用于ECG和除颤电路的单独印刷迹线

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月31日提交的标题为“Separate Printed Traces for ECGand Defibrillation Circuits”的美国临时专利申请序列号62/725,311的优先权。

背景技术

1.

本发明一般涉及一种医疗装置，并且更具体地涉及一种具有除颤电路和单独的ECG跟踪电路的电极垫，每个电路都由导电墨水构成。

2.

生物医学电极通常用于心电图和类似的诊断过程以及用于长期监测，其中患者必须电连接到测试或监测装置。这种电极通常由三个不同的层组成：导电表面层，该导电表面层约一平方英寸；绝缘体，该绝缘体在导电表面层的一侧上，其上压印有图形；以及医用凝胶，该医用凝胶设置在导电表面层的另一侧。医用凝胶用于将电极锚定在患者的皮肤上。导电表面层可以是金属层或甚至是导电墨水。

在使用中，ECG(或类似装置)的引线通常在其端部处包括夹子等，这些夹子被附接到电极的专用连接部分或突起部。这种连接部分可以成形为连指手套(拇指印记-半圆)或鱼尾，并且可以定位在没有医用凝胶的地方。由于与电极相比，引线的尺寸(和重量)相对较大，再加上引线卷绕的固有趋势，因此经常在电极上施加拉力，这可能会将电极从皮肤上剥离，因为医用凝胶只是一种稍微弱的粘合剂。由于患者的移动，也经常会产生拉力，这种拉力既是预期移动的结果，也是非预期移动的结果。除了完全剥离之外，该力还可能仅干扰电极或将电极从皮肤部分剥离，从而导致信号失真(如噪声或伪像)和不可用的结果。无论如何，都浪费了时间和精力。此外，一旦电极被剥离或部分剥离，其可能无法正确地重新锚定，因此必须使用新的电极。

多功能电极(MFE)垫是一种特定类型的生物医学电极，其广泛用于治疗和诊断心脏疾病。医疗保健专业人员和其他急救人员使用MFE垫来监测心跳期间的电势，为除颤提供高能电刺激，并且为起搏提供较低水平的电刺激。在开发这种垫之前，护理提供者需要应用多种类型的垫，并且可能使用其他装置(即桨状件)将电流传递给患者。不难想象，在紧急情况下使用多个电极和其他装置会导致潜在的错误和进一步的伤害。

真正MFE垫的产生需要设计者平衡许多因素，这些因素中的最重要的因素是价格，因为垫仅是一次性使用的。现代MFE垫必须能够传输短脉冲的显著电能，同时能够快速耗散这些能量，从而使监测不受影响。然而，在大多数生物医学电极(和MFE垫)中，ECG迹线和除颤电流是一个电路的一部分。因此，ECG迹线会受到用于除颤的高电压和高电流的影响。

因此，需要一种具有用于ECG迹线和除颤的单独电路的生物医学电极。

相关技术章节免责声明描述：就以上在相关技术章节描述或本公开的其他地方讨论的具体专利/公布/产品而言，这些讨论不应被认为是承认所讨论的专利/公布/产品是出于专利法目的的现有技术。例如，所讨论的专利/公布/产品中的一些或所有可能在时间上不够早，可能没有反映在时间上足够早地发展的主题和/或可能不足以实现等同于专利法目的的现有技术。就以上在相关技术章节描述和/或整个申请中讨论的具体专利/公布/产品而言，其描述/公开内容均以引用方式以其各自的整体并入本文。

发明内容

本发明的实施方案涉及一种具有除颤电路和单独的ECG跟踪电路的除颤垫或电极，每个电路都由导电墨水构成。根据一个方面，本发明是一种电极垫。电极垫包括四层，即基层、第一导电层、第二导电层和水凝胶层。基层具有第一侧，并且第一导电层居中定位在基层上。第二导电层至少部分地围绕基层的第一侧上的第一导电层延伸。水凝胶层覆盖基层的第一侧上的第一导电层和第二导电层。

根据另一方面，电极垫包括具有第一侧的泡沫基层。电极垫还包括第一导电层，该第一导电层具有居中定位在基层上的第一电路，并且第一导电层被配置为提供除颤电流。电极垫还包括第二导电层，该第二导电层具有单独的第二电路，该第二电路至少部分地围绕基层上的第一导电层延伸。第二导电层被配置为接收电信号。电极垫还包括覆盖基层的第一侧上的第一导电层和第二导电层的水凝胶层。

