可穿戴感测设备的制作方法

本公开涉及一种可穿戴感测设备，特别地用于生物电信号的长期监测。

背景技术：

众所周知，长期生物计量监测，特别是对心脏信号的长期生物计量监测，对于病理状态的诊断，特别是心血管系统地病理状态的诊断，以及对于处于风险中的主体的潜在或当前的危险情况的管理具有基础性的重要意义。例如，可能与心律和呼吸信号的测量相结合的对心电图(ecg)信号的恒定监测可以支持信息的收集，以用于感测在患者的日常活动期间可能发生的重大的、尽管不一定致命的事件，而这些事件以其他方式可能不会被观察到。在极端情况下，当即将发生的危险情况(诸如严重的心律失常)被识别到时，监测系统可以自动生成及时的警报和/或用于立即的帮助的请求。

长期监测系统基于感测设备，该感测设备应当由患者永久穿戴，并且通过无线连接将因此被感测的信号传输给主治医师或甚至传输给监控中心。出于此目的，感测设备应当设置有特定的特性。首先，尺寸应当被控制以避免给患者带来不便。此外，还因为患者常常是行动不便的老年人，诸如电池的应用、移除、更换或充电的常规操作应当能够以极其简单和方便的方式来执行。最后，但同样重要的，电池应当具有足够的自主性，以便不限制患者的正常活动，该事实可能会与使尺寸和重量最小化相悖。此外，可充电电池，而不是一次性电池优选地被使用。由于与体液、以及例如在清洗和淋浴时的外部流体等流体可能的接触，故还存在关于安全性和性的其他显而易见的要求。

已知设备不完全令人满意，特别是在与电池充电有关的易于使用的方面。设备通常使用片部(patch)来应用，该片部设置有电极和接触部。频繁地将设备与片部分离并且随后将设备与片部耦合需要一定量的力量和灵活性，而患者不总是具有这样的力量和灵活性。此外，将要施加的压力用于将设备耦合到已经被穿戴的片部上，这甚至可能会是疼痛的。

技术实现要素：

本公开的实施例提供了一种可穿戴感测设备，其允许克服或至少减轻上文所描述的限制。

附图说明

为了更好地理解本公开，现在将完全地通过非限制性示例并参照附图来描述本公开的一些实施例，其中：

图1是根据本公开的一个实施例的可穿戴感测设备的整体透视图；

图2是图1的可穿戴感测设备的平面俯视图；

图3示出了图2为了清楚起见被移除了部件后的视图。

图4是图1的设备的部件的一部分被部分拆解的透视图；

图5是图4的部件的一部分的前透视图；

图6是图4的部件的第二部分的后透视图；

图7是图4的部件的分解透视图；

图8是图4的部件的沿着图2的线viii-viii截取的侧视图；

图9是图4的部件的沿着图2的线ix-ix截取的侧视图；

图10是根据本公开的一个不同实施例的可穿戴感测设备的整体透视图；

图11是图10的设备的平面俯视图；

图12是图10的设备的沿着图10的线xii-xii截取的侧视图，并且其中为了清楚起见一些部分被移除；

图13是图10的设备的第一部件的后透视图；

图14是图10的设备的第一部件的前透视图；

图15是图10的设备的第二部件的前透视图；

图16是图10的设备的第三部件的后透视图；

图17是根据本公开的另一实施例的可穿戴感测设备的平面俯视图；以及

图18是根据本公开的另外的不同实施例的可穿戴感测设备的分解透视图。

具体实施方式

参照图1至图3，附图标记1总体上指定用于在如下的系统中使用的可穿戴感测设备，该系统用于长期监测生物参数，例如但不限于心电图信号。可穿戴感测设备1包括可以应用到患者身体(例如到胸部)的片部2、连接器座(connectorsocket)3和感测组件5，该感测组件5继而包括供应模块7和控制模块8。

片部2在片部2自身的表面上设置有电极9，该电极9在使用中与患者的皮肤接触。接触部10在片部2的相反的表面上可用，以用于通过连接器和导线与附加电极6的可能的连接，该附加电极6将被应用在距片部2一距离处。在一个实施例中，接触部10被配置为提供按扣(snapbutton)类型的可释放的连接。在应用片部2之前，附加电极6可以有利地连接到接触部10。

连接器座3由聚合材料制成，并且具有用于容纳感测组件5的座部(seat)3a。在一个实施例中，连接器座3被永久地固定到片部2并且，如图3所示，连接器座3具有电耦合到相应电极9的接触焊盘11(一个接触焊盘11被耦合到接触部10)。

感测组件5以可移除的方式被插入连接器座3中，并且如图8所示，感测组件5通过枢轴齿(pivotteeth)12和阻挡齿(blockingteeth)13被保持在座部3a中，枢轴齿12和阻挡齿13分别与被设置在连接器座3的一侧上的枢轴槽15、以及被设置在连接器座3的相对侧上的阻挡槽16接合(同样参见图8)。在连接器座3的阻挡槽16被定位的一侧上的柄部17使得连接器座能够弯曲直到阻挡齿13从阻挡槽16被解除接合。有利地，柄部17可以以弓形部的形式被提供，该弓形部以悬臂的方式朝向外延伸，使得其可以由患者方便地操纵。

