弹性材料可例如采用胶乳。使用粘弹性泡沫的优点是，泡沫材料块一方面能良好适应病人的体形，而且基于粘弹性泡沫特殊的性质，泡沫材料块能比较长时间地保持受体温作用一次性已取得的形状，并因而与体形相适应。这样做的优点是，ECG仪的操作更加简便，以及在粘弹性泡沫相应地形状调整后，可以用小的力量固定在病人身上。此外，粘弹性泡沫尤其在低的温度下能良好地加工。ECG仪可已经配备有输入和显示装置，例如为了输入必要的调整和为了显示ECG信号。当然，业已表明这种ECG仪因而比较重和不能携带，为了作为便携式手持测量仪使用有利的是，将这种ECG仪设计为单纯的ECG信号检测仪，没有自己的用于表示所接收ECG信号的显示器。在这种情况下，ECG仪可以无线工作和有内置电源。其结果是，当在实际医学使用中应用和操作ECG仪时，允许有最大可能的灵活性。按本发明有利的进一步发展，ECG仪有无线数据接口，通过它可以将接收的ECG数据传给单独的数据处理计算机或单独的显示器。ECG仪可例如配备有存储器，它允许储存全部ECG检测接收的ECG信号。然后在检测结束时，例如通过无线数据接口或电缆，将储存的ECG数据传给数据处理计算机或单独的显示器。在这种情况下，评估所接收的ECG信号，可以事后在数据处理计算机或单独的显示器中实施。按本发明有利的进一步发展，ECG仪设置用于在ECG检测期间，通过无线数据接口，无线数据传输接收的ECG数据。这便允许与检测同时，亦即实时，在单独的数据处理计算机或单独的显示器上显示接收的ECG数据。按本发明有利的进一步发展，外壳在背对传感器区那一侧有至少一个操作元件和/或信号显示元件，后者并不设置用于ECG信号显示。借助信号显示元件可尤其向操作者指示，ECG仪是否为了 ECG检测正确定位在人的胸廓上。信号显示元件可例如设计为一个光敏二极管或几个光敏二极管的形式，例如不同颜色的光敏二极管，通过它们例如借助红/绿不同的颜色向操作者指示，ECG仪是否为了 ECG检测正确定位在人的胸廓上。信号显示元件也可以是字母数字的IXD显示器。操作元件可例如是开关或按钮，借助它可以完成规定的调整，如灵敏度和表示方式。按本发明有利的 进一步发展，其中一个、一部分或全部ECG传感器，有圆柱形杯状金属件，包括基本上封闭的底部和背对底部设计有卡扣固定元件的冠状端部区。此外设传感器板，包括至少三个设计为彼此绝缘的印制导线平面，所述传感器板可以嵌入和卡扣在杯状金属件内。此外本发明还涉及一种形式上为电容式电极具有上述有利结构的ECG传感器。ECG传感器的这种结构的优点是，传感器能简单和经济地制造，以及特别适用于低成本大批量生产。按本发明有利的进一步发展，传感器板在其面朝杯内部，亦即面朝杯状金属件内部的那一侧，有环形印制导线，在将传感器板卡扣在杯状金属件中后，通过所述印制导线在传感器板与杯状金属件之间建立电触点接通。在这里，这种杯状金属件起屏蔽外部干扰信号的作用。这样做的优点是，能用筒单和迅速的方式，亦即通过传感器板简单地卡扣在杯状金属件内，还可以在传感器板与杯状金属件之间建立为了屏蔽需要的电触点接通。由此可以进一步优化ECG传感器的大批量生产。按本发明有利的进一步发展，ECG仪有至少一个电连接元件，用于连接至少一个外部ECG传感器。所述电连接元件可例如设计用于安装电插塞连接器的插座。这样做的优点是，使ECG仪在其功能方面可以通过外部ECG传感器得到扩展。外部ECG传感器可例如设计为电容式电极或设计为传统的电流电极。按本发明有利的进一步发展，ECG仪有至少一个电连接元件，用于连接外部夹钳电极(Kla_erelektrode)。借助所述夹钳电极可例如在应为他进行ECG照相的病人与ECG仪之间建立电位均等。按本发明有利的进一步发展，夹钳电极不仅有电位均等触点，而且有外部ECG传感器。外部ECG传感器和电位均等电极可以通过一根公共的多芯电缆与ECG仪连接。这允许借助外部ECG传感器和电位均等电极扩展ECG仪的功能，为此不必连接多个连接电缆。以此方式可以避免“电缆混乱”。本发明还包含一个外部夹钳电极，它不仅有电位均等电极，而且有外部ECG传感器。外部ECG传感器有利地同样设计为电容式电极。按本发明有利的进一步发展，至少一个外部ECG传感器通过电缆与ECG仪固定连接。此ECG仪在外壳内有电缆卷取机构。这允许简单和迅速地将电缆，必要时与外部ECG传感器一起，整齐摆放在ECG的外壳内。由此ECG在不用时能轻便地携带。