用于生理监测的电极阵列和包括或利用电极阵列的设备的制作方法

本公开总体涉及生理信号监测和电极阵列的领域。

背景技术：

疼痛感是生物、认知、行为、文化和环境因素的极其复杂的相互作用。身体对损伤或有害性刺激(例如，急性疼痛)的反应首先是因伤害性刺激激活自主神经和荷尔蒙通路而产生的生理反应。伤害性感受是指即使在无意识的受试者中也引起自主反应的有害性刺激的检测、转导和传输。多年以来，多项研究已调查不同生理参数的伤害性感受相关的变化作为在手术期间对伤害性感受的水平的客观评价的基础。

皮肤电导反应是当汗液增加时皮肤立刻变成电的更好的导体的现象。因此，已经暴露于生理激发状态的受试者将显示皮肤的两个区域之间的阻力的突然下降。皮肤电导和疼痛之间的相关性已被证明在于皮肤电导响应于伤害性感受而升高。因此，皮肤电导的变化的测量对于提供疼痛水平的指示是有用的。

皮肤电导的确定通常是基于从活性电极和非活性电极中获得的测量，活性电极经配置以产生电信号(诸如，电流)，非活性电极经配置以采集电信号。通常，活性电极和非活性电极定位在(同一只)手的两个手指上或定位在手掌上。

光体积描记波形可以提供关于诸如心率(hr)、心率变异性(hrv)和光体积描记振幅(ppga)等参数的信息。这些参数被称为自主功能和伤害性反应的指示符。

虽然上述参数与受试者的疼痛水平可具有良好的相关性，但是干扰因子常引起错误的检测。另外的传感器(如，加速计、温度计和其他传感器)的集成可以提供减少误检测并且增加受试者的疼痛水平的特异性的能力。

技术实现要素：

在本公开的一些实施例中，本公开的方面涉及皮肤电阻(gsr)电极阵列和包括和/或利用gsr电极阵列的设备。

通常，gsr测量系统是基于从两个电极(即，活性电极和非活性电极)中或从包括活性电极和非活性电极的组合的三个电极中获得的测量，活性电极和非活性电极通常定位在(同一只)手的两个手指上，定位在手掌上，或者在新生儿的情况下定位在脚上。活性电极和非活性电极之间的距离影响gsr测量。随着活性电极和非活性电极之间的距离扩大，对电极之间的电流流动的电阻增加，但是对测量变化的敏感度增加。相反地，随着活性电极和非活性电极之间的距离减少，对电极之间电流流动的电阻也减少，但是对测量变化的敏感度受损。此外，个体之间的皮肤干燥度的差异也影响gsr读数，因为具有干燥皮肤的受试者具有比皮肤潮湿的受试者更低的皮肤电导率。实际上，具有干燥皮肤的受试者可具有如此低的电导率以致于难以获得与生理激发(例如，疼痛)相关的gsr测量的变化，然而其他受试者具有如此高的电导率以致于获得的信号饱和，并且皮肤的电导率的变化没有被检测到。

有利地，gsr电极阵列能够补偿人与人之间的皮肤干燥度和/或皮肤电导特性的差异。补偿人与人之间的皮肤干燥度的差异得以实现，因为本文所公开的gsr电极阵列包括支架，支架具有设置于其上的活性电极和多个非活性电极。电极定位在支架上，使得每个非活性电极位于距活性电极不同的预定距离处。一方面，这能够自定义活性电极和非活性电极之间的距离以适应皮肤干燥度和/或手指长度的差异，而另一方面，鉴于电极之间的距离是已知的，当确定皮肤的电导率的变化时，该距离对测量值的影响可以被考虑在内。

此外，本文所公开的gsr电极阵列可包括另外的元件，其经配置以确保最佳的gsr读数，并且/或者向分析器提供关于哪个非活性电极用于gsr测量且由此提供关于具体的非活性电极和活性电极之间的距离的指示。

例如，阵列可包括一个或多个电阻器。电阻器可使电信号偏移以与应用的测量范围相容。电阻器例如可连接到多个非活性电极中的每个或一些，以便使它们的测量尺度协调。

此外，一个或多个电阻器和/或二极管的并入可向监测器、传感器或连接到阵列和电力供应器的任何其他设备至少提供部分除颤保护。有利地，在阵列内实施除颤保护可能够在没有除颤保护的系统上使用gsr电极阵列。

类似地，包括到阵列上的一个或多个电阻器和/或二极管可使阵列能够向监测器、传感器和/或连接至该阵列的任何其他设备提供保护免受静电放电(esd)。防esd可增加整个系统的可靠性并且当esd发生时可防止信号中断。

另外地或可替换地，本文所公开的gsr阵列可包括在活性电极和多个非活性电极中的每个或一些之间电连接的电容器。如果连接到每个非活性电极的电容器是不同的，则从特定的非活性电极中获得的gsr测量的时延可用作电极的“指纹”。

另外地或可替换地，本文所公开的gsr阵列可包括热敏电阻。热敏电阻的并入可能够通过将gsr读数校准为受试者的体温使由于温度调节而不是生理激发(例如，疼痛)而获得的值均等，能够允许血量、基础汗液、室温、环境温度或其组合的变化。此外，当加热元件并入该系统中时，热敏电阻可用作输入指示和/或用作激活加热元件的触发器。

另外地或可替换地，本文所公开的gsr阵列可包括压电传感器。有利地，压电传感器可经布置以便能够确定附接到阵列的手指是否保持笔直，因为笔直的手指对gsr测量的质量很重要。根据一些实施例，不只一个压电传感器可被包括。两个或更多个压电传感器的并入可能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。另外地或可替换地，ptt读数可从信号中提取，该信号从压电传感器和ppg传感器的结合中获得。另外地或可替换地，ptt读数可从信号中提取，该信号从两个或更多个间隔开的ppg传感器中获得。ppg传感器(多个ppg传感器)和/或压电传感器(多个压电传感器)可被定位成使得获得的信号是来自同一小动脉(即，在手指的底部和手指的尖端)。

有利地，本文所公开的gsr电极阵列经配置用于附接到受试者的单个手指并且从单个手指测量。这使该阵列能够并入(单个)手指探头中，并且因此与放置在手指探头中的另外的传感器形成一体单元。此外，这能够从多个传感器获得来自同一手指的测量，从而克服由获得来自不同手指的测量引起的不准确性。

本文还公开了设备和方法，其经配置以鉴于受试者的皮肤干燥度和/或手指长度确定gsr电极阵列的多个非活性电极中的哪个具有距活性电极的最佳距离。此外，一旦已经选择最佳的非活性电极，本文所公开的设备和方法就能够测量受试者的gsr及其变化，同时考虑活性电极和所选的非活性电极之间的距离。

根据一些实施例，提供了皮肤电反应(gsr)电极阵列，其包括经配置用于沿受试者的手指的长度附接的支架，该支架包括活性电极，其经配置以提供电信号；至少两个非活性电极，其经配置以采集从活性电极通过受试者的身体传送的电信号；以及至少一个元件，其选自电阻器、电容器、压电传感器、热敏电阻、螺线管二极管或其任意组合。

根据一些实施例，至少两个非活性电极可定位在距活性电极不同的预定距离处。

根据一些实施例，活性电极和至少两个测量电极中的每个可通过能够传输电信号的连接点可连接到手指探头。

根据一些实施例，活性电极可包括经配置以调解活性电极和受试者的皮肤之间的接触的水凝胶。根据一些实施例，至少两个非活性电极可包括经配置以调解非活性电极和受试者的皮肤之间的接触的水凝胶。根据一些实施例，电极阵列还可包括经配置以感测水凝胶的湿度的湿度传感器。