参照图4至图9，如下文详细描述的，供应模块7和控制模块8通过滑动耦合和阻挡齿，以可逆的方式被连接在一起。

供应模块7(图7)包括外壳18、电池20、印刷电路板21和盖23，印刷电路板21上被布置有供应接触部22，盖23将电池20和印刷电路板21封闭在外壳18内。

外壳18设置有在与连接器座3相对的面18a上的滑块25和阻挡齿26(还参见图4和图5)。滑块25形成耦合构件并且限定在滑动耦合中，供应模块7相对于控制模块8的相对滑动的方向。外壳18的一部分由突部(tab)24限定，其中在该部分中阻挡齿26被定位，该突部24在单侧被连接到外壳18的其余部分(图7和图9)，使得突部24可以被按下以便释放阻挡齿26。

电池20是可充电类型的，并且可以分别通过印刷电路板21上的供应连接器22、以及通过充电连接器28(例如usb连接器)连接到控制模块8和外部充电功率供应器(未示出)。充电连接器28继而可以通过外壳18中的窗口29从供应模块7的外部是可接入的。更详细地，窗口29设置在凹部30(图4和图5)的背壁上，该凹部30形成在外壳18的耦合到控制模块8的面18b上。供应连接器22以如下方向从凹部30的背壁突出，该方向是在滑动耦合中供应模块7相对于控制模块8的相对滑动的方向。

控制模块8包括(图7)外壳32、印刷电路板33、盖34和接触部35。

外壳32包括壳体32a和连接板32b，在壳体32a中布置有印刷电路板33，连接板32b从壳体32a延伸并且被配置为与供应模块7耦合。更详细地，连接板32b设置有直线形的引导部36(图6)，该直线形的引导部36以可滑动的方式被滑块25接合，并且当供应模块7和控制模块8耦合在一起时，直线形的引导部36覆盖供应模块7的壳18的面18a的一部分。而且，连接板32b设置有阻挡槽37，当控制模块8和供应模块7耦合在一起时，该阻挡槽37被供应模块7的阻挡齿26接合。

在外壳32的耦合到供应模块7的面上的突起32c被成形以便接合被设置在外壳18中、且是中空的凹部30(图6和7)。

印刷电路板33上布置有处理电路或单元(诸如微处理器38)、运动传感器39、针对存储器卡的壳体40、以及通信连接器41(例如usb连接器)。此外，印刷电路板33上设置有供应连接器42，该供应连接器42被配置为可逆地耦合到供应模块7的供应连接器22。在实践中，当突起32c被插入到凹部30中时，控制模块8的供应连接器42接纳供应模块7的供应连接器22。

微处理器38被配置为处理通过接触部35所接收的信号、以及从运动传感器39所接收的信号并且将这些信号存储在被插入壳体40中的存储卡中，运动传感器39有利地可以是微机电加速度计或陀螺仪。特别地，微处理器38执行初步操作，诸如对从接触部35所接收的信号进行滤波和采样，以在所描述的实施例中获取心电图信号的不同导联(lead)。此外，微处理器38可以被配置为：处理ecg信号，以用于提取关于心脏节律和可能的异常(诸如各种严重程度的心律失常)的信息；将ecg信号与来自运动传感器39的信号相关联，以便识别心律的异常改变(例如，与持续运动相关联的心脏节律增大可以是由于正常的物理活动，而与没有运动相关联的心脏节律增大可以是进展中的病理事件的指标)；激活紧急程序，诸如警告或拨打已编程的号码；管理状态信号，该状态信号可以由外壳32上的led指示器44显示(诸如电池电量和可能的故障)；并且接收命令，例如通过外壳32上的按钮43。有利地，微处理器38可以设置有无线通信能力。

通信连接器41可以用于将印刷电路板33与外部设备(未图示)连接，例如以用于下载监测数据，其被存储在存在于壳体40中的存储器卡中。

平坦罩45封闭外壳32的突起32c的自由端(图6至图9)，并且具有窗口46、47、48分别用于到壳体40、通信连接器41和供应连接器42的接入。当电池模块7和控制模块8耦合在一起时，突起32c接合凹部30。因此，为了对安全有利，当感测设备1在使用中时，供应连接器22、42、壳体40和通信连接器41是不可接入。为了接入供应连接器22、42和通信连接器41，电池模块7必须与控制模块8分开。

垫圈50密封突起32c的侧表面与凹部30的侧表面之间的间隙，从而防止流体到达电池模块7和控制模块8的内部，并且从而确保水密性。

接触部35机械地和电气地耦合到印刷电路板33，并且被布置为穿过盖34，该盖34将印刷电路板33自身封闭在外壳32内(图9)。此外，接触部35被布置为当感测组件5在座部3a中时，抵达(landon)在连接器座3的相应接触焊盘11上。在一个实施例中，接触部35是弹簧顶针(pogopin)类型的，其中顶针在圆柱体内在抽出的位置与缩回的位置之间是轴向地可滑动的，这与对照构件的作用相反，该对照构件倾向于将顶针布置在抽出位置。