另一个优点是，外部ECG传感器和连接电缆始终一起行动和不会被遗忘。按本发明有利的进一步发展，至少一个卫星电极装置(Satellitenelektrodenanordnung)可以与ECG仪连接,该卫星电极装置有多个形式上为电容式电极的ECG传感器。可例如使用按上述实施形式的电容式电极。为此ECG传感器有接头，它设置用于触点接通卫星电极装置的多个ECG传感器。所述卫星电极装置的优点在于，由此提供一种外部传感垫，借助它赋予ECG信号检测附加的可能性，尤其在操作和配置卫星电极装置时有附加的灵活性。卫 星电极装置可与设置在ECG仪的传感器区内的ECG传感器类似地设计，例如可以在卫星电极装置外壳上埋入固定在外壳上的泡沫材料块内。有利的是，卫星电极装置在结构上设计为略小于ECG仪。下面利用附图借助实施例详细说明本发明。其中:

图1表示ECG仪分解图；图2示意表示另一种实施形式的ECG仪和数据处理计算机；图3表示ECG传感器；以及图4-6表示ECG传感器的结构详图。附图中彼此对应的部分使用相同的标记。图1表示ECG仪I透视图，它设计为便携式手持测量仪。ECG仪I有包括把手区3的外壳2。在外壳一侧,把手区3外部,设传感器区4。在传感器区4内设置泡沫材料块6。泡沫材料块6在外壳2背对把手区3的表面固定在外壳2上。在泡沫材料块6内埋入许多ECG传感器5,例如按矩阵的方式。如已知的那样,泡沫材料块6设计为从外壳向前曲拱,亦即凸形。在泡沫材料块6和埋入其中的电极上面绷套护罩7。为了通过ECG传感器接收ECG信号所需要的全部构件均已处于外壳2内，例如数据处理电子器件、数据传输接口，尤其无线接口、以及电源。此外，在外壳2的侧壁上还设电连接元件12，例如接线插座，通过它可将外部构件，例如外部ECG传感器，与ECG仪I连接。
图2用线路框图示意表示ECG仪I另一种实施形式。按图2的ECG仪I此外有与按图1的ECG仪I相同的结构。在图2中示意和仅借助四个传感器举例说明ECG传感器5。按图2的ECG仪I有内置电源8，例如蓄电池。蓄电池可以通过装在外壳2上的充电接头充电。与之不同，可以取代借助单独的充电接头，蓄电池8的充电通过在外壳2内电能互感耦合实施。在这种情况下，外壳2内设感应接收线圈。此外，在外壳2内还设数据处理电路17和无线接口组件9。数据处理电路17评估ECG传感器5的信号，并将经过评估的信息，通过无线接口组件9，经由无线数据传送路线18传给数据处理计算机20。通过例如可设计为蓝牙组件的无线接口组件9，可以在ECG仪I与外部数据处理计算机20之间进行双向数据交换。例如可以将接收的ECG信号从ECG仪I传给外部数据处理计算机20，以及例如可以将测量调整从外部数据处理计算机20传给ECG仪I。接收的ECG信号然后可以在数据处理计算机20上借助相应的软件图解表示。此外，ECG仪I还有例如安置在外壳背侧的显示元件11，以及有三个例如设计为按钮形式的操作元件10。通过按钮10可以在ECG仪I中进行规定的调整。通过显示元件11可以指示ECG仪某些功能状况，例如工作准备就绪、蓄电池8未充分充电或电极5在病人身上正确定位。ECG仪I还可以例如在其背侧有较大的能图解表示的显示器，在显示器上可以直接表示接收的ECG信号。有利地，所述显示器可以是设置在ECG仪I背侧的Tablet-PC的组成部分，它除了显示ECG信号外，还可以实施ECG仪扩展的调整可能性。此外，按图2的ECG仪I有电连接元件12。图2表示，通过多芯电导线16连接外部夹钳电极14与连接元件12。夹钳电极14有结构设计可以与ECG传感器5类似的外部ECG传感器13以及电位均等电极15。前言所述的卫星电极装置，可以按与上述夹钳电极14类似的方式，通过电导线与ECG仪I连接。为此电连接元件12有附加的电触点，用于触点接通卫星电极装置的多个ECG传感器。图3更详细地表示形式上为电容式电极的ECG传感器5。ECG传感器5由杯状金属件30和传感器板33构成。在这里，传感器板33借助卡扣固定嵌入杯状金属件30端部区32内。传感器板33在其设置在杯状金属件30内部的那一侧有信号处理电路34,它包含例如阻抗变换器、放大器和滤波电路。信号处理电路34通过连接电缆36与外壳2内的数据处理电路17连接，所述连接电缆36穿过设在杯状金属件30底部31中的孔35。图4表不ECG传感器5的杯状金属件30和将其嵌装在杯状金属件30内前的传感器板33。可以看出，杯状金属件30设计有基本上封闭的底部31，其中制有穿过电缆36的通孔35。