根据一些实施例，元件可为至少一个电连接到至少两个非活性电极中的至少一个的电阻器。根据一些实施例，元件可为至少一个电连接到活性电极的电阻器。

根据一些实施例，元件可经配置以向与其连接的监测器和/或传感器提供除颤保护。根据一些实施例，元件可经配置以保护与其连接的监测器和/或传感器免受静电放电(esd)。

根据一些实施例，元件可为至少一个电容器，其在活性电极和至少两个非活性电极中的一个之间电连接。

根据一些实施例，元件可为至少一个压电传感器。

根据一些实施例，元件可为至少一个热敏电阻。

根据一些实施例，活性电极和至少两个非活性电极中的第一非活性电极之间的距离可不同于第一电极和至少两个非活性电极中的第二非活性电极之间的距离。

根据一些实施例，至少两个非活性电极可为完全相同的。根据一些实施例，至少两个非活性电极可由不同的材料制成。根据一些实施例，至少两个非活性电极可具有不同的尺寸和/或形状。

根据一些实施例，电极阵列还可包括经配置以加热受试者的手指的至少一个加热元件。

根据一些实施例，电极阵列还可包括选自ppg传感器、加速计、温度传感器、扩散关联能谱法(dcs)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器、压电传感器及其任意组合的至少一个传感器。

根据一些实施例，电极阵列还可包括袋和至少一个条带，该条带在被拉动时可经配置以在袋中生成真空，从而吸入与袋接触的受试者的皮肤。

根据一些实施例，提供了手指探头，其包括选自ppg传感器、加速计、温度传感器、扩散关联能谱法(dcs)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器、压电传感器及其任意组合的至少一个传感器，以及可连接到gsr电极阵列的连接点。

根据一些实施例，连接点可经配置以向定位在电极阵列上的活性电极提供电信号，并且传输从定位在电极阵列上的至少一个非活性电极接收的电信号。

根据一些实施例，手指探头还可包括开式电路，其经配置以当电极阵列连接到连接点时闭合。根据一些实施例，仅当电极阵列连接到连接点时，激活至少一个传感器。

根据一些实施例，手指探头可包括至少两个传感器。根据一些实施例，至少两个传感器可包括ppg传感器、加速计和温度传感器、扩散关联能谱法(dcs)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器、压电传感器及其任意组合。根据一些实施例，手指探头可包括至少两个ppg传感器。根据一些实施例，至少两个ppg传感器可定位在手指探头内，以便在使用中时能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。根据一些实施例，手指探头可至少包括ppg传感器和压电传感器。根据一些实施例，ppg传感器和压电传感器可定位在手指探头内，以便在使用中时能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。根据一些实施例，手指探头可包括至少两个压电传感器。根据一些实施例，至少两个压电传感器可定位在手指探头内，以便在使用中时能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。

根据一些实施例，手指探头还可包括经配置以感测水凝胶的湿度的湿度传感器。

根据一些实施例，手指探头可至少包括不只一个ppg传感器，其能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。另外地或可替换地，手指探头可至少包括不只一个压电传感器，其能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。另外地或可替换地，手指探头可至少包括ppg传感器和压电传感器，其能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。根据一些实施例，ppg传感器(多个ppg传感器)和/或压电传感器(多个压电传感器)可间隔开，使得获得的信号来自同一小动脉(即，在手指的底部和手指的尖端)。应当理解，ppg传感器(多个ppg传感器)和/或压电传感器(多个压电传感器)可直接附接到手指探头、grs阵列或其组合，或者安装在手指探头、grs阵列或其组合上。

根据一些实施例，提供了医疗设备，其经配置以确定受试者的皮肤的电导。根据一些实施例，该设备包括处理器，其经配置以从gsr电极阵列接收电信号，gsr电极阵列经配置用于沿受试者的手指的长度附接并且具有活性电极和至少两个非活性电极，其中至少两个非活性电极中的每个定位在距活性电极不同的预定距离处；基于所接收的电信号确定至少两个非活性电极中的优选的非活性电极；以及基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析并且基于活性电极和优选电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导。

根据一些实施例，确定受试者的皮肤的电导可包括向所接收的电信号提供加权因子，加权因子基于活性电极和优选电极之间的距离确定。

根据一些实施例，处理器还可经配置以基于在第一测量和第二测量期间获得的电信号的变化并且基于活性电极和优选电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导的变化。

根据一些实施例，医疗设备还可经配置以基于所确定的皮肤电导并且基于至少一个生理信号确定受试者的疼痛水平和/或其变化。根据一些实施例，生理信号可选自光体积描记图(ppg)、皮肤电反应(gsr)、心电图(ecg)、血压、呼吸、体内温度、皮肤温度、眼电图(eog)、瞳孔直径、脑电图(eeg)、额肌电图(femg)、肌电图(emg)、胃电图(egg)、激光多普勒测速(ldv)、二氧化碳分压以及加速计读数。

根据一些实施例，提供了用于确定受试者的皮肤的电导的方法，该方法包括：从具有多个非活性电极的gsr电极阵列接收电信号；基于所接收的电信号确定多个非活性电极中的优选的非活性电极；以及基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析并且基于活性电极和优选的非活性电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导。

根据一些实施例，提供了用于确定生理参数的值的方法，该方法包括：将交流(ac)励磁以变化的频率施加到活性电极；在第一预定的时间后测量从第一非活性电极获得的第一电信号；在第二预定的时间后测量从第二非活性电极获得的第二电信号；以及基于第一电信号和第二电信号确定生理参数的值。

根据一些实施例，生理参数可为选自血流、心率、脉冲瞬变时间(ptt)及其任意组合的血液动力学参数。

根据一些实施例，生理参数可为选自呼吸率、呼吸暂停、呼吸的快速/缓慢变化及其任意组合的呼吸参数。

根据一些实施例，确定生理参数的值还可包括从ppg传感器、压电传感器、扩散关联能谱法(dcs)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器和/或温度传感器中的任一个或多个获得至少一个信号。

根据一些实施例，提供了用于确定生理参数的值的方法，该方法包括从至少两个传感器中获得信号，以及基于所获得的信号确定生理参数的值。根据一些实施例，至少两个传感器可包括ppg传感器、压电传感器或其任意组合。根据一些实施例，生理参数可为选自血流、心率、脉冲瞬变时间(ptt)及其任意组合的血液动力学参数。根据一些实施例，至少两个传感器可定位在手指探头中。根据一些实施例，至少两个传感器可沿手指探头的纵向轴线间隔开。根据一些实施例，至少两个传感器中的第一传感器可定位在手指探头的近端，且至少两个传感器中的第二传感器可定位在手指探头的远端。

本公开的某些实施例可包括上述优点中的一些、全部或不包括上述优点。从本文所包括的附图、描述和权利要求中，一个或多个技术优点对于本领域技术人员是显而易见的。此外，虽然上面已经列举了具体的优点，但是各个实施例可包括所列举的优点中的全部、一些或不包括所列举的优点。

附图说明

本公开的一些实施例在本文中参考附图进行描述。描述与附图一起使本公开的一些实施例可如何实践对于本领域普通技术人员显而易见。附图是为了说明性论述的目的，并且没有试图示出比基本理解本公开的教导所需的更详细的实施例的结构细节。为了清晰起见，附图中所示的一些物体未按比例绘制。

图1a示意性示出根据一些实施例的沿受试者的手指的长度附接的gsr电极阵列；

图1b示意性示出根据一些实施例的沿受试者的手指的长度附接的用于监测生理参数的阵列；

图2a至图2f示意性示出根据一些实施例的带有沿其纵向轴线设置的活性电极和多个非活性电极的gsr电极阵列的前侧；

图3示意性示出根据一些实施例的带有设置于其上的连接点的gsr电极阵列的后侧；

图4a示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极和电阻器的gsr电极阵列；

图4b示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极和电阻器的gsr电极阵列；

图5示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极和电容器的gsr电极阵列；

图6示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极和热敏电阻的gsr电极阵列；

图7示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极和压电传感器的gsr电极阵列；

图8示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极和湿度传感器的gsr电极阵列；

图9示意性示出根据一些实施例的带有活性电极、多个非活性电极、ppg传感器、温度传感器和加速计的gsr电极阵列；

图10a示意性示出根据一些实施例的手指探头的透视图；

图10b示意性示出根据一些实施例的手指探头的透视图；

图10c示意性示出根据一些实施例的手指探头的透视图；

图11示意性示出根据一些实施例的经配置以利用gsr电极阵列的医疗设备；

图12是根据一些实施例的用于利用gsr电极阵列的方法的说明性流程图。

具体实施方式

在以下描述中，将描述本公开的各个方面。为了解释的目的，陈述了具体的配置和细节以便提供对本公开的不同的方面的彻底理解。然而，本领域技术人员显而易见的是，在没有本文提出的具体的细节的情况下可实践本公开。此外，可省略或简化公知的特征以免模糊本公开。

