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長時間生理信號測量貼片的制作方法

文檔序號:12663868閱讀:287來源:國知局
長時間生理信號測量貼片的制作方法與工藝

本發(fā)明有關(guān)于一種長時間生理信號測量貼片,尤其是利用防水膜提供防水功能,可在洗澡時配戴而不會脫落,且可利用底座以承載電路板、上蓋,進(jìn)而形成穿戴式的測量裝置,解決現(xiàn)有技術(shù)中必須整合多條信號傳輸線以外接到連結(jié)裝置的問題,改善使用上及攜帶上的便利性。



背景技術(shù):

由于身體的生理活動,會在身體表面產(chǎn)生特定的電氣信號,因而可利用測量貼片粘貼到體表的特定位置,比如頭部、胸部、腹部、背部、四肢,藉非侵入性方式以測量各種生理電氣信號,比如腦波信號(EEG)、肌電信號(EMG)、神經(jīng)電信號(ENG),視網(wǎng)膜電信號(ERG)、胃電信號(EGG),神經(jīng)肌電信號(ENMG)、腦皮質(zhì)電信號(ECoG)、眼球電信號(EOG)以及眼球震顫電信號(ENG)等等。

在現(xiàn)有技術(shù)中,一般的體表電氣信號測量貼片是將導(dǎo)電金屬片、標(biāo)簽設(shè)置在泡棉膠的貼附層上,并利用電極片貼附泡棉膠的底部,再由導(dǎo)電膠貼附電極片底下,其中導(dǎo)電金屬片電氣連接至電極片,且在使用時,以導(dǎo)電膠直接接觸人體表面,并用信號線連接導(dǎo)電金屬片至外部裝置。因此,電極片可經(jīng)由導(dǎo)電膠測量到人體表面的電氣信號,并利用導(dǎo)電金屬片傳送至外部裝置,以進(jìn)行特定分析并顯示相關(guān)生理波形、資料及狀態(tài)。

雖然測量貼片是做成薄片狀,可直接粘貼在人體上并可輕易剝除,在使用上相當(dāng)方便,然而,現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于每個貼片只能測量單一位置的電氣信號,且實(shí)際應(yīng)用時,常需要測量多個位置,導(dǎo)致身體上布滿貼片及連接線,很容易扯斷而造成醫(yī)護(hù)人員或病患行動上的困擾。此外,現(xiàn)有技術(shù)的測量貼片不具有防水功能,所以在流汗后很容易脫離,比如運(yùn)動時,尤其不適合在洗澡時使用。因此,使用者在運(yùn)動或洗澡前,須將測量貼片取下,造成使用上不方便,而且只適合靜態(tài)使用,無法長時間使用。換言之,不僅使用 環(huán)境受限制,而且使用時間也不長。

因此,很需要一種創(chuàng)新的長時間生理信號測量貼片,利用防水膜提供防水功能,可在洗澡時配戴而不會脫落,且可利用底座以承載電路板、上蓋,進(jìn)而形成穿戴式的測量裝置,改善使用上及攜帶上的便利性,藉以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中必須整合多條信號傳輸線以外接到連結(jié)裝置的問題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的主要目的在提供一種長時間生理信號測量貼片,主要是包括防水膜、電極層、導(dǎo)電膠層、阻隔層以及第一貼附層。防水膜具有電氣絕緣性、粘性及防水功能,且電極層具有至少二電極。本發(fā)明的長時間生理信號測量貼片可長時間貼附于人體,用以測量生理信號,并可將所測量到的生理信號藉由與其電氣連結(jié)的外部儀器以進(jìn)行更詳細(xì)的分析、計算或顯示。

進(jìn)一步而言,電極層是貼附于防水膜的下方。導(dǎo)電膠層是位于相對應(yīng)電極的下方,尤其是電極的端部,形成電氣連接。阻隔層是位于電極層的下方,可容置相對應(yīng)的導(dǎo)電膠層。

