DE102023116506B4 - force sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kraftsensor, umfassend: eine aktive Schicht, wobei eine elektrische Größe des Kraftsensors derart von einer auf die aktive Schicht einwirkenden Kraft abhängt, dass durch eine Änderung der auf die aktive Schicht einwirkenden Kraft eine Änderung der elektrischen Größe bewirkt wird; wobei der Kraftsensor einen Aufsatz umfasst, der derart relativ zu der aktiven Schicht angeordnet ist, dass eine von außen auf den Kraftsensor einwirkende Kraft mittels des Aufsatzes auf die aktive Schicht geleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Sensorgruppe, eine Baugruppe, eine Garnitur zur Positionierung von Sensoren an gegenüberliegenden Bereichen eines Kopfes, eine Sensorkappe zur Aufnahme mindestens eines Sensors, sowie Verwendungen und Verfahren unter Verwendung des Kraftsensors. The invention relates to a force sensor comprising: an active layer, wherein an electrical variable of the force sensor depends on a force acting on the active layer in such a way that a change in the force acting on the active layer causes a change in the electrical variable; wherein the force sensor comprises an attachment which is arranged relative to the active layer in such a way that a force acting externally on the force sensor is guided to the active layer by means of the attachment. The invention further relates to a sensor group, an assembly, a set for positioning sensors on opposite regions of a head, a sensor cap for receiving at least one sensor, and uses and methods using the force sensor.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die Erfindung betrifft einen Kraftsensor, eine Sensorgruppe mit zwei Kraftsensoren, eine Baugruppe mit einem Kraftsensor und einem weiteren Sensor, eine Garnitur mit mindestens einem Kraftsensor zur Positionierung an einem Kopf, eine Sensorkappe zur Aufnahme mindestens eines Kraftsensors sowie Verwendungen und Verfahren zur Anwendung dieser Komponenten insbesondere für Patienten.The invention relates to a force sensor, a sensor group with two force sensors, an assembly with a force sensor and a further sensor, a set with at least one force sensor for positioning on a head, a sensor cap for receiving at least one force sensor and uses and methods for applying these components, in particular for patients.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Kraftsensoren unterschiedlicher Basistechnologie sind bekannt.Force sensors with different basic technologies are known.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Weiterer Stand der Technik:
Further state of the art:
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die Erfinder haben erkannt, dass es für Patienten zweckmäßig sein kann ein oder mehrere Kraftsensoren am Körper des Patienten zu positionieren, um mittels der Kraftsensoren nicht-invasive Detektionen von am Körper auftretenden Kräften durchzuführen. Durch diese nicht-invasive Detektionen von solchen Kräften können Bewegungen oder Ausdehnungen von Muskeln, Adern, des Schädels oder andere Bereiche des Körpers ohne schwerwiegende Eingriffe festgestellt werden. Die Erfinder haben erkannt, dass für solche Anwendungen am sich teils schwer zugänglichen und teils ständig und nicht immer gleichförmig bewegenden Körper eines Patienten die Kraftsensoren nach dem Stand der Technik nicht ausreichend sind, um solche am Körper auftretenden Kräfte zuverlässig zu detektieren.The inventors have recognized that it can be useful for patients to position one or more force sensors on the patient's body in order to use the force sensors to non-invasively detect forces occurring on the body. Through this non-invasive detection of such forces, movements or expansions of muscles, veins, the skull, or other areas of the body can be determined without major interventions. The inventors have recognized that for such applications on a patient's body, which is sometimes difficult to access and sometimes constantly and not always uniformly moving, the force sensors of the prior art are not sufficient to reliably detect such forces occurring on the body.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kraftsensor bereitzustellen, der Kräfte zuverlässiger detektieren kann.It is therefore the object of the present invention to provide a force sensor that can detect forces more reliably.