根据一些实施例，提供了用于监测生理参数的电极阵列。根据一些实施例，电极阵列可为皮肤电反应(gsr)电极阵列。根据一些实施例，该阵列可包括经配置用于附接到受试者(例如，沿受试者的手指的长度)的支架。支架可包括活性电极，其经配置以提供电信号；以及多个非活性电极，其经配置以采集从活性电极通过受试者的身体传送的电信号。根据一些实施例，多个电极(活性或非活性)中的一个或多个可用作参考电极。根据一些实施例，支架还可包括用作参考电极的另外的电极。

如本文所用的术语“gsr电极阵列”、“gsr阵列”和“阵列”可互换使用。gsr电极阵列是用于监测皮肤电导和/或电阻的电极的阵列。根据一些实施例，在测量期间，可利用阵列的仅一个活性电极和一个非活性电极(或可选地，不只一个活性电极或非活性电极)。根据一些实施例，该阵列可以是一次性的。根据一些实施例，该阵列可以是可重复使用的。

如本文所用的术语“支架”可指任何合适的安装座，其经配置以附接到受试者的手指、手掌、脚或前额并且使在限定的位置处的多个电极设置于其上或其中。根据一些实施例，支架可为具有盖的标贴，该盖在被脱去时露出标贴。根据一些实施例，支架可为包括紧固件或用于附接到患者的手指的其他装置的织物(织物的或塑料的)。根据一些实施例，支架可包括气袋和一个或多个条带，条带在被拉动时生成真空，真空因此将吸入受试者的手指的皮肤，从而确保皮肤和支架的电极之间的适度接触。阵列的附接可包括使支架附接到皮肤，例如作为标贴，且然后通过拉动条带生成吸入皮肤的真空，从而增强支架到皮肤的附接。本领域普通技术人员应当理解，当测量皮肤电反应时，主要问题是电极与人体接触。通过产生真空，电极与手指的粘合性可确保电极阵列与受试者的皮肤的长时间的牢固附接。还应当理解，此类牢固附接可用于确保皮肤和电极之间的最佳界面。

如本文所用的术语“活性电极”和“源电极”可互换使用并且指电信号(例如，电压)施加于其上的电极。本领域普通技术人员应当理解，阵列上的任一电极在连接到电源时可用作活性电极。

如本文所用的术语“非活性电极”和“测量电极”可互换使用并且指接收从活性电极传输的电信号(例如，电流)的电极。如本文所用的术语“多个”在指非活性电极时可指2个、3个、4个、5个、10个或更多个电极。每种可能性是单独的实施例。

如本文所用的术语“参考电极”指经配置以向从非活性电极获得的测量提供用作参考点的测量的电极和/或经配置以向整个测量提供某一电压电平的电极。

根据一些实施例，多个非活性电极可为完全相同的。可替换地，多个非活性电极可为不同的。例如，非活性电极可由不同的材料制成。合适的材料包括金、镀金铜、镀镍金属、铂、钯和银-氯化银。每种可能性是单独的实施例。另外地或可替换地，非活性电极可具有不同的尺寸和/或形状。根据一些实施例，制造电极的材料以及其尺寸和/或形状可影响所监测的信号，并且因此可用作电极及其距活性电极的距离的识别装置。

根据一些实施例，活性电极和多个非活性电极中的每个可在支架上(例如，在支架的纵向轴线上)彼此间隔开。根据一些实施例，多个非活性电极中的每个可定位在距活性电极不同的预定距离处。阵列上的多个非活性电极可能够从多个非活性电极选择具体的非活性电极，从而具有距活性电极的优选的距离。这可能够考虑人与人之间的皮肤干燥度的差异，并且适应于例如因体温的差异而产生的皮肤湿度的差异，和/或考虑受试者的手指的长度。作为非限制性示例，对于具有干燥皮肤的受试者，可选择更接近活性电极的电极。作为另一非限制性示例，当体温高(例如，由于暖和的天气、高的环境温度或监测期间或监测前受试者的身体活动的差异)时，可选择间隔开得更远的电极。

根据一些实施例，每个电极和其相邻的电极之间的距离可为恒定的、渐增的、渐减的或随机的。每种可能性是单独的实施例。本领域普通技术人员应当理解，随着活性电极和非活性电极之间的距离增加，其他一切是相等的，在非活性电极处测得的电流将更低，并且因此更易受噪声的影响。因此，根据一些实施例，随着距活性电极的距离增加，非活性电极的密度可更低。这可能够节省施加到阵列的电极的总量，并且因此节省整个阵列的生产成本。可替换地，随着距活性电极的距离减少，非活性电极的密度可更高，这是因为当较大距离处的信号质量低时该距离通常减少。此外，电极在支架上的不均匀的扩散可能够节省并入阵列中的电极的总量，并且因此节省阵列的生产成本。

根据一些实施例，每个电极距活性电极的距离是预定的且已知的。因此，当计算皮肤的电导率的变化时，该距离对所监测的电信号及其变化的影响可以被考虑在内。例如，当非活性电极位于相对接近活性电极时，对所监测的电信号的变化的敏感度减少。因此，根据一些实施例，不同的乘法器可应用于根据所利用的非活性电极距活性电极的距离获得的测量。

根据一些实施例，本文所公开的gsr电极阵列包括具有设置于其上的活性电极和多个非活性电极的支架。电极定位在支架上，使得每个非活性电极位于距活性电极不同的预定距离处。一方面，这能够自定义活性电极和非活性电极之间的距离以适应皮肤干燥度的差异，而另一方面，鉴于该距离是已知的，当确定皮肤的电导率的变化时，该距离对测量值的影响可以被考虑在内。

根据一些实施例，gsr电极阵列可经配置以实现来自手指、手掌、脚、前额或受试者身上的任何其他合适的位置的gsr监测。每种可能性是单独的实施例。根据一些实施例，gsr电极阵列可经配置以实现来自受试者的单个手指的gsr监测。根据一些实施例，gsr电极阵列可连接到手指探头。

根据一些实施例，该阵列可为用于监测多个生理信号的阵列，且因此可包括除gsr电极之外的另外的传感器。合适的传感器的非限制性示例包括ppg传感器、加速计、温度传感器、dcs(扩散关联能谱法)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器、压电传感器，或生理参数的任何其他合适的传感器。每种可能性是单独的实施例。因此，根据一些实施例，gsr电极阵列可与放置在手指探头中和/或为阵列的一部分的另外的传感器形成一体单元。

根据一些实施例，该阵列还可包括存储器部件。根据一些实施例，存储器部件可能够校准阵列上的传感器，诸如但不限于grs电极或压电传感器。根据一些实施例，存储器部件可经配置以存储受试者具体数据，诸如但不限于年龄、体重、皮肤湿度、病史或任何其他合适的数据。每种可能性是单独的实施例。根据一些实施例，存储器部件可为阵列提供独特的标记。

根据一些实施例，活性电极和多个非活性电极中的每个(以及可选地，参考电极(多个参考电极))可连接到放置在手指探头内的一个或多个连接点。连接点可经配置以允许传输电信号。

如本文所用的术语“连接点”可指阵列与手指探头附接的点，且可经配置以在电极(多个电极)和医疗设备的传感器和/或监测器之间传送电信号。根据一些实施例，每个电极可具有自己的连接点。根据一些实施例，连接点可从多个电极接收电信号，每个电极具有延伸通过连接点的单独的电线。根据一些实施例，连接点可经配置以允许另外的传感器(例如，ppg传感器或湿度传感器)的电线延伸通过该连接点。