第一貼附層是位于相對應(yīng)阻隔層的外圍。此外,第一貼附層是位于電極層的下方并具有孔洞,可容置阻隔層及導(dǎo)電膠層。

防水膜具有電氣絕緣性及粘性,并具有防水功能,是由疏水性的塑膠材料并涂布粘膠所構(gòu)成。防水膜的面積是大于電極層,并覆蓋住整個電極層,使得防水膜的外圍部分可在應(yīng)用時直接接觸到人體。

電極層是由導(dǎo)電材料形成,而該導(dǎo)電材料可為金屬、導(dǎo)電布、銀、氯化銀、石墨、導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電硅膠或?qū)щ娤鹉z等至少一種成份組成,具有傳輸電氣信號的功能,使得電極可連接外部電氣裝置,比如電路板或測量儀器。導(dǎo)電膠層是由樹脂、多元醇、水與電解質(zhì)或金屬填料所組成,具導(dǎo)電性及粘性,因而導(dǎo)電膠層的上表面可穩(wěn)固粘接電極,且導(dǎo)電膠層的下表面可直接粘貼到人體上,并將人體的電氣信號傳導(dǎo)至電極。

阻隔層具有水氣阻隔性,可由不吸水或少量吸水材料構(gòu)成,例如硅膠、橡膠、塑膠或泡棉。第一貼附層可為高分子聚合物粘著材料,具有高粘性與少許吸水性,可直接粘貼到人體上。第一貼附層還具有吸收少量體液的效應(yīng),可避免流汗造成粘性喪失,進(jìn)而延長貼附時間。

更加具體而言,阻隔層可為環(huán)狀,且環(huán)繞并接觸導(dǎo)電膠層的周圍;阻隔層為環(huán)狀,且環(huán)繞并部分接觸導(dǎo)電膠層的周圍;阻隔層為環(huán)狀,且環(huán)繞導(dǎo)電膠層的周圍,但不接觸導(dǎo)電膠層;阻隔層為至少二片段狀,各別環(huán)繞并接觸導(dǎo)電膠層的周圍;阻隔層為至少二片段狀,各別環(huán)繞并部分接觸導(dǎo)電膠層的周圍;或者是,阻隔層為至少二片段狀,各別環(huán)繞導(dǎo)電膠層的周圍,但不接觸導(dǎo)電膠層。上述的配置方式都可用于導(dǎo)電膠層及阻隔層。

此外,防水膜還可進(jìn)一步包含至少二孔洞,其中電極是配置成對齊防水膜的相對應(yīng)孔洞,并經(jīng)由孔洞而曝露,或是電極層可直接穿透防水膜的相對應(yīng)孔洞,藉以將所測量到的生理信號,透過電極層而對外傳輸?shù)酵獠窟B接裝置。

本發(fā)明還可包括上蓋、防水圈、支撐層、強(qiáng)化層、底座、第二貼附層、離型層,其中上蓋、防水圈、支撐層是由上而下依序堆疊在防水膜上,支撐層具有適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度,可提升防水膜的堅挺度,防水圈是夾在上蓋及防水膜之間以提供水密功能而防止外部的水分滲入,而強(qiáng)化層是在電極層底下,具有高度抗張及韌性并包含至少二孔洞,用以容置相對應(yīng)的電極,且底座配置在強(qiáng)化層下,用以結(jié)合上蓋形成密閉且水密的容置空間,可承載電路板、電池,而內(nèi)置的電池可供應(yīng)電源,達(dá)成長時間測量與記錄信號的需求。此外,第二貼附層貼附底座下,可增強(qiáng)持續(xù)粘貼性,而離型層貼附到防水膜及導(dǎo)電膠層下,并與防水膜密封粘貼而形成封閉環(huán)境,避免內(nèi)部膠體水分蒸散。由于離型層是位于整體貼片結(jié)構(gòu)的最底層,能保護(hù)貼片不受外物污染,并維持相當(dāng)粘性,并在使用時剝除而露出防水膜、導(dǎo)電膠層、第一貼附層、第二貼附層,進(jìn)而直接粘貼至人體表面上。尤其,本發(fā)明的底座可承載電路板、上蓋,電路板與電極電氣連結(jié),進(jìn)而形成穿戴式的測量裝置,方便配戴、使用。