根据又一方面，电极垫包括具有第一侧的泡沫基层。电极垫还包括：第一导电层，该第一导电层具有居中定位在基层上的第一电路；第二导电层，该第二导电层具有至少部分地围绕基层上的第一导电层延伸的单独的第二电路；以及水凝胶层，该水凝胶层覆盖基层的第一侧上的第一导电层和第二导电层。电极垫另外包括附接到第一导电层和第二导电层的电连接器。电连接器被配置为向第一导电层和第二导电层提供电压。

参考下文描述的实施方案，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐明。

附图说明

本发明的一个或多个方面作为示例在说明书结论处的权利要求中被特别指出并清楚地要求保护。通过以下结合附图的描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是根据一个实施方案的电极垫的第一侧视示意图。

具体实施方式

下面参考附图中所示的非限制性示例更全面地解释本发明的各方面及其某些特征、优点和细节。省略了对公知结构的描述，以免不必要地使本发明在细节上变得模糊。然而，应当理解，详细描述和具体的非限制性示例虽然指示了本发明的方面，但仅以说明的方式给出，而不是以限制的方式给出。根据本公开，在本发明的基本概念的精神和/或范围内的各种替换、修改、添加和/或布置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

现在参考附图，其中类似的附图标号始终指代类似的部分，图1示出了根据一个实施方案的生物医学电极10的第一侧视示意图。在图1中，生物医学电极10是柔性电极垫(在本文中与“除颤垫”互换使用)。电极垫10被配置用于提供用于电能通过电极垫10到合适的表面(诸如患者的皮肤表面)的电连接或电路径。即使这是为了读者清楚起见而采用的电路径，但是应当很好地理解，电极垫10在电能方面是双向的。例如，用作阳极(正电流进入患者)的电极垫10也可以用于从患者体内的生物能量源接收电信号。

在所描绘的实施方案中，电极垫10由多层材料组成以影响电气装置和患者之间的电能的传递。如图1所示，电极垫10通常包括基层12、第一导电(“除颤”)层14、第二导电(“ECG迹线”)层16和水凝胶层18。基层12由泡沫材料构成。泡沫材料包括任何合适的载体材料，诸如聚乙烯。如图1所示，与电极垫10的剩余层14、16、18中的每一层相比，基层12包括最大的表面积。泡沫的基层12的尺寸特别设计成覆盖导电层14、16和水凝胶层18。增加的尺寸允许泡沫基层12延伸超过剩余层14、16、18的周边，以绝缘和保护导电层14、16和水凝胶层18，同时围绕电极垫10的周边增加额外的粘合能力。

第一导电层14是除颤层。因此，第一导电层14的目的是向患者提供除颤电流。在一个实施方案中，第一导电层14由高度导电墨水20组成。高度导电墨水20可以由氯化银或其他墨水组合物构成(如本领域普通技术人员结合本公开的回顾应当理解的)。如果需要，高度导电墨水20可以在整个表面(即大表面积)上或以图案施加或印刷在基层12上。在优选实施方案中，高度导电墨水20被印刷在基层12的大表面积上以优化所提供的除颤能量。将第一导电层14直接印刷到泡沫基层12上简化了工艺步骤并减少附加材料层，从而进一步简化电极垫10的组装。

如上所述，电极垫10另外包括第二导电层16。在图1所示的实施方案中，第二导电层16是单独的ECG迹线层。ECG迹线层16与除颤层14分开，使得在将除颤电流施加到患者时可以实现对患者的ECG监测。在一个实施方案中，第二导电层16由导电墨水组成。然而，根据一个实施方案，第二导电层16由导电性比构成第一导电层14的导电墨水少的墨水构成。较不导电墨水的一个目的是除颤能量将采取最小电阻的路径(大的、高度导电表面)，并且不通过低导电的ECG电路，因此减少除颤恢复时间以获得除颤后的ECG迹线。第二导电层16类似地直接施加或印刷在泡沫基层12上，以简化工艺步骤并最小化构成电极垫10的材料的层数。如果需要，第二导电层16包括电离表面，诸如氯化物表面，以帮助水凝胶层18的快速除颤恢复。