根据一些实施例，活性电极、非活性电极和/或另外的电极可为干电极，诸如但不限于氯化银电极。gsr监测需要稳定且一致的皮肤接触。因此，根据一些实施例，活性电极和非活性电极中的每个和/或另外的电极(诸如，参考电极)可设置在包括水凝胶的隔室内或附接到该隔室，水凝胶经配置以调解电极和受试者的皮肤之间的接触。根据一些实施例，gsr电极阵列(例如，支架)可包括经配置以感测水凝胶的湿度的湿度传感器。这在长期gsr监测中尤其相关，在此期间水凝胶可变干，并且因此引起信号质量下降。根据一些实施例，从湿度传感器获得的信号可用作需要替换gsr阵列的指示。此外，gsr阵列的长期存储或在次优条件下存储可在使用之前引起水凝胶干燥。因此，根据一些实施例，从湿度传感器获得的信号可用作水凝胶质量的指示。根据一些实施例，gsr阵列可经配置以允许水凝胶添加到水凝胶隔室。根据一些实施例，从湿度传感器获得的信号可用作需要添加水凝胶的指示，从而消除对更换整个阵列的需要。

根据一些实施例，gsr阵列可包括选自电阻器、电容器、压电传感器、热敏电阻、螺线管二极管或其任意组合的至少一个电气元件。每种可能性是单独的实施例。如本文所用的术语“至少一个”在指电气元件时可包括1个、2个、3个、4个、5个或更多个元件。每种可能性是单独的实施例。

例如，根据一些实施例，gsr电极阵列可包括电连接到多个非活性电极中的至少一个的一个或多个电阻器。另外地或可替换地，电阻器可电连接到活性电极。可替换地，电阻器可为与阵列上的电极的电路分开的电路的一部分。

例如，根据一些实施例，gsr电极阵列可包括电连接到多个非活性电极中的至少一个的一个或多个二极管。另外地或可替换地，二极管可电连接到活性电极。可替换地，二极管可为与阵列上的电极的电路分开的电路的一部分。

根据一些实施例，一个或多个电阻器和/或二极管可用于向监测器、电阻器或连接到阵列和电源的任何其他设备至少提供部分除颤保护。在电极阵列上实施除颤保护可能够将阵列与没有除颤保护的系统一起使用。如本文所用的术语“除颤保护”可指在除颤期间允许医疗设备保持附接到患者的任何机构，且因此可指使该设备能够经受住脉冲而不引起不可接受的风险的任何机构。

根据一些实施例，一个或多个电阻器和/或二极管可经配置以保护与其连接的监测器和/或传感器免受静电放电(esd)。如本文所用的术语“静电放电”和“esd”可互换使用，并且可指由接触、电短路或介质击穿引起的两个带电物体之间的电力的突发流动。本领域普通技术人员应当理解，esd可对敏感性电子设备造成损坏。因此，防esd可增加整个系统的可靠性并且当esd发生时可防止信号中断。

根据一些实施例，电阻器可能够使电信号偏移以与应用的测量范围相容。电阻器例如可连接到多个非活性电极中的每个或一些，以便使它们的测量尺度协调。根据一些实施例，每个非活性电极可电连接到不同电阻值的电阻器。例如，通常在带有高皮肤湿度的受试者中选择的离活性电极最远间隔开的非活性电极可电连接到带有比通常在带有非常干燥的皮肤的受试者中选择的最接近活性电极的电极更高的值的电阻器。根据一些实施例，电阻器可用作电极和其距活性电极的距离的识别标记。

另外地或可替换地，gsr电极阵列可包括一个或多个电容器，每个电容器在活性电极和多个非活性电极中的一个之间电连接。如果连接到每个非活性电极的电容器具有不同的电容值，则从每个电极中获得的gsr测量的时延将不同且因此可用作电极的“手纹”。

另外地或可替换地，gsr电极阵列可包括一个或多个压电传感器。根据一些实施例，压电传感器可经如此布置以能够确定与gsr电极阵列附接的手指是否保持笔直。当笔直的手指对于gsr测量的质量是必要的时，这可确保高质量的监测，这是因为其确保了电极之间的固定距离并且优化了电极与皮肤的附接。

此外，两个或更多个压电传感器的并入可能够提取脉冲瞬变时间(ptt)读数。另外地或可替换地，ptt读数可从信号中提取，该信号从压电传感器和ppg传感器的结合中获得。另外地或可替换地，ptt读数可从信号中提取，该信号从两个或更多个间隔开的ppg传感器中获得。ppg传感器(多个ppg传感器)和/或压电传感器(多个压电传感器)可经如此定位以使得信号是来自同一小动脉(即，在手指的底部和手指的尖端)。

另外地或可替换地，gsr电极阵列可包括一个或多个热敏电阻。热敏电阻的并入可能够确定受试者的体温，并且继而使由于温度调节而不是生理激发(例如，疼痛)而获得的值均等。另外地或可替换地，当确定生理激发(例如，疼痛)的水平时，热敏电阻的并入可能够考虑血量、基础汗液、室温、环境温度或其组合的变化。每种可能性是单独的实施例。

根据一些实施例，gsr电极阵列可包括一个或多个加热元件，其经配置以加热手指(或其他附接点，诸如但不限于手掌、脚或前额)。当皮肤的电导率低时和/或当gsr信号质量差时，加热受试者的手指可为有利的。此外，加热受试者的手指还可用于提高ppg读数。根据一些实施例，加热元件的激活可由从热敏电阻获得的信号控制。根据一些实施例，当所确定的体温低时，可自动激活加热元件。

根据一些实施例，提供了手指探头，其包括至少一个传感器和一个或多个连接点，从而允许gsr传感器(诸如但不限于本文所公开的gsr阵列)的连接。根据一些实施例，探头可为能够从手掌中得到测量的“手探头”。

如本文所用的术语“手指探头”可指经配置以接收受试者的手指的外壳。外壳可由任何合适的材料制成，对于受试者，材料优选舒适的以便使不舒适最小化。根据一些实施例，外壳材料可为柔性的(例如，橡胶)，然而，根据可替换实施例，更具刚性的材料可用于探头外壳。根据一些实施例，外壳可由暗材料或防止周围的光进入外壳从而影响测量(诸如但不限于ppg测量)的任何其他材料制成。根据一些实施例，外壳可经配置以仅将单个手指包纳在其中。根据一些可替换实施例，外壳可经配置以将不只一个手指(诸如，同一只手的两个手指)包纳在其中。根据可替换实施例，外壳可经配置以接收整个手掌。

如本文所用的术语“至少一个”在指传感器时可包括1个、2个、3个、4个、5个或更多个传感器。每种可能性是单独的实施例。合适的传感器的非限制性示例包括ppg传感器、加速计、温度传感器、扩散关联能谱法(dcs)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器、压电传感器，或生理参数的任何其他合适的传感器或其组合。每种可能性是单独的实施例。

根据一些实施例，手指探头的连接点可经配置以将电信号从电源传输到gsr传感器的活性电极，诸如但不限于本文所公开的gsr电极阵列的活性电极。根据一些实施例，连接点(相同的或不同的)可经配置以允许将从一个或多个非活性电极(诸如但不限于gsr电极阵列的多个非活性电极中的一个或多个)接收的电信号(例如，电流)传输到检测设备(例如，安培计)。

根据一些实施例，至少一个传感器在开式电路中以即使当连接到有源电源时传感器也保持关闭的这种方式电连接到手指探头。根据一些实施例，gsr传感器(诸如但不限于本文所公开的gsr电极阵列)的连接可用作用于激活放置在手指探头中的至少一个传感器(例如，ppg传感器)的触发器。根据一些实施例，手指探头和并入其中的至少一个传感器可经配置以仅当gsr传感器(例如，本文所公开的gsr电极阵列)附接到连接点时能够测量。根据一些实施例，gsr阵列与手指探头的连接点的连接可推动底部，从而关闭手指探头的至少一个传感器的电路且因此引起其激活。根据一些实施例，gsr阵列可包括当gsr阵列连接到连接点时关闭手指探头的至少一个传感器的电路且因此引起其激活的导电材料。此类布置可确保需要从gsr传感器(其可不为手指探头的一体部分)中获得除从并入手指探头的至少一个传感器中获得的信号之外的信号的监测在没有gsr传感器的附接的情况下将不被错误地执行。