因此,可使用單一的本發(fā)明貼片以進(jìn)行測量心電圖、肌電圖等生理信號,尤其是,第一貼附層具有吸收少許汗液的效果,因可于少量出汗的運(yùn)動期間使用,以延長使用時間,且不限使用環(huán)境,不適合洗澡或運(yùn)動中使用。

附圖說明

圖1為顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例長時間生理信號測量貼片的剖示圖。

圖2為顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例長時間生理信號測量貼片的爆炸分解立體 示意圖。

圖3為顯示依據(jù)本發(fā)明長時間生理信號測量貼片的上視圖。

其中,附圖標(biāo)記說明如下:

1 長時間生理信號測量貼片

10 防水膜

13 上蓋

15 防水圈

17 支撐層

20 電極層

22 電極

23 強(qiáng)化層

25 底座

30 導(dǎo)電膠層

40 阻隔層

50 第一貼附層

52 第二貼附層

60 離型層

具體實(shí)施方式

以下配合圖示及附圖標(biāo)記對本發(fā)明的實(shí)施方式做更詳細(xì)的說明,使熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在研讀本說明書后能據(jù)以實(shí)施。

請參閱圖1,本發(fā)明實(shí)施例長時間生理信號測量貼片的剖示圖。如圖1所示,本發(fā)明的長時間生理信號測量貼片1主要包括防水膜10、電極層20、導(dǎo)電膠層30、阻隔層40以及第一貼附層50,其中防水膜10具有電氣絕緣性、粘性及防水功能,且電極層20具有至少二電極22,該至少二電極可為彼此獨(dú)立不連結(jié)。本發(fā)明的長時間生理信號測量貼片1可長時間貼附于人體,用以測量生理信號,并可將所測量到的生理信號藉由與其電氣連結(jié)的外部儀器以進(jìn)行更詳細(xì)的分析、計算或顯示。

具體而言,電極層20的電極22是貼附于防水膜10的下方,具有傳輸電氣信號的功能。導(dǎo)電膠層30具導(dǎo)電性及粘性,是位于相對應(yīng)電極22的下方, 尤其是電極的端部,形成電氣連接,而阻隔層40是位于電極層20的下方,并具有孔洞,用以容置相對應(yīng)的導(dǎo)電膠層30。另一方面,阻隔層40可進(jìn)一步配置成貼于相對應(yīng)的電極22下方,形成一電極搭配一阻隔層。

此外,第一貼附層50是位于相對應(yīng)阻隔層40的外圍,其中第一貼附層50是位于電極層20的下方,并具有孔洞,用以容置阻隔層40及導(dǎo)電膠層30。

進(jìn)一步而言,防水膜10具有電氣絕緣性及粘性,并具有防水功能,可由疏水性的塑膠材料并涂布粘膠所構(gòu)成,其中防水膜10的面積是配置成大于電極層20,并覆蓋住整個電極層20,使得防水膜10的外圍部分可在應(yīng)用時直接接觸到人體。

電極層20是由導(dǎo)電材料形成,比如金屬、導(dǎo)電布、銀、氯化銀、石墨、導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電硅膠或?qū)щ娤鹉z,其中電極層20的電極22可部分或完全連接外部電氣裝置,比如電路板或測量儀器,而測量儀器可為處理器、微控制器、電腦或伺服器。導(dǎo)電膠層30是由樹脂、多元醇、水與電解質(zhì)或金屬填料所組成,具導(dǎo)電性及粘性,因而導(dǎo)電膠層30的上表面可穩(wěn)固粘接電極22,且導(dǎo)電膠層30的下表面可直接粘貼到人體上,并將人體的電氣信號傳導(dǎo)至電極22。