如图1所示并且如上所述，电极垫10包括水凝胶层18。在一个实施方案中，水凝胶层18由导电凝胶构成。导电凝胶有助于确保导电层14、16与患者身体之间的接触。水凝胶的功能是润湿患者的皮肤，使其更容易接受电能的流动。水凝胶的物理性质还有助于确保在暴露的凝胶的整个表面上的接触，以分布传递的能量。另外，水凝胶层18用作粘合剂，该粘合剂有助于确保维持与患者的分布式接触。水凝胶层18可以被灌注到第一导电层14和第二导电层16上的适当位置，并且被固化或浇铸到第一导电层14和第二导电层16上。水凝胶层18可以具有针对在第一导电层14上延伸的部分和在第二导电层16(除颤迹线)上延伸的部分的单独性质，或者水凝胶可以在整个水凝胶层18中是均质的。

仍然参考图1，电极垫10还包括线组连接器22。在所描绘的实施方案中，线组连接器22连接到电极垫10并从其向外延伸。在一个端部24处，线组连接器22朝向第一导电(除颤)层14的中心电连接。线组连接器22还连接到第二导电(ECG迹线)层16。线组连接器22的另一个自由端部26从电极垫10延伸，并且被配置为连接到功率(即电压)源(或其他电气装置)。因此，线组连接器22向第一导电层14和第二导电层16提供电压，以及从第一导电层和第二导电层提供电压。

使第二导电(ECG迹线)层16与第一导电(除颤)层14分开对电极垫10有两种影响。具体地，如果(来自第一导电层14的)除颤电流可以被聚焦到电极垫10的中心，其中(第二导电层16的)单独的迹线被分支以用于ECG监测，则第二导电(ECG迹线)层16上的水凝胶层18将不会看到高电压和高电流。这样，水凝胶层18将不会极化或者在单独的ECG迹线(层16)上具有有限的极化。当水凝胶层18由于高电压和高电流而极化时，水凝胶层18转换回到除颤器或监测ECG迹线的能力可能存在延迟。因此，通过分开导电层14、16，第二导电(ECG迹线)层16上的水凝胶层18将不经受高电压和高电流，并且除颤和ECG跟踪重建之间的延迟被减少。另外，保持用于ECG跟踪的单独的第二导电层16允许电极垫18提供更清楚的ECG迹线，因为ECG迹线不太可能受到用于除颤的高电压和高电流的影响。

如本文所定义和使用的所有定义应被理解为优先于字典定义、以引用方式并入的文档中的定义和/或所定义术语的普通含义。

尽管已经在本文中描述和示出了各种实施方案，但本领域的普通技术人员将容易设想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文所述的优点中的一个或多个的各种其他装置和/或结构，并且此类变型和/或修改中的每一个都被认为在本文所述的实施方案的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易地理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构型均是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或构型将取决于本发明的教导内容用于其的一个或多个特定应用。仅使用常规实验，本领域技术人员将认识到或能够确定本文所述的特定实施方案的许多等同形式。因此，应当理解，前述实施方案仅通过示例给出，并且在所附权利要求及其等同形式的范围内，可以不同于具体描述和受权利要求保护的方式来实践实施方案。本公开的实施方案涉及本文所述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，如果这些特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，则两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合也包括在本公开的范围内。

本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且并非旨在对本发明进行限制。如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，术语“包括(comprise)”(以及“包括(comprise)”的任何形式，诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”(以及“具有(have)”的任何形式，诸如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包含(include)”(以及“包含(include)”的任何形式，诸如“包含(includes)”和“包含(including)”)、以及“含有(contain)”(以及“含有(contain)”的任何形式，诸如“含有(contains)”和“含有(containing)”)为开放式系动词。因此，"包括"、"具有"、"包含"或"含有"一个或多个步骤或元件的方法或装置。同样，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个特征的方法的步骤或装置的元件具有那些一个或多个特征，但不限于仅具有那些一个或多个特征。此外，以某种方式构造的装置或结构至少以该方式构造，但是也可以以未列出的方式构造。

以下权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的对应结构、材料、操作和等同物，如果有的话，旨在包括用于与如具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或操作。已经出于说明和描述的目的给出了本发明的描述，但是该描述不是穷举的或者将本发明限制为所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。选择和描述实施方案是为了最好地解释本发明的一个或多个方面的原理和实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的一个或多个方面，以用于具有适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施方案。