根据一些实施例，手指探头可包括开式电路，其经配置以仅当受试者的手指正确定位在手指探头内时闭合。这可用于确保在受试者的手指正确放置在手指探头外壳内之前不进行测量。例如，当受试者的手指正确放置在手指探头外壳内时，手指可对触点、压力按钮或能够使电路闭合的任何其他合适的元件施加压力。本领域普通技术人员应当理解，此类配置可防止有时可导致甚至致命的医疗决策的错误读数。根据一些实施例，这还可确保当受试者的手指从手指探头移除时将中止测量。

根据一些实施例，手指探头还可包括湿度传感器，其经配置以感测gsr电极水凝胶(诸如但不限于本文所公开的gsr电极阵列的电极的水凝胶)的湿度。可替换地，湿度传感器可为基于水凝胶的电导监测水凝胶的湿度的电路。可替换地，湿度传感器可基于gsr信号的质量监测水凝胶的湿度。监测水凝胶湿度在长期监测中尤其相关，在此期间水凝胶可变干，并且因此引起信号质量下降。根据一些实施例，湿度传感器可经配置以提供信号，其可指示是否需要替换gsr阵列。此外，gsr阵列的长期存储或在次优条件下存储可在使用之前引起水凝胶干燥，或以其他方式降低水凝胶质量。因此，根据一些实施例，从湿度传感器获得的信号可用作水凝胶质量的指示。根据一些实施例，gsr阵列可经配置以允许将水凝胶添加到水凝胶隔室。根据一些实施例，从湿度传感器获得的信号可用作需要添加水凝胶的指示，从而消除对更换整个阵列的需要。

根据一些实施例，手指探头还可包括经配置以感测外部(房间)温度的温度传感器。

根据一些实施例，手指探头还可包括存储器部件。根据一些实施例，存储器部件可经配置以存储受试者具体生理参数和/或数据，诸如但不限于年龄、体重、皮肤湿度、病史或任何合适的数据或其组合。每种可能性是单独的实施例。根据一些实施例，存储器部件可包括和/或具有存储在其中的用于使获得的信号正常化的正常化参数。根据一些实施例，存储器部件可经配置以向医疗设备传送受试者具体参数/数据和/或正常化参数。根据一些实施例，存储器部件可经配置以向远程计算机传送受试者具体参数/数据和/或正常化参数，从而便于数据例如从手术室(or)传送到麻醉后监测治疗室(pacu)或从pacu传送到普通楼层。

根据一些实施例，提供了医疗设备，其经配置以确定受试者的皮肤的电导，该设备包括处理器，其经配置以从gsr电极阵列或从包括gsr电极阵列的手指探头接收电信号；基于所接收的电信号确定gsr电极阵列上的多个非活性电极中的优选的非活性电极；并且基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析且基于活性电极和优选的非活性电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导。

根据一些实施例，该阵列可经配置用于沿受试者的手指的长度附接并且可包括活性电极和多个非活性电极，其中活性电极和多个非活性电极可沿阵列的纵向轴线间隔开，如本文基本上所述。

根据一些实施例，当该阵列正确且牢固地放置在患者手指上时，电压(直流或交流)可施加到活性电极，随后可从非活性电极得到测量。应当理解，可替换地，可施加电流，在这种情况下测量在非活性电极上感应的电势。

根据一些实施例，基于从所有多个非活性电极中获得的同时测量或相继测量可确定优选的电极，例如，通过选择带有最佳信号的电极。

根据一些实施例，基于从预定的第一非活性电极(例如，最中心的非活性电极)中获得的信号可确定优选的电极。优选的电极然后可被确定为更接近活性电极的非活性电极、与活性电极距离更远的非活性电极或初始选择的非活性电极。每种可能性是单独的实施例。例如，假使信号过低，则该设备可经配置以选择更接近活性电极的非活性电极。如果相反地，信号饱和，则该设备可经配置以选择离活性电极更远的非活性电极。

根据一些实施例，优选的电极可基于活性电极和非活性电极之间的优选距离确定，该优选距离基于从预定的初始选择的非活性电极中获得的信号确定和/或计算。

一旦选择最佳的非活性电极，该设备就可能够测量受试者的gsr及其变化，同时考虑活性电极和所选的非活性电极之间的距离。由于活性电极和多个非活性电极中的每个之间的距离是预定的且已知的，当计算皮肤电导率和/或其变化时，该距离对所监测的电信号及其变化的影响可以被考虑在内。例如，当所选的非活性电极位于相对接近活性电极时，对所监测的电信号的变化的敏感度降低。例如，当所选的非活性电极位于相对远离活性电极时，对所监测的电信号的变化的敏感度增加。因此，根据一些实施例，不同的乘法器可应用于根据所利用的非活性电极距活性电极的距离获得的测量。

根据一些实施例，处理器可经配置以确定受试者的皮肤的电导的变化。根据一些实施例，受试者的皮肤电导的变化可基于在后续测量期间获得的电信号的变化并且基于活性电极和优选电极之间的距离确定。应当理解，皮肤电导的水平以及其变化可受活性电极和非活性电极之间的距离的影响，如本文基本上所述。根据一些实施例，受试者的皮肤电导的变化可由于受试者的疼痛水平的变化。

本领域普通技术人员已知，外部温度的变化可影响皮肤电导率。因此，根据一些实施例，本文所公开的设备可经配置以基于外部温度的变化调整信号基线(即，基线皮肤电导率)。根据一些实施例，该设备可经配置以例如基于确定的室温的变化重新选择新的优选的非活性电极。应当理解，一旦选择新的非活性电极，就更新用于计算gsr及其变化的算法以考虑活性电极和新选的非活性电极之间的距离的变化。

根据一些实施例，该设备可经配置以基于所确定的皮肤电导和/或其变化并且基于至少一个生理信号确定受试者的疼痛水平和/或其变化。

根据一些实施例，至少一个生理信号可选自：光体积描记图(ppg)、皮肤电反应(gsr)、心电图(ecg)、血压、呼吸、体内温度、皮肤温度、眼电图(eog)、瞳孔直径、脑电图(eeg)、额肌电图(fegm)、肌电图(emg)、胃电图(egg)、激光多普勒测速(ldv)、扩散关联能谱法、声学、生物阻抗、压电、二氧化碳分压、加速计读数或其任意组合。每种可能性是单独的实施例。

根据一些实施例，提供了用于确定受试者的皮肤的电导的方法，该方法包括从gsr电极阵列接收电信号；基于所接收的电信号确定多个非活性电极中优选的非活性电极；以及基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析并且基于活性电极和优选的非活性电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导。

根据一些实施例，优选电极的确定可基于从所有多个非活性电极中获得的同时测量或相继测量，例如，通过选择带有最佳信号的电极。每种可能性是单独的实施例。

根据一些实施例，优选电极的确定可基于从预定的第一非活性电极(例如，最中心的非活性电极)中获得的信号。优选电极然后可被确定为更接近活性电极的非活性电极、与活性电极距离更远的非活性电极或初始选择的非活性电极。每种可能性是单独的实施例。例如，假使信号过低，则可选择更接近活性电极的非活性电极。如果相反地，信号饱和，则可选择离活性电极更远的非活性电极。

根据一些实施例，优选电极的确定可基于活性电极和非活性电极之间的优选距离。根据一些实施例，优选距离可基于从预定的初始选择的非活性电极中获得的信号确定和/或计算。

一旦选择最佳的非活性电极，就可确定受试者的gsr及其变化，同时考虑活性电极和所选的非活性电极之间的距离。由于活性电极和多个非活性电极中的每个之间的距离是预定的且已知的，因此该距离对所监测的电信号及其变化的影响可以被考虑在内。例如，当所选的非活性电极位于相对接近活性电极时，对所监测的电信号的变化的敏感度降低。例如，当所选的非活性电极位于相对远离活性电极时，对所监测的电信号的变化的敏感度增加。因此，根据一些实施例，该方法可包括将不同的乘法器应用于根据所利用的非活性电极距活性电极的距离获得的测量。