接触部35的弹性使得能够提供与电极9、10的稳定耦合，而无需施加很大的力量来建立连接或释放连接。实际上，用以插入和移除感测组件5的力量很小，并且基本上由连接器座3的座部3a中的阻挡构件(阻挡齿13和阻挡槽16)的形状来确定，以对易于使用有利。设备的使用通过柄部17进一步被促进，柄部17可以方便地被成形，以使得即使对于具有运动困难的患者，仍可以使感应组件5的插入和移除变得简单。

同样地，从控制模块8移除电池模块7是简单的，并且不需要应用很大的力量。在实践中，提供两个电池模块7使得能够以几乎不间断的方式使用感测设备1并且对电池进行更换和充电，而不会给患者带来任何不快。

参照图10至图15，根据本公开的不同实施例的可穿戴感测设备100包括片部102、连接器座103、供应模块107以及控制模块108。

片部102设置有用于监测心脏活动的电极109。

连接器座103可以例如通过片部102上的顶针106a与连接器座103中的对应的座部106b的按扣接触(反之亦然)，而可移除地连接到片部102的电极109，。

此外(图12至图14)，连接器座103包括供应座部103a和控制座部103b，其用于利用可逆的耦合分别接纳供应模块107和控制模块108。连接器座103的容纳供应座部103a的部分、以及容纳控制座部103b的部分通过接头部分103c连接在一起，该接头部分103c支持相对运动，使得感测设备100可以适于患者的形状。接头部分103c可以起铰链的作用，并且可以与连接器座103的容纳供应座部103a的部分、以及容纳控制座部103b的部分一起，由单片弹性聚合材料制成。

供应座部103a和控制座部103b通过滑动耦合以可逆的方式分别接纳供应模块107和控制模块108。出于该目的(图12至图14)，供应座部103a和控制座部103b设置有相应的直线形的引导部115、116以及相应的接触焊盘111、112。特别地，接触焊盘111、112被布置在这样的平面中，该平面垂直于由直线形的引导部115、116所限定的滑动的方向。

按扣接触的座部106b(图12)可以设置在印刷电路板125、126上，其是连接器座103的容纳供应座部103a、以及控制座部103b的部分的内部。被并入在连接器座103中的连接线127将在供应座部103a的一侧的接触焊盘111、以及按扣接触的座部106b连接到在控制座部103b的一侧的接触焊盘112。

供应模块107具有滑动部分107a(图15)，该滑动部分107a设置有直线形的凹槽117，当供应模块107耦合到连接器座103时，该直线形的凹槽117通过供应座部103a的直线引导部115滑动地接合。此外，供应模块107容纳电池120，并且包括(例如弹簧顶针类型的)弹性接触部135和充电连接器128。弹性接触部135被布置为平行于滑动耦合的滑动方向，并且抵达在连接器座103的供应座部103a的一侧的相应接触焊盘111上。

控制模块108具有滑动部分108a(图16)，其设置有直线形的凹槽118，当控制模块108耦合到连接器座103时，该直线形的凹槽118通过控制座部103b的直线形的引导部116可滑动地接合。而且，控制模块108容纳微处理器、存储器和运动传感器(基本上如已经描述的、故因此在此处未说明)，并且设置有(例如弹簧顶针类型的)弹性接触部136、以及通信连接器141。弹性接触部136被布置为平行于滑动耦合的滑动方向，并且抵达在连接器座103的控制座部103b的一侧上的相应接触焊盘112上。

同样在这种情况下，供应模块107可以容易地从连接器座103移除，而不需要拆下片部102或施加对于患者可能会是麻烦的任何压力。连接器座到片部102的耦合不会产生问题，因为该耦合可以在应用片部102之前建立。此外，感测设备100可以使用弹性胸带(thoracicband)以代替一次性片部而被应用。

如果将供应模块保持在适当位置的元件不同于接触部，该接触部建立电连接，则供应模块和连接器座之间的耦合不一定必须是滑动类型的。

根据一个实施例(在图17中示出)，在可穿戴感测设备200中，控制模块，此处由208来指定，被集成在连接器座203中，并且基本上如已经描述的那样，电池模块207是可移除的。而且，在这种情况下，连接器座203的接头部分203c被加长，并且支持供应模块207相对于控制模块208的较大的相对移动性。

当控制模块108是可移除的时，显然相同类型的接头可以被使用，如在根据图18的实施例的感测设备300中，其中供应模块307和控制模块308以可移除的方式插入连接器座303的相应座部303a、303b中。在该示例中，此处由300来指定的可穿戴感测设备可以与常规的ecg电极309一起使用，该ecg电极309比片部成本低，并且可以在将其应用到患者之前被连接到连接器座303。

最后，显而易见的是，可以对本文中所描述的电子设备和方法做出修改和变型，而不脱离本公开的如所附权利要求所限定的范围。

上文中所描述的各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。根据上面的详细描述，可以对实施例做出这些和其他改变。一般而言，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制为在说明书和权利要求中所公开的特定实施例，而应当被解释为包括所有可能的实施例、连同这样的权利要求有权享有的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。