阻隔層40具有水氣阻隔性,可由不吸水或少量吸水材料構(gòu)成,例如硅膠、橡膠、塑膠或泡棉。第一貼附層50可為高分子聚合物粘著材料,具有高粘性與少許吸水性,例如除疤膠、人工皮、PU膠、水凝膠、硅膠,可直接粘貼到人體上。再者,第一貼附層50還具有吸收少量體液的效應(yīng),可避免流汗造成粘性喪失,進(jìn)而延長貼附時間。

因此,本發(fā)明的長時間生理信號測量貼片1在實(shí)際應(yīng)用時,導(dǎo)電膠層30可直接貼附至人體上,比如胸部或頭部,并藉電極層20的電極22感測人體表面的電氣信號,當(dāng)作生理信號,達(dá)到測量生理信號的貼片功能。尤其是,第一貼附層50提供主要的粘貼力而穩(wěn)固的貼附于人體上,而具有黏性的防水膜10也由外圍部分貼附于人體上,進(jìn)一步提供額外的粘貼力,以改善整體的穩(wěn)固性。

為強(qiáng)化貼片性能并改善使用的便利性,可進(jìn)一步參考圖2,本發(fā)明實(shí)施例長時間生理信號測量貼片的爆炸分解立體示意圖,而如圖2所示,本發(fā)明的長時間生理信號測量貼片1還可包括上蓋13、防水圈15、支撐層17,其 中上蓋13、防水圈15、支撐層17是由上而下依序堆疊在防水膜10上,且防水圈15是夾在上蓋13及防水膜10之間,用以提供水密功能而防止外部的水分滲入,達(dá)到防水效應(yīng),而支撐層17具有適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度,可提升防水膜10的堅挺度,有助于使用者在使用本發(fā)明時,方便將整個長時間生理信號測量貼片1貼附到人體表面,并在貼于人體后,移除支撐層17。另一方面,支撐層17與防水膜10可透過無膠的方式做結(jié)合,例如透過熱壓制成,以期達(dá)到移除時不會殘膠于防水膜上的效果。

本發(fā)明可進(jìn)一步包括強(qiáng)化層23、底座25,其中強(qiáng)化層23是在電極層20底下,并具有高度抗張及韌性,且包含至少二孔洞,用以容置相對應(yīng)的電極22,可強(qiáng)化電極層20的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,而底座25可配置在強(qiáng)化層23底下,可與上蓋13相結(jié)合以形成密閉且水密的容置空間,可用以承載電路板、電池,電路板與電極電氣連結(jié),進(jìn)而形成可攜式的生理信號測量裝置,其中內(nèi)置的電池可供應(yīng)電源,達(dá)成長時間測量與記錄信號的需求。

此外,上述強(qiáng)化層23的面積是較佳的配置成大于電極層20,該強(qiáng)化層的至少二孔洞周圍也可封閉粘貼相對應(yīng)的電極,如此可確保由人體產(chǎn)生的汗液不會滲入電極內(nèi),造成雜訊干擾,該強(qiáng)化層也可進(jìn)一步具有多個孔洞以改善整體貼片的透氣度,而上述底座25周圍具有多個卡勾或?qū)е⑶掖┩笍?qiáng)化層23,以協(xié)助底座25與上蓋13緊密結(jié)合。另一方面,第一貼附層50進(jìn)一步配置成二個雙面膠貼片且各別水平貼附于強(qiáng)化層底下的兩側(cè),每個第一貼附層皆具有孔洞以容置相對應(yīng)的阻隔層40及導(dǎo)電膠層30。