根据一些实施例，该方法可包括确定受试者的皮肤的电导的变化。根据一些实施例，受试者的皮肤电导的变化可基于在后续测量期间获得的电信号的变化并且基于活性电极和优选电极之间的距离确定。应当理解，皮肤电导的水平以及其变化可受活性电极和非活性电极之间的距离的影响，如本文基本上所述。根据一些实施例，受试者的皮肤电导的变化可由于受试者的疼痛水平的变化。

根据一些实施例，该方法可包括基于外部温度的变化调整信号基线(即，基线皮肤电导率)。根据一些实施例，该方法可包括基于确定的室温的变化选择新的优选的非活性电极。应当理解，一旦选择新的非活性电极，就更新用于计算gsr及其变化的方法以考虑活性电极和新选的非活性电极之间的距离的变化。

根据一些实施例，提供了用于确定受试者的皮肤的电导的方法，该方法包括将gsr阵列(或包括gsr阵列的探头)放置在受试者的手指上，将电压施加到活性电极，以及随后从非活性电极中得到测量。假使信号过低，则从中得到测量的非活性电极可变为更接近活性电极的非活性电极。假使信号饱和，则从中得到测量的非活性电极可变为与活性电极距离更远的非活性电极。根据一些实施例，在测量期间，信号基线水平可改变(例如，由于环境温度的变化)。根据一些实施例，该方法包括不断地检查信号电平，以及通过改变从中得到测量的非活性电极来优化信号。

根据一些实施例，提供了用于基于确定的皮肤电导和/或其变化并且基于至少一个生理信号确定受试者的疼痛水平和/或其变化的方法。根据一些实施例，皮肤电导可基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析并且基于活性电极和优选的非活性电极之间的距离确定，优选的非活性电极选自gsr电极阵列的多个非活性电极(每个以距活性电极不同的距离间隔开)，如本文基本上所述。

根据一些实施例，至少一个生理信号可选自：光体积描记图(ppg)、皮肤电反应(gsr)、心电图(ecg)、血压、呼吸、体内温度、皮肤温度、眼电图(eog)、瞳孔直径、脑电图(eeg)、额肌电图(fegm)、肌电图(emg)、胃电图(egg)、激光多普勒测速(ldv)、扩散关联能谱法、声学、生物阻抗、压电、二氧化碳分压、加速计读数或其任意组合。每种可能性是单独的实施例。

根据一些实施例，提供了用于通过将ac励磁以不同的频率施加到活性电极来确定生理参数的值的方法。测量然后可以在不同的时间点从多个非活性电极中的每个中(例如，从如本文所述的电极阵列中)获得，由此获得不同的测量深度，从而能够从不同深度的测量中提取生理参数。

根据一些实施例，生理参数可为血液动力学参数，诸如但不限于血流、心率、血量、脉冲瞬变时间(ppt)或其任意组合。每种可能性是单独的实施例。根据一些实施例，生理参数可为呼吸参数，诸如但不限于呼吸率、呼吸暂停、呼吸的快速/缓慢变化或其任意组合。每种可能性是单独的实施例。

根据一些实施例，确定生理参数的值还可基于从ppg传感器中，从压电传感器、扩散关联能谱法(dcs)传感器、声学传感器、生物阻抗传感器或这些传感器中的每个的一个或多个的任意组合中获得的信号。每种可能性是单独的实施例。

现在参考图1a，其示意性示出根据一些实施例的沿受试者的手指102a的长度附接的gsr电极阵列100a。gsr电极阵列100a包括支架104a、活性电极110a和多个非活性电极120a(此处示出为4个非活性电极)。gsr电极阵列100a还可包括至少一个另外的元件，诸如电阻器、电容器、压电传感器、热敏电阻、螺线管二极管或其任意组合，如下文进一步所述。本领域普通技术人员应当理解，阵列上的任一电极可用作活性电极，并且指定为活性电极是基于仅与电源/能量来源的连接。还应理解，最接近手掌的活性电极的位置仅为说明性的，并且不同的布置(例如，活性电极为最远的电极)同样是可能的，并且因此落入本公开的范围内。还应理解，电极面向受试者的手指并且当阵列附接到手指时不可见。

现在参考图1b，其示意性示出根据一些实施例的沿受试者的手指102b的长度附接的用于监测生理参数的阵列100b。阵列100b包括支架104b、活性电极110b、多个非活性电极120b(此处示出为4个非活性电极)以及另外的传感器(此处示出为ppg传感器140b、加速计142b和温度传感器144b)。阵列100b还可包括至少一个另外的元件，诸如电阻器、电容器、压电传感器、热敏电阻、螺线管二极管或其任意组合，如下文进一步所述。本领域普通技术人员应当理解，阵列上的任一电极可用作活性电极，并且指定为活性电极是基于仅与电源/能量来源的连接。还应理解，最接近手掌的活性电极的位置仅为说明性的，并且不同的布置(例如，活性电极为最远的电极)同样是可能的，并且因此落入本公开的范围内。类似地，另外的传感器的位置是仅为了说明性的目的，并且还可设想沿阵列的其他位置。还应理解，电极面向受试者的手指并且当阵列附接到手指时不可见。

现在参考图2a至图2f，其示意性示出根据一些实施例的带有沿其纵向轴线250(仅图2a和图2b中示出)设置的支架204、活性电极210和多个非活性电极220的gsr电极阵列200a-200f的前侧(电极暴露侧)。本领域普通技术人员应当理解，阵列上的任一电极可用作活性电极，并且限定为活性电极是基于仅与电源/能量来源的连接。还应理解，最接近手掌的活性电极的位置仅为说明性的，并且不同的布置(例如，活性电极是最远的电极)同样是可能的，并且因此落入本公开的范围。gsr电极阵列200a-200f可选地包括水凝胶隔室230，每个电极设置于其中。为简单起见，水凝胶隔室230仅在图2a中被示出在单个电极上，然而应当理解，图2a至图2f中的所有所述电极可具有类似的水凝胶隔室。图2a至图2f描述了gsr电极阵列200a-200f上的活性电极210和非活性电极220的非限制性可选布置。具体地，图2a示出gsr电极阵列200a，其中活性电极210和多个非活性电极220沿纵向轴线250的长度均匀地定位。图2b示出gsr电极阵列200b，其中活性电极210和非活性电极220沿纵向轴线250的长度但在不同的横向位置处定位。图2c示出gsr电极阵列200c，其中每个电极和其相邻的电极之间的距离d是恒定的(d1＝d2＝d3＝d4＝d5)。图2d示出gsr电极阵列200d，其中每个电极和其相邻的电极之间的距离d是渐增的(d1<d2<d3<d4<d5)。该配置减少电极的总量，同时基于当活性电极和非活性电极之间的距离增加时对电导率的变化的相对影响更大的假设最低限度地影响信号质量。图2e示出gsr电极阵列200e，其中每个电极和其相邻的电极之间的距离d是渐减的(d1>d2>d3>d4>d5)。该配置减少电极的总量，同时基于当皮肤干燥度高时信号质量主要是问题的假设最低限度地影响信号质量，在这种情况下，可期望逐渐减少距活性电极的距离。图2f示出gsr电极阵列200f，其中每个电极和其相邻的电极之间的距离d是随机的(例如，d1>d2<d3>d4<d5)。该配置减少电极的总量，同时可选地综合上述假设。

现在参考图3，其示意性示出根据一些实施例的带有设置在其支架304上的连接点360的gsr电极阵列300的后侧(连接侧)。连接点360可经配置以接收电信号(即，电压或电流)，其然后供应到活性电极(诸如，图2a至图2f的活性电极210)。连接点360还可经配置以向检测设备(例如，安培计-未示出)传输从测量(诸如图2a至图2f的非活性电极220中的任一个或全部)接收的电信号。连接点360还可经配置以传送来自阵列上的另外的元件(诸如但不限于，湿度传感器、ppg传感器或并入阵列上的任何其他元件)的信号。