杯状金属件30在端部区32内有卡扣固定元件40，它们环形地呈冠状排列在端部区32内。传感器板33有面朝外，亦即不面向杯状金属件30内部的电极层50，它可以设有绝缘层。在这里电极层50起电容式ECG传感器传感面的作用。杯状金属件30用作相对于外部干扰场的屏蔽外壳。图5和6通过其他视图表不卡扣机构和表不传感器板33更准确的结构。图5和6表不杯状金属件30的侧壁和传感器板33的局部剖视图 。由图5可以看出，传感器板33有包括至少五个分层的结构。从传感器板33当装配在杯状金属件30内后面朝外的上侧开始，传感器板33有电极层50，在它下面有第一绝缘层51，在它下面有导电的屏蔽层52，在它下面有第二绝缘层53，以及最后在它下面有导电的触点接通层54。生产这种传感器板33，例如能比生产设计有印制导线平面的印刷电路板便宜得多。在这种情况下，分层50、52、53设计为印刷电路板的印制导线平面，绝缘层51、53设计为由印刷电路板材料组成，例如由玻璃纤维增强的环氧化物组成的平面。在图5和6中没有表示的信号处理电路34，可以直接在第二绝缘层53的下侧构成，第二绝缘层53有另一些印制导线和相应地设置在它上面的电子构件。电极层50借助触点接通装置与信号处理电路34连接。按类似的方式，屏蔽层52通过触点接通装置与触点接通层54连接。触点接通层54有利地设计为环形印制导线，它围绕在中间的信号处理电路34元件。此外，图5还表不卡扣兀件40的基本构型。从杯状金属件30其中嵌入传感器板33的开口侧出发，卡扣元件40首先有短的朝向杯内部倾斜的倾斜区55。随后是倾斜方向相反的第二倾斜区56，它沿传感器板33的插入方向略长于第一倾斜区55。接着是弹性区57，在此区域内卡扣元件的壁厚大体保持相同。当然这一点在这里并不重要。重要的是，在弹性区57内的壁厚足够小，目的是为了传感器板33的卡扣效果保证有足够的弹性作用。大体水平延伸的止挡面58与弹性区57连接。图6表示杯状金属件30和已嵌入的传感器板33。可以看出，基于卡扣固定,卡扣固定元件40略向外弯曲并因而造成预紧力，通过这种预紧力将传感器板33固定在杯状金属件30内。在这里，传感器板33贴靠在止挡面58上，所述止挡面58为传感器板33提供规定的止挡。基于配置的触点接通层54，所以通过此触点接通层54同时借助止挡面58建立屏蔽层52与杯状金属件30之间的电接触。由此使屏蔽层52与杯状金属件30电连接。从而实际上构成 一个围绕信号处理电路34的法拉第笼。
权利要求
1.一种设计为便携式手持测量仪的ECG仪(I)，有一个外壳(2)，它包括把手区(3)和/或握把，其中，把手区⑶和/或握把设计用于由操作者握持ECG仪(I)，以及ECG仪(I)有设在把手区(3)和握把外部的传感器区(4)，在所述传感器区(4)内设许多形式上为电容式电极的ECG传感器(5)，其特征为:在传感器区(4)内，在外壳(2)上固定有泡沫材料块(6)，以及ECG传感器(5)固定在泡沫材料块(6)上或泡沫材料块￠)内，并借助泡沫材料块(6)被弹性地支承。
2.按照权利要求1所述的ECG仪，其特征为，泡沫材料块(6)固定在ECG仪(I)的外壳表面上。
3.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，ECG传感器(5)设置在泡沫材料块(6)背对外壳(2)的那一侧。
4.按照权利要求3所述的ECG仪，其特征为，在泡沫材料块(6)背对外壳(2)那一侧的ECG传感器(5)未被泡沫材料块￠)的材料覆盖。
5.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，泡沫材料块(6)在其背对外壳(2)的那一侧成形为凸状。
6.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，在泡沫材料块(6)和设在泡沫材料块出)内的ECG传感器(5)上 面绷套一个流体密封的、能清洗和能擦洗消毒的护罩(7)。
7.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，在泡沫材料块(6)和设在泡沫材料块(6)内的ECG传感器(5)上面绷套一个由不能产生静电的塑料组成的护罩(7)。
8.按照权利要求7所述的ECG仪，其特征为，所述护罩(7)由聚氨酯薄膜组成。