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftsensor gemäß Hauptanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Kraftsensor ist zum Detektieren von an einem Kopf auftretenden Kräften und umfasst: eine aktive Schicht, wobei eine elektrische Größe (z.B. elektrischer Widerstand oder elektrische Spannung) des Kraftsensors derart von einer auf die aktive Schicht einwirkenden Kraft abhängt, dass durch eine Änderung der auf die aktive Schicht einwirkenden Kraft eine Änderung der elektrischen Größe bewirkt wird; einen Aufsatz, der derart relativ zu der aktiven Schicht angeordnet ist, dass eine von außen auf den Kraftsensor einwirkende Kraft mittels des Aufsatzes (z.B. durch den Aufsatz hindurch) auf die aktive Schicht geleitet wird; und einen Wafer zum Tragen der aktiven Schicht und des Aufsatzes, wobei der Aufsatz zwischen der aktiven Schicht und dem Wafer angeordnet ist, oder wobei die aktive Schicht zwischen dem Aufsatz und dem Wafer angeordnet ist. Dadurch dass, der Kraftsensor einen Aufsatz umfasst, der derart relativ zu der aktiven Schicht angeordnet ist, dass eine von außen auf den Kraftsensor einwirkenden Kraft mittels des Aufsatzes auf die aktive Schicht eingeleitet wird, wird die Zuverlässigkeit der Kraftdetektion erhöht. Der Aufsatz leistet einen Beitrag dazu, dass die auf den Kraftsensor einwirkende Kraft auf die aktive Schicht gelangt.This object is achieved with a force sensor according to
Der Aufsatz ist förderlich für das Einleiten der zu detektierenden Kraft auf die aktive Schicht: Durch den Aufsatz und seine besagte Anordnung relativ zu der aktiven Schicht kann die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass die zu detektieren Kraft auch auf die aktive Schicht eingeleitet wird. Beispielsweise mag es durch Gegebenheiten des Umfelds des Kraftsensors nicht verlässlich möglich sein, die zu detektierende Kraft direkt auf die aktive Schicht einzuleiten, während der Aufsatz mit der besagten relativen Anordnung zu der aktiven Schicht es ermöglicht, dass dennoch die zu detektierende Kraft durch Einwirken auf den Aufsatz auf die aktive Schicht eingeleitet wird. Dadurch kann die zu detektierende Kraft zuverlässiger detektiert werden. Der Aufsatz ist insbesondere in den teils schwer zugänglichen Bereichen des teils ständig und nicht immer gleichförmig bewegenden Körper eines Patienten besonders vorteilhaft.The attachment is beneficial for introducing the force to be detected onto the active layer: The attachment and its aforementioned arrangement relative to the active layer can increase the probability that the force to be detected will also be introduced onto the active layer. For example, conditions surrounding the force sensor may make it impossible to reliably introduce the force to be detected directly onto the active layer, whereas the attachment with the aforementioned arrangement relative to the active layer still allows the force to be detected to be introduced onto the active layer by acting on the attachment. This allows the force to be detected to be detected more reliably. The attachment is particularly advantageous in areas of a patient's body that are sometimes difficult to access, as the body is sometimes constantly and not always moving uniformly.
Zusätzlich wird durch den Aufsatz die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass in Bereichen außerhalb der aktiven Schicht bzw. der aktiven Fläche der aktiven Schicht auftretende zu detektierende Kräfte nicht auf die aktive Schicht einwirken. Insofern wirkt der Aufsatz fokussierend hinsichtlich der auftretenden Kräfte. Dies erhöht auch aus diesem Grund die Zuverlässigkeit der Detektion der zu detektieren Kräfte.Additionally, the attachment reduces the probability that forces to be detected in areas outside the active layer or the active surface of the active layer will not act on the active layer. In this respect, the attachment focuses the forces that occur. This also increases the reliability of the detection of the forces to be detected.
Gemäß eines bevorzugten Aspekts des erfindungsgemäßen Kraftsensors kann der Aufsatz auf einer Oberfläche (z.B. der aktiven Fläche) der aktiven Schicht aufliegen, was bzgl. der obigen Vorteile des Aufsatzes besonders wirkungsvoll sein kann. Diese Oberfläche kann beispielsweise auf einer Vorderseite oder einer Rückseite der aktiven Schicht sein. Der Aufsatz kann mit einem Befestigungsmittel (z.B. eine Folie oder ein Klebemittel wie eine Klebefolie) an dem Kraftsensor oder an der aktiven Schicht vorzugsweise lösbar befestigt sein.According to a preferred aspect of the force sensor according to the invention, the attachment can rest on a surface (e.g., the active area) of the active layer, which can be particularly effective with regard to the above-mentioned advantages of the attachment. This surface can be, for example, on a front or back side of the active layer. The attachment can be attached, preferably detachably, to the force sensor or to the active layer using a fastening means (e.g., a film or an adhesive such as an adhesive film).