再者,還可再包括第二貼附層52或離型層60,其中第二貼附層52是貼附到底座25的底下,用以增強(qiáng)本發(fā)明貼片的持續(xù)粘貼性,而離型層60是貼附到防水膜10及導(dǎo)電膠層30的底下,并與防水膜10密封粘貼而形成封閉環(huán)境,可避免內(nèi)部膠體水分蒸散。此外,離型層60是位于整體貼片結(jié)構(gòu)的最底層,能保護(hù)貼片不受外物污染,并維持相當(dāng)粘性,故離型層60可進(jìn)一步配置為面積大于防水膜10,并且由于防水膜10、導(dǎo)電膠層30、第一貼附層50、第二貼附層52的厚度可能不同而造成段差,該離型層60可進(jìn)一步透過塑形而迎合該段差,尤其是與防水膜10達(dá)成的密封效果。在使用時,可將離型層60剝除而露出防水膜10、導(dǎo)電膠層30、第一貼附層50、第二貼附層52,而直接粘貼至人體表面上。

較佳的,第二貼附層52可為高分子粘著材料,具有高粘性與少許吸水性,比如除疤膠、人工皮、PU膠、硅膠或水凝膠,而離型層60可以紙類為基材,并具有耐水、耐溶劑隔離層與離型劑涂層迭合于基材表面。

進(jìn)一步而言,所有的導(dǎo)電膠層30可配置在電極層20的同側(cè)平面上,比如下表面,尤其是不會與強(qiáng)化層23干涉或重疊,且導(dǎo)電膠層30的形狀可為圓形、方形或菱形。再者,阻隔層40位于電極20的下方且不與強(qiáng)化層23干涉或重疊。

更加具體而言,導(dǎo)電膠層30及阻隔層40之間的配置方式可包括以下其中之一:

(1)阻隔層40為環(huán)狀,且環(huán)繞并接觸導(dǎo)電膠層30的周圍;

(2)阻隔層40為環(huán)狀,且環(huán)繞并部分接觸導(dǎo)電膠層30的周圍;

(3)阻隔層40為環(huán)狀,且環(huán)繞導(dǎo)電膠層30的周圍,但不接觸導(dǎo)電膠層30;

(4)阻隔層40為至少二片段狀,各別環(huán)繞并接觸導(dǎo)電膠層30的周圍;

(5)阻隔層40為至少二片段狀,各別環(huán)繞并部分接觸導(dǎo)電膠層30的周圍;

(6)阻隔層40為至少二片段狀,各別環(huán)繞導(dǎo)電膠層30的周圍,但不接觸導(dǎo)電膠層30。

此外,防水膜10還可進(jìn)一步包含至少二孔洞,其中電極22是配置成對齊防水膜10的相對應(yīng)孔洞,尤其是電極22的端部,并經(jīng)由孔洞而曝露,或是電極層20可直接穿透防水膜10的相對應(yīng)孔洞,藉以將所測量到的生理信號,透過電極層20而對外傳輸?shù)酵獠窟B接裝置。

可進(jìn)一步參考圖3,本發(fā)明長時間生理信號測量貼片的上視圖,具有薄片狀的外觀,可完全貼附于人體表面,尤其是,本發(fā)明已整合多電極層在同一長時間生理信號測量貼片,使用者可只使用單一的本發(fā)明長時間生理信號測量貼片即可達(dá)成測量生理信號的目的,而相對的,現(xiàn)有技術(shù)需要粘貼至少兩個以上的貼片在身上。因此,本發(fā)明的長時間生理信號測量貼片可大幅改善使用的便利性。

此外,本發(fā)明因整合多電極層而具有面積較大,會使得整個貼片的機(jī)械強(qiáng)度減弱而容易軟塌,因此支撐層可用來提高整體貼片的挺度,進(jìn)而提升貼附時的操作性。

使用者可將本發(fā)明貼附于人體左胸體表,藉以進(jìn)行心電圖信號測量,或是貼于胸部或腹部體表以進(jìn)行呼吸信號測量,也可依據(jù)貼附的位置,測量腦波信號(EEG)、肌電信號(EMG)、神經(jīng)電信號(ENG),視網(wǎng)膜電信號(ERG)、胃電信號(EGG),神經(jīng)肌電信號(ENMG)、腦皮質(zhì)電信號(ECoG)、眼球電信號(EOG)以及眼球震顫電信號(ENG)等等,尤其是,本發(fā)明具有防水性,使用者在貼附期間,仍可洗澡、運(yùn)動或睡覺,而不擔(dān)心脫落。

