[发明专利]用于生理监测的电极阵列和包括或利用电极阵列的设备

说明书

本申请公开了用于监测生理参数的电极阵列和包括或利用电极阵列的设备，电极阵列包括经配置以提供电信号的活性电极和经配置以采集从活性电极传送的电信号的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的不同的预定距离处。

本申请是于2016年1月6日申请的、申请号为201680009181.1的题为“用于生理监测的电极阵列和包括或利用电极阵列的设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

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。

发明内容

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。