Zusätzlich wird durch den Aufsatz die Störanfälligkeit des Kraftsensors reduziert und damit die Zuverlässigkeit der Kraftdetektion weiter erhöht. In einem Umfeld des Kraftsensors mit vielfältigen Bewegungen, insbesondere im Bereich des Körpers eines Patienten (der Patient hält sich selten völlig unbewegt auf), treten aufgrund ständiger Bewegungen Störkräfte vielfältiger Quellen auf, die die Detektion der eigentlichen Kraft behindern können. Durch den Aufsatz und seine besagte Anordnung relativ zu der aktiven Schicht kann die Wahrscheinlichkeit, dass nicht zu detektierende Kräfte auch auf die aktive Schicht eingeleitet werden, verringert werden. Beispielsweise kann der Aufsatz so platziert werden, dass eher die gewünschten als die ungewünschten Kräfte detektiert werden.In addition, the attachment reduces the force sensor's susceptibility to interference, thereby further increasing the reliability of force detection. In a force sensor environment with a wide range of movements, particularly around a patient's body (the patient rarely remains completely still), constant movement creates disruptive forces from a variety of sources that can interfere with the detection of the actual force. The attachment and its aforementioned positioning relative to the active layer can reduce the likelihood that undetectable forces will also be transmitted to the active layer. For example, the attachment can be positioned so that the desired rather than the undesired forces are detected.
Gemäß eines bevorzugten Aspekts des erfindungsgemäßen Kraftsensors kann ein erster Querschnitt durch den Aufsatz eine größere Querschnittsfläche aufweisen als ein zweiter Querschnitt durch den Aufsatz, wobei der zweite Querschnitt weiter von der aktiven Schicht und/oder einer aktiven Fläche der aktiven Schicht entfernt ist als der erste Querschnitt. Mit anderen Worten kann der Aufsatz in einer Richtung von der aktiven Schicht und/oder der aktiven Fläche der aktiven Schicht wegführend verjüngt sein. Durch diese Ausgestaltung der Form des Aufsatzes kann der Aufsatz derart selektierend für die Kräfte wirken, als dass die Fläche, an die die detektierte Kraft an dem Kraftsensor ursprünglich ankoppelt, geringer ist als die aktive Schicht bzw. die aktive Fläche der aktiven Schicht. Somit kann der Bereich in dem auftretende Kräfte detektiert werden weiter begrenzt werden und somit die oben beschriebene Störanfälligkeit durch Detektion von unerwünschten Kräften weiter reduziert werden.According to a preferred aspect of the force sensor according to the invention, a first cross-section through the attachment can have a larger cross-sectional area than a second cross-section through the attachment, wherein the second cross-section is further away from the active layer and/or an active surface of the active layer than the first cross-section. In other words, the attachment can be tapered in a direction leading away from the active layer and/or the active surface of the active layer. Due to this configuration of the shape of the attachment, the attachment can have a selective effect on the forces such that the area to which the detected force on the force sensor originally couples is smaller than the active layer or the active surface of the active layer. Thus, the region in which occurring forces are detected can be further limited and thus the above-described susceptibility to interference due to the detection of unwanted forces can be further reduced.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine erfindungsgemäße Sensorgruppe, umfassend: einen ersten erfindungsgemäßen Kraftsensor und einen zweiten erfindungsgemäßen Kraftsensor, wobei der erste Kraftsensor und der zweite Kraftsensor miteinander parallel elektrisch geschaltet sind. Durch die Parallelschaltung von Widerständen der beiden Kraftsensoren kann die Sensitivität der Detektion der Kräfte erhöht werden, was ebenfalls förderlich für die Zuverlässigkeit der Kraftdetektion ist. Durch die Parallelschaltung der Widerstände der beiden Kraftsensoren verstärkt sich die Änderung der detektierten Kraft durch den Gesamtwiderstand der parallelgeschalteten Einzelwiderstände der Kraftsensoren.The object is further achieved by a sensor group according to the invention, comprising: a first force sensor according to the invention and a second force sensor according to the invention, wherein the first force sensor and the second force sensor are electrically connected in parallel. By connecting the resistors of the two force sensors in parallel, the sensitivity of the force detection can be increased, which also contributes to the reliability of the force detection. By connecting the resistors of the two force sensors in parallel, the change in the detected force is amplified by the total resistance of the individual resistors of the force sensors connected in parallel.