现在参考图4a和图4b，其分别示意性示出gsr电极阵列400a和400b，每个均包括支架404、活性电极410、多个非活性电极420(此处示出为4个非活性电极)以及电连接到活性电极410的电阻器(诸如图4a中的电阻器470a)或电连接到非活性电极420中的每个的电阻器(诸如图4b中的电阻器470b)。可替换地，电阻器可为单独的电路的一部分，其不电连接到活性电极410或非活性电极420(选项未示出)。电阻器470b可具有相同的或不同的电阻值，并且可用于使从电极420中的每个获得的测量的尺度协调，如本文基本上所述。

现在参考图5，其示意性示出带有支架504、活性电极510、多个非活性电极520(此处示出为4个非活性电极)以及在活性电极和多个非活性电极中的一个之间电连接的电容器570(为简单起见，仅示出在活性电极和第一非活性电极之间电连接的单个电容器)的gsr电极阵列500。应当理解，电容器570可具有不同电容值，从而使得从非活性电极520中的每个获得的gsr测量的时延为独特的，如本文基本上所述。

现在参考图6，其示意性示出带有支架604、活性电极610、多个非活性电极620(此处示出为4个非活性电极)以及热敏电阻670的gsr电极阵列600。热敏电阻670并入gsr阵列600中可能够通过将gsr读数校准为受试者的体温使由于温度调节而不是生理激发(例如，疼痛)而获得的值均等。当确定生理激发(例如，疼痛)的水平时，热敏电阻670还可能够考虑血量、基础汗液、室温和/或环境温度的变化。gsr电极阵列600可选地可包括加热元件680，其经配置以当需要时对受试者的手指加热。根据一些实施例，热敏电阻670可提供激活加热元件680的输入指示器和/或触发器。根据一些实施例，热敏电阻670可为单独的电路的一部分，其不电连接到活性电极610或非活性电极620。可替换地，热敏电阻670(或多个热敏电阻)可电连接到活性电极610或非活性电极620(选项未示出)。根据一些实施例，热敏电阻670可电连接到加热元件680。

现在参考图7，其示意性示出带有支架704、活性电极710、多个非活性电极720(此处示出为4个非活性电极)和压电传感器770的gsr电极阵列700。压电传感器770可经如此布置以便能够确定与gsr电极阵列700附接的手指是否保持笔直。这可确保高质量监测，这是因为笔直的手指对于gsr测量的质量是必要的。根据一些实施例，从压电传感器770(可选地，结合另外的压电传感器和/或ppg读数)获得的读数可能够提取受试者的心脏的脉冲瞬变时间(ptt)，如本文基本上所述。

现在参考图8，其示意性示出根据一些实施例的带有支架804、活性电极810、多个非活性电极820和湿度传感器870(例如，湿度感测电路，如本文基本上所述)的gsr电极阵列800。湿度传感器870可感测水凝胶隔室830中的gsr电极水凝胶的湿度。根据一些实施例，湿度传感器870可感测水凝胶隔室830中的仅一个的湿度。可替换地，湿度传感器870可感测水凝胶隔室830中的所有或一些的湿度。根据一些实施例，gsr电极阵列800可包括不只一个湿度传感器，每个传感器感测不同的水凝胶隔室的湿度。基于所确定的湿度，湿度传感器870可提供指示是否需要替换gsr阵列800的信号。另外地或可替换地，湿度传感器870可提供指示需要将水凝胶添加到水凝胶隔室830的信号。根据该实施例，gsr电极阵列800可包括能够将水凝胶添加到水凝胶隔室830的接入点(未示出)。

现在参考图9，其示意性示出用于测量多个生理信号的阵列900。阵列900包括支架904、活性电极910、多个非活性电极920(此处示出为4个非活性电极)和生理参数的另外的传感器(此处为ppg传感器940、加速计942和温度传感器944)。阵列900因此可形成一体单元，其经配置以获得多个生理信号，所有信号都从优选附接到受试者的单个手指的单个阵列中获得。阵列900因此经配置以最小化因从受试者的身体的不同部位中获得生理信号而产生的噪声。阵列900还可包括至少一个另外的元件，诸如电阻器、电容器、压电传感器、热敏电阻、螺线管二极管或其任意组合，如本文基本上所述。

现在参考图10a，其示意性示出根据一些实施例的手指探头1000a的透视图。手指探头1000a包括外壳1090a和至少一个经配置以获得生理信号的传感器，此处为ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a(传感器的位置是任意的并且仅用作说明性的目的)。手指探头1000a还包括连接点1060a，其经配置用于附接gsr传感器，诸如但不限于本文所公开的任一gsr阵列或其组合。因此，手指探头1000a形成单个一体单元，其经配置用于从ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a中获得的并且当gsr电极阵列连接到连接点1060a时从gsr电极阵列中获得的多个生理信号的测量。有利地，从所有传感器(ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a，并且从gsr电极阵列)获得的测量从单个(和同一)手指中测得。手指探头1000a还包括按钮1050a，其经配置以当受试者的手指正确定位在手指探头1000a内时使开式电路闭合。根据一些实施例，开式电路可以这样的方式电连接到ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a：即使当连接到接通的电源(未示出)时，ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a也保持关闭直到手指按压按钮1050a。根据一些实施例，开式电路可电连接到电源，使得仅当手指按压按钮1050a时向手指探头1000a供电。根据一些实施例，开式电路可电连接到医疗设备(未示出)，其经配置以从ppg传感器1040a、加速计1042a、温度传感器1044a并且从连接到手指探头1000a的连接点1060a的gsr传感器获得测量，使得仅当手指按压按钮1050a时将打开医疗设备。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060a的连接可用作用于激活ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a的触发器。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060a的连接可用作用于激活经配置以向手指探头1000a供电的电源(未示出)的触发器。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060a的连接可用作用于激活医疗设备(未示出)的触发器，该医疗设备经配置以从ppg传感器1040a、加速计1042a、温度传感器1044a并且从连接到手指探头1000a的gsr传感器获得测量。根据一些实施例，仅当gsr传感器(例如，本文所公开的任一gsr电极阵列)附接到连接点1060a时，手指探头1000a和/或并入其中的ppg传感器1040a、加速计1042a和温度传感器1044a可提供测量。这可确保当gsr传感器连接到手指探头1000a时仅执行监测。

现在参考图10b，其示意性示出根据一些实施例的手指探头1000b的透视图。手指探头1000b包括外壳1090b以及两个ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b。ppg传感器1040b定位在手指探头1000b的远端1020b附近，而ppg传感器1041b定位在手指探头1000b的近端1025b附近。当手指插入手指探头1000b中时，ppg传感器1040b和1041b的相对位置便于从同一小动脉但沿受试者手指间隔开(即，在手指的底部和手指的尖端)获得信号，从而便于提取ptt读数，如本文基本上所述。加速计1042b和温度传感器1044b的相对位置是任意的并且仅用作说明性的目的。手指探头1000b还包括连接点1060b，其经配置用于附接gsr传感器，诸如但不限于本文所公开的任一gsr阵列或其组合。因此，手指探头1000b形成单个一体单元，其经配置用于从ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b中获得的并且当gsr电极阵列连接到连接点1060b时从gsr电极阵列中获得的多个生理信号的测量。有利地，从所有传感器(ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b并且从gsr电极阵列)获得的测量从单个(和同一)手指中测得。手指探头1000b还包括按钮1050b，其经配置以当受试者的手指正确定位在手指探头1000b内时使开式电路闭合。根据一些实施例，开式电路可以这样的方式电连接到ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b：即使当连接到接通的电源(未示出)时，ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b也保持关闭直到手指按压按钮1050b。根据一些实施例，开式电路可电连接到电源，使得仅当手指按压按钮1050b时向手指探头1000b供电。根据一些实施例，开式电路可电连接到医疗设备(未示出)，其经配置以从ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b、温度传感器1044b并且从连接到手指探头1000b的连接点1060b的gsr传感器获得测量，使得仅当手指按压按钮1050b时将打开医疗设备。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060b的连接可用作用于激活ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b的触发器。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060b的连接可用作用于激活经配置以向手指探头1000b供电的电源(未示出)的触发器。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060b的连接可用作用于激活医疗设备(未示出)的触发器，该医疗设备经配置以从ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b、温度传感器1044b并且从连接到手指探头1000b的gsr传感器获得测量。根据一些实施例，仅当gsr传感器(例如，本文所公开的任一gsr电极阵列)附接到连接点1060b时，手指探头1000b和/或并入其中的ppg传感器1040b和1041b、加速计1042b以及温度传感器1044b可提供测量。这可确保当gsr传感器连接到手指探头1000b时仅执行监测。