9.按照权利要求6至8之一所述的ECG仪，其特征为，所述护罩可以借助可溶解的胶粘剂和/或尼龙粘扣带固定在外壳(2)上。
10.按照权利要求1所述的ECG仪，其特征为，泡沫材料块(6)有耐压强度在1.5至5kPa范围内。
11.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，泡沫材料块(6)有单位体积重量在10至45kg/m3范围内。
12.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，泡沫材料块全部或部分由粘弹性泡沫组成。
13.按照权利要求12所述的ECG仪，其特征为，在泡沫材料块背对外壳的那一侧，泡沫材料块有一个由粘弹性泡沫构成的层。
14.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，ECG仪有无线数据接口(9)，通过它可以将接收的ECG数据传给单独的数据处理计算机(20)或单独的显示器。
15.按照权利要求14所述的ECG仪，其特征为，ECG仪设计为单纯的ECG信号检测仪，没有自己的用于表示所接收ECG信号的显示器，它可以无线工作和有内置电源(8)。
16.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，外壳(2)在背对传感器区(4)那一侧有至少一个操作元件(10)和/或信号显示元件(11)，该信号显示元件(11)并不设置用于ECG信号显不。
17.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，其中一个、一部分或全部ECG传感器(5)，有圆柱形杯状金属件(30)，包括底部(31)和背对底部(31)设计有卡扣固定元件(40)的冠状端部区(32)，以及有包括至少三个通过绝缘层彼此分开的印制导线平面(50、`52、54)的传感器板(33),它可以嵌入和卡扣在杯状金属件(30)内。
18.按照权利要求17所述的ECG仪，其特征为，传感器板(33)在其面朝杯内部的那一侧有环形印制导线(54)，在将传感器板(33)卡扣在杯状金属件(30)中后，通过所述印制导线(54)在传感器板(33)与杯状金属件(30)之间建立电触点接通。
19.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，ECG仪(I)有至少一个电连接元件(12)，用于连接至少一个外部ECG传感器(13)。
20.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，ECG仪(I)有至少一个电连接元件(12)，用于连接至少一个电位均等电极(15)。
21.按照权利要求20所述的ECG仪，其特征为，电位均等电极(15)可与形式上为夹钳电极(14)的外部ECG传感器(13)连接，以及外部ECG传感器(13)和电位均等电极(15)可通过一根公共的多芯电缆(16)与ECG仪⑴连接。
22.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，至少一个外部ECG传感器(13)通过电缆(16)与ECG仪⑴固定连接，其中，ECG仪⑴在外壳⑵内有电缆(16)卷取机构。
23.按照上述任一项权利要求所述的ECG仪，其特征为，至少一个卫星电极装置可以与ECG仪连接，它有多 个形式上为电容式电极的ECG传感器。
24.应用聚氨 酯薄膜作为护罩(7)来保护按照上述任一项权利要求所述ECG仪的泡沫材料块⑶。
全文摘要
本发明涉及一种设计为便携式手持测量仪的ECG仪(1)，有一个外壳(2)，它包括把手区(3)和/或握把，其中，把手区(3)和/或握把设计用于由操作者握持ECG仪(1)，以及ECG仪(1)有设在把手区(3)和握把外部的传感器区(4)，在所述传感器区(4)内设许多形式上为电容式电极的ECG传感器(5)。在这里，ECG传感器(5)至少部分埋入固定在外壳(2)上的泡沫材料块(6)内，以及ECG传感器(5)被泡沫材料块(6)固定并弹性地支承在所述泡沫材料块(6)内。
文档编号A61B5/0408GK103167827SQ201180049395
公开日2013年6月19日 申请日期2011年8月10日 优先权日2010年8月12日
发明者H.伯格, M.希林, M.奥勒 申请人:凯皮考有限公司