Bevorzugt ist ferner eine erfindungsgemäße Baugruppe vorgesehen, umfassend: einen erfindungsgemäßen Kraftsensor; ein weiterer Sensor, der ausgelegt ist, ein Signal über eine aktive Sensorfläche des weiteren Sensors auszusenden und/oder zu empfangen; wobei der Kraftsensor an einer, vorzugsweise der aktiven Sensorfläche gegenüberliegenden, Seitenfläche des weiteren Sensors derart angebracht ist, dass der Aufsatz, insbesondere dessen zweite Seitenfläche, von der Seitenfläche des weiteren Sensors abgewandt ist. Durch die Anordnung von Kraftsensor und weiterem Sensor in der Baugruppe können die Messungen mit dem weiteren Sensor und die Messungen mit dem Kraftsensor parallel und im gleichen räumlichen Bereich durchgeführt werden. Somit können Effekte (zum Beispiel Bewegungen oder Ausdehnungen am Körper des Patienten), die im Zusammenhang mit der zu detektieren Kraft stehen, bei der Messung mit dem weiteren Sensor qualitativ berücksichtigt werden. Dies kann diese Messungen genauer und/oder aussagekräftiger machen. Beispielsweise kann der weitere Sensor eine Ultraschallsonde sein mit der Ultraschallmessungen, beispielsweise am Schädel des Patienten, die durchgeführt werden. Bei diesen Ultraschallmessungen können Bewegungen oder Ausdehnungen am Körper des Patienten, die mittels des Kraftsensors detektiert werden, bei der Auswertung der Ultraschallmessungen qualitativ berücksichtigt werden.Preferably, an assembly according to the invention is further provided, comprising: a force sensor according to the invention; a further sensor which is designed to transmit and/or receive a signal via an active sensor surface of the further sensor; wherein the force sensor is attached to a side surface of the further sensor, preferably opposite the active sensor surface, such that the attachment, in particular its second side surface, faces away from the side surface of the further sensor. By arranging the force sensor and the further sensor in the assembly, the measurements with the further sensor and the measurements with the force sensor can be carried out in parallel and in the same spatial area. Thus, effects (for example, movements or expansions on the patient's body) which are related to the force to be detected can be qualitatively taken into account during the measurement with the further sensor. This can make these measurements more precise and/or meaningful. For example, the additional sensor can be an ultrasound probe used to perform ultrasound measurements, for example, on the patient's skull. During these ultrasound measurements, movements or expansions of the patient's body, which are detected by the force sensor, can be qualitatively taken into account in the evaluation of the ultrasound measurements.
Es kann im Zusammenhang mit Patienten wünschenswert sein, ein oder mehrere der erfindungsgemäßen Kraftsensoren entweder jeweils alleine oder jeweils in Kombination mit einem weiteren Sensor (oder mehr) an einem Körperteil, wie einen Kopf, eines Patienten anzubringen und dort auftretende Kräfte zu detektieren.In connection with patients, it may be desirable to attach one or more of the force sensors according to the invention, either alone or in combination with another sensor (or more), to a body part, such as a head, of a patient and to detect forces occurring there.