现在参考图10c，其示意性示出根据一些实施例的手指探头1000c的透视图。手指探头1000c包括外壳1090c和ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和压电传感器1046c。从ppg传感器1040c和压电传感器1046c中获得的信号便于提取ptt读数，如本文基本上所述。手指探头1000c还包括连接点1060c，其经配置用于附接gsr传感器，诸如但不限于本文所公开的任一gsr阵列或其组合。因此，手指探头1000c形成单个一体单元，其经配置用于从ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c、压电传感器1046c中获得的并且当gsr电极阵列连接到连接点1060c时从gsr电极阵列中获得的多个生理信号的测量。有利地，从所有传感器(ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c、压电传感器1046c和gsr电极阵列)获得的测量从单个(和同一)手指中测得。手指探头1000c还包括按钮1050c，其经配置以当受试者的手指正确定位在手指探头1000c内时使开式电路闭合。根据一些实施例，开式电路可以这样的方式电连接到ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和/或压电传感器1046c：即使当连接到接通的电源(未示出)时，ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和/或压电传感器1046c保持关闭直到手指按压按钮1050c。根据一些实施例，开式电路可电连接到电源，使得仅当手指按压按钮1050c时向手指探头1000c供电。根据一些实施例，开式电路可电连接到医疗设备(未示出)，其经配置以从ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和/或压电传感器1046c并且从连接到手指探头1000c的连接点1060c的gsr传感器获得测量，使得仅当手指按压按钮1050c时将打开医疗设备。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060c的连接可用作用于激活ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和/或压电传感器1046c的触发器。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060c的连接可用作用于激活经配置以向手指探头1000c供电的电源(未示出)的触发器。另外地或可替换地，gsr电极阵列(诸如本文所公开的任一gsr电极阵列)与连接点1060c的连接可用作用于激活医疗设备(未示出)的触发器，该医疗设备经配置以从ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和/或压电传感器1046c并且从连接到手指探头1000c的gsr传感器获得测量。根据一些实施例，仅当gsr传感器(例如，本文所公开的任一gsr电极阵列)附接到连接点1060c时，手指探头1000c和/或并入其中的ppg传感器1040c、加速计1042c、温度传感器1044c和压电传感器1046c可提供测量。这可确保当gsr传感器连接到手指探头1000c时仅执行监测。

现在参考图11，其示意性示出医疗设备1100，其经配置以利用gsr电极阵列，诸如本文所公开的任一gsr电极阵列。医疗设备1100包括电源1105。电源1105可经配置以向gsr传感器的活性电极提供电压。另外地或可替换地，电源1105可经配置以向手指探头的生理传感器(诸如上文描述的手指探头1000的ppg传感器1040、加速计1042和温度传感器1044)供电。医疗设备1100还包括数据获取模块1125，其经配置以从阵列(诸如本文所述的任一阵列或从包括该阵列的手指探头)接收信号；以及信号放大器1135，其经配置以放大信号(诸如例如，从gsr阵列获得的信号)。医疗设备1100还包括处理器1115，其经配置以基于所接收的电信号确定gsr电极阵列上多个非活性电极中的优选的非活性电极，并且基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析且基于活性电极和优选的非活性电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导。根据一些实施例，处理器1115可经配置以基于在后续测量期间获得的电信号的变化并且基于活性电极和优选电极之间的距离确定受试者的皮肤的电导的变化。医疗设备1100还可包括显示器1145，其经配置以显示所确定的受试者的皮肤的电导和/或至少部分基于所确定的皮肤电导确定的生理激发(例如，疼痛水平)。

现在参考图12，其是根据一些实施例的用于利用gsr电极阵列的方法的说明性流程图1200。本领域普通技术人员应当理解，如所述的方法的顺序不应被解释为相继的步骤并且可设想事件的不同的序列。

在步骤1210中，阵列(诸如本文所述的gsr阵列)或包括该阵列的探头放置在受试者的手指上。在步骤1220中，电信号(电压或电流)施加到活性电极。在步骤1230中，从多个非活性电极中的一个或多个得到测量。在步骤1240中，基于在步骤1230中得到的测量确定gsr电极阵列上多个非活性电极中的优选的非活性电极。假使获得的信号过低，则可从更近的非活性电极得到测量。假使信号饱和，则可从距离更远的非活性电极得到测量。根据一些实施例，优选电极的确定可基于从所有多个非活性电极获得的同时测量或相继测量，例如，通过选择带有最佳信号的电极。根据一些实施例，优选电极的确定可基于从预定的第一非活性电极(例如，最中心的非活性电极)中获得的信号。优选电极然后可被确定为更接近活性电极的非活性电极、与活性电极距离更远的非活性电极或初始选择的非活性电极。根据一些实施例，优选电极的确定可基于活性电极和非活性电极之间的优选距离，该优选距离基于从预定的初始选择的非活性电极中获得的信号计算。一旦在步骤1240中确定优选的非活性电极，在步骤1250中，受试者的皮肤的电导就可基于从优选的非活性电极接收的电信号的综合分析并且基于活性电极和优选的非活性电极之间的距离确定。可选地，在步骤1260中，可通过考虑另外的因素(诸如，但不限于环境温度)的变化来不断地评估获得的信号。应当理解，例如环境温度的变化可引起最佳的非活性电极的确定的变化。此类温度变化可影响出出汗的基础水平，不作为来自对疼痛的响应的结果，而是作为对环境变化和/或身体的温度调节的响应，这也可影响由如图9所述可被包括的不同的传感器测得的其他生理参数。

本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的，且并非旨在为限制性的。如本文所用，单数形式“一种/个(a/an)”、以及“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。应该进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprise)”/或“包括(comprising)”限定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除或排出一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。除非另外限定，否则本文所用的所有的技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常所理解的相同的意思。

除非另外具体陈述，否则如从以下论述中显而易见，应当明白，贯穿本说明书，利用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”、“估计”等术语的论述指计算机或计算系统或类似的电子计算设备的动作和/或过程，其将在计算系统的寄存器和/或存储器中的被表示为物理(诸如，电子)量的数据操纵和/或转换为在计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储器、传输或显示设备中的类似地被表示为物理量的其他数据。

本发明的实施例可包括用于执行本文中的操作的装置。该装置可经专门构造用于期望的目的，或其可包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。此类计算机程序可存储在计算机可读存储介质中，诸如但不限于任何类型的磁盘，其包括软盘、光盘、cd-rom、磁光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除和可编程只读存储器(eeprom)、磁卡或光卡，或适于存储电子指令并且能够耦接到计算机系统总线的任何其他类型的介质。

本文所提出的过程和显示器并非固有地与任何特定的计算机或其他装置有关。根据本文的教导，各种通用系统可与程序一起使用，或其可证明构造更加专用的装置来执行所述方法是方便的。用于各种这些系统的期望的结构将从下面的描述中显而易见。此外，本发明的实施例没有参考任何特定的编程语言进行描述。应当明白，各种编程语言可用于实施如本文所述的本发明的教导。

本发明可在诸如程序模块等由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中进行描述。通常，程序模块包括例程、程序、对象、部件、数据结构等等，其执行特定的任务或实施特定的抽象数据类型。本发明还可在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质中。

虽然上面已经论述了多个示例性方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到某些修改、添加和其子组合。因此，意图是所附权利要求和之后引入的权利要求应被解释为包括如在它们的真实精神和范围内的所有此类修改、添加和子组合。