防水膜10具有良好的粘貼及適當(dāng)?shù)姆浪δ?,厚度可介?.01~0.07mm之間,藉以維持良好的透氣度,可避免使用期間因運(yùn)動或悶熱流汗造成貼片脫落,而電極層的厚度可介于0.01~0.3mm之間,以維持整體貼片的柔軟程度,利于延長貼附的時效。另外,防水膜10的表面的孔洞,可用以置入電極層20并外露,能與外部測量儀器做連結(jié)。第一貼附層50因具有吸收少量體液的效果,故可避免流汗造成粘性喪失,延長貼附時間。整體而言,本發(fā)明測量貼片的貼附效果一般可長達(dá)至少7天。

透過電極層20可傳輸電氣信號,例如,將心電圖信號傳輸與外部儀器做電氣連結(jié),并透過儀器來分析、計算或顯示信號。再者,也可藉由電極層20而進(jìn)一步測量呼吸信號,其中經(jīng)由阻抗性肺量計(impedance pneumography)方法,而將具有高頻率且低電流的載波信號輸入人體,藉以執(zhí)行呼吸信號測量,比如呼吸波形、呼吸率等。因此,進(jìn)一步可將電極層20配置為四個電極,依此貼片來達(dá)成心電圖與呼吸信號的同步測量,藉由其中二個電極測量心電圖信號,而透過另外兩個電極測量呼吸信號。

本發(fā)明的阻隔層40是各別配置于相對應(yīng)導(dǎo)電膠層30的外側(cè),可形成隔絕效果,避免導(dǎo)電膠層30因長時間與周邊的吸水材料接觸,而造成脫水。

綜上所述,本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于可單獨(dú)使用,有別于現(xiàn)有技術(shù)中,需至少貼兩個以上貼片在身上才能進(jìn)行測量心電圖、肌電圖等生理信號,而且整體貼片的挺度是利用支撐層來加強(qiáng)。

此外,本發(fā)明的第一貼附層具有吸收少許汗液的效果,因此,可于少量出汗的運(yùn)動期間使用,以延長使用時間,且不限使用環(huán)境,而現(xiàn)有技術(shù)只適合靜態(tài)使用,且不適合洗澡或運(yùn)動。

本發(fā)明的阻隔層可預(yù)防導(dǎo)電膠層受到周圍材料的影響,例如,導(dǎo)電膠層的水分被周邊材料吸收,比如第一貼附層,而嚴(yán)重影響到測量功效及有效的 使用時間,或是可避免因材料本身受周圍材料污染而失去原本特性。尤其是,一般的現(xiàn)有技術(shù)并沒有阻隔層的設(shè)計。

再者,本發(fā)明具有防水特性,可在洗澡時配戴而不會脫落,而現(xiàn)有技術(shù)則無法達(dá)成該功效。尤其,本發(fā)明的底座可承載電路板、上蓋,電路板與電極電氣連結(jié),進(jìn)而形成穿戴式的測量裝置,而現(xiàn)有技術(shù)則必須整合多條信號傳輸線以外接到連結(jié)裝置,所以在攜帶上非常不方便。

由于本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)并未見于已公開的刊物、期刊、雜志、媒體、展覽場,因而具有新穎性,且能突破目前的技術(shù)瓶頸而具體實(shí)施,確實(shí)具有進(jìn)步性。此外,本發(fā)明能解決現(xiàn)有技術(shù)的問題,改善整體使用效率,而能達(dá)到具產(chǎn)業(yè)利用性的價值。

以上所述僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非企圖據(jù)以對本發(fā)明做任何形式上的限制,因此,凡有在相同的發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更,皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。

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