In bisherigen Herangehensweisen wurden Sensoren mit einem Band, wie einem Kopfband am Kopf, zur Durchführung einer diagnostischen Untersuchung an dem Körperteil befestigt. Ein solches Band weist ein elastisches Band auf, welches umlaufend an das Körperteil angelegt werden kann. Durch die Elastizität des Bandes führt eine Rückstellkraft des Bandes dazu, dass das Band in einem umlaufenden Bereich an das Körperteil gepresst wird und an diesem fixiert wird. Bei einem Kopf wird das Kopfband dabei vorzugweise in einem Stirnbereich angelegt, einem rückseitigen Bereich und an gegenüberliegenden seitlichen Bereichen des Kopfes oberhalb der Ohren an. Ferner sind bisher oftmals ein oder mehrere Sensorkappen an dem Band vorgesehen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Öffnung zum Durchführen des Kopfbandes aufweisen. Das Band und die Sensorkappen sind derart eingerichtet, dass die Sensorkappen mit darin befindlichen Sensoren zwischen dem Band und dem Körperteil durch das Band an das Körperteil gedrückt werden. Damit können die Sensorkappen und die Sensoren am Körperteil gehalten und positioniert werden.In previous approaches, sensors were attached to the head with a band, such as a headband, to conduct a diagnostic examination on the body part. Such a band has an elastic band that can be applied circumferentially to the body part. Due to the elasticity of the band, a restoring force of the band causes the band to be pressed against the body part in a circumferential area and fixed thereto. In the case of a head, the headband is preferably applied to a forehead area, a rear area, and opposite lateral areas of the head above the ears. Furthermore, one or more sensor caps have often been provided on the band, which are designed in such a way that they each have an opening on two opposite sides for the headband to pass through. The band and the sensor caps are configured in such a way that the sensor caps, with the sensors located therein, are pressed against the body part by the band between the band and the body part. This allows the sensor caps and the sensors to be held and positioned on the body part.
Allerdings haben sich solche Lösungen mit Bändern aus mehreren Gründen als nachteilig für bestimmte insbesondere medizinische Untersuchungen am Kopf erwiesen, während für andere Detektionen am Kopf oder für Untersuchungen an anderen Körperteilen Bänder oder andere Halterungen verwendet werden können.However, such solutions using bands have proven disadvantageous for certain, particularly medical, examinations on the head for several reasons, while bands or other supports can be used for other detections on the head or for examinations on other parts of the body.
Zum einen ist es schwierig, die Sensorkappen mit den Sensoren reproduzierbar am Kopf desselben Patienten zu positionieren. Bei Kopfverletzungen wird ein Parameter des Kopfes über einen längeren Zeitraum an denselben Patienten beobachtet. Dazu werden in zeitlichen Abständen Messungen an dem Kopf desselben Patienten durchgeführt, um zu ermitteln, wie sich der Zustand zeitlich entwickelt. Dazu muss das Kopfband mehrmals von dem Kopf des Patienten entfernt werden und für eine neue Messung wieder angelegt werden. Dabei kann es bei einer nachfolgenden Messung dazu kommen, dass eine Reproduktion der Sensorposition aus einer vorangegangenen Messung nicht gelingt. Diese Ungenauigkeit oder fehlende Reproduzierbarkeit der Sensorpositionen verfälscht die Messwerte der Messreihe für bestimmte Untersuchungen und kann zu einer medizinischen Fehleinschätzung führen.Firstly, it is difficult to position the sensor caps with the sensors reproducibly on the head of the same patient. In the case of head injuries, a parameter of the head is observed on the same patient over an extended period of time. For this purpose, measurements are taken on the head of the same patient at intervals in order to determine how the condition develops over time. For this purpose, the headband must be removed from the patient's head several times and then put back on for a new measurement. In this case, it may not be possible to reproduce the sensor position from a previous measurement in a subsequent measurement. This inaccuracy or lack of reproducibility of the sensor positions falsifies the measured values of the series of measurements for certain examinations and can lead to medical misjudgment.
Darüber hinaus hat sich die Positionierung der Sensoren am Kopf als für bestimmte Untersuchungen zu ungenau erwiesen, da die Position der Sensoren entlang des Kopfbandes und die Position des Kopfbandes am Kopf variieren können. Das führt dazu, dass die Ausrichtung der Sensoren für bestimmte Untersuchungen zu ungenau ist, wodurch ein Beobachtungsfeld der Sensoren nicht genau genug eingestellt werden kann. Furthermore, the positioning of the sensors on the head has proven to be too inaccurate for certain examinations, as the position of the sensors along the headband and the position of the headband on the head can vary. This results in the alignment of the sensors being too inaccurate for certain examinations, making it impossible to adjust the sensor field of observation with sufficient precision.
Zum anderen können die Sensoren für bestimmte Untersuchungen nicht effektiv genug an den Kopf angekoppelt werden. Durch das Kopfband wird ein gleichmäßiger Anpressdruck auf den umlaufenden Bereich des Kopfes übertragen. Das führt dazu, dass nur ein geringer Teil des Anpressdrucks auf die Sensoren entfällt und zur Kopplung der Sensoren ein höherer Anpressdruck eingestellt werden muss als in der Regel notwendig ist. Das ist insbesondere bei Verletzungen des Kopfes nachteilig.Second, the sensors cannot be coupled to the head effectively enough for certain examinations. The headband transmits a uniform contact pressure to the entire circumference of the head. This means that only a small portion of the contact pressure is applied to the sensors, and a higher contact pressure than is normally necessary must be set to couple the sensors. This is particularly disadvantageous in cases of head injuries.
Darüber hinaus ist der Anpressdruck abhängig von einer Einstellung des Kopfbandes, wodurch der Anpressdruck zu verschiedenen Messungen variieren kann, was unvorteilhaft beim Vergleich der Messwerte für bestimmte Untersuchungen ist.In addition, the contact pressure depends on the adjustment of the headband, which means that the contact pressure can vary between different measurements, which is disadvantageous when comparing the measured values for specific examinations.
Ferner hat sich die Verwendung eines solchen Kopfbands für bestimmte Untersuchungen als nachteilig erwiesen, da zum Anlegen des Kopfbands an dem Patienten der Kopf angehoben werden muss. Das Anheben des Kopfes ist insbesondere bei Kopfverletzungen nicht wünschenswert, da so weitere Verletzungen und Schmerzen für den Patienten hervorgerufen werden können oder lebenserhaltene Therapien (beispielsweise ein Beatmungstubus) gestört werden können.Furthermore, the use of such a headband has proven disadvantageous for certain examinations, as it requires the patient's head to be lifted to apply the headband. Lifting the head is undesirable, especially in cases of head injuries, as it can cause further injury and pain to the patient or interfere with life-sustaining therapies (e.g., a ventilation tube).
Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine reproduzierbare Positionierung der Sensoren an definierten Bereichen am Kopf einen großen Einfluss auf die Resultate solcher Untersuchungen hat.The inventors have discovered that reproducible positioning of the sensors at defined areas on the head has a major influence on the results of such examinations.
Bevorzugt ist deshalb ebenfalls erfindungsgemäß eine Garnitur zur Positionierung von Sensoren an gegenüberliegenden Bereichen eines Kopfes vorgesehen, die Garnitur umfassend:
- - ein oder mehrere erfindungsgemäße Kraftsensoren;
- - ein Kopfbügel, der ausgelegt ist, den Kopf zumindest teilweise zu umlaufen;
- - an gegenüberliegenden Bereichen des Kopfbügels angeordnete Sensorkappen, die ausgelegt sind zur Aufnahme von jeweils mindestens einem der Kraftsensoren; und
- - ein mit dem Kopfbügel verbundener Nasenbügel, der ausgelegt ist, den Kopfbügel auf einem Rücken der Nase des Kopfes zu lagern. Zwei oder mehr Sensoren verbessern das Signal-to-Noise Ratio, jedoch sind die hier beschriebenen Aufbauten auch mit nur einem Kraftsensor möglich.
- - one or more force sensors according to the invention;
- - a headband designed to at least partially encircle the head;
- - sensor caps arranged on opposite areas of the headband, each designed to accommodate at least one of the force sensors; and
- - A nosepiece connected to the headband, designed to rest the headband on the ridge of the nose. Two or more sensors improve the signal-to-noise ratio, but the setups described here are also possible with just one force sensor.
Vor dem oben beschriebenen Hintergrund ermöglicht die erfindungsgemäße Garnitur die zumindest für bestimmte Untersuchungen genannten Nachteile des Kopfbandes zu überwinden und insbesondere nicht-invasive diagnostische Untersuchungen besser am Kopf eines Patienten durchführen zu können.Against the background described above, the set according to the invention makes it possible to overcome the disadvantages of the headband, at least for certain examinations, and in particular to be able to carry out non-invasive diagnostic examinations better on a patient's head.
Durch den Kopfbügel mit den daran angeordneten Sensorkappen wird die Position der in den Sensorkappen angeordneten Sensoren am Kopf vorgegeben. Dadurch, dass die Sensorkappen an gegenüberliegenden Bereichen des Kopfbügels angeordnet sind, wird sichergestellt, dass die Sensoren in den Sensorkappen an gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes anliegen und so symmetrisch am Kopf angeordnet und auch vorzugsweise zueinander ausgerichtet sind.The headband and its attached sensor caps determine the position of the sensors on the head. The positioning of the sensor caps on opposite parts of the headband ensures that the sensors in the sensor caps are positioned on opposite parts of the head, thus ensuring that they are symmetrically positioned on the head and preferably aligned with each other.
Durch den mit den Kopfbügel verbundenen Nasenbügel wird der Kopfbügel auf dem Rücken der Nase abgestützt. Somit wird die Position des Kopfbügels mit den daran angeordneten Sensorkappen anhand eines vorgegebenen Bezugspunkts, i.e. der Nase, am Kopf des Patienten ausgerichtet. Mittels der erfindungsgemäßen Garnitur können so Sensoren am Kopf genauer an vorbestimmten Positionen am Kopf positioniert werden.The nosepiece, which is connected to the headband, supports the headband on the bridge of the nose. This allows the position of the headband and the attached sensor caps to be aligned with a predefined reference point on the patient's head, i.e., the nose. Using the inventive assembly, sensors can be positioned more precisely at predetermined positions on the head.
Darüber hinaus wird anhand des Bezugspunkts die Reproduzierbarkeit der Bereiche am Kopf, an denen die Sensoren am Kopf anliegen, verbessert, da sich der Bezugspunkt, i.e. die Position der Nase, für einen Patienten nicht ändert. Zudem ist die Position des Bezugspunkt, also der Nase, am Kopf für verschiedene Patienten mit ähnlichen Kopfgrößen sehr ähnlich, so dass auch eine Reproduzierbarkeit der Sensorpositionen zwischen Patienten ähnlicher Kopfgrößen erreicht werden kann.Furthermore, the reference point improves the reproducibility of the areas on the head where the sensors are applied, as the reference point, i.e., the position of the nose, does not change for a patient. Furthermore, the position of the reference point, i.e., the nose, on the head is very similar for different patients with similar head sizes, thus enabling reproducibility of the sensor positions between patients of similar head sizes.
Ferner haben die Erfinder herausgefunden, dass der Anpressdruck der Sensoren an den Kopf oftmals einen weiteren großen Einfluss auf die Resultate von diagnostischen Untersuchungen hat.Furthermore, the inventors have discovered that the pressure applied to the head by the sensors often has a further major influence on the results of diagnostic examinations.
Gemäß der erfindungsgemäßen Garnitur wird der Anpressdruck, mit welchem die in den Sensorkappen am Kopf anliegen, im Wesentlichen durch den Kopfbügel vorgegeben. Da sich für einen einzelnen Patienten der Kopfdurchmesser nicht ändert und die Position der Sensoren am Kopf reproduzierbar ist, ist der Anpressdruck der Sensoren an den Kopf zwischen einzelnen Untersuchungen am Kopf des Patienten gut reproduzierbar. Darüber hinaus sind die Kopfdurchmesser für eine Klasse (bspw. Kinder oder Erwachsene) von Patienten zumindest ähnlich, dass der Anpressdruck für unterschiedliche Patienten einer Klasse zumindest ähnlich ist.According to the inventive set, the contact pressure with which the sensors in the sensor caps rest on the head is essentially determined by the headband. Since the head diameter does not change for an individual patient and the position of the sensors on the head is reproducible, the contact pressure of the sensors on the head is easily reproducible between individual examinations. Furthermore, the head diameters for a class of patients (e.g., children or adults) are at least similar, so the contact pressure is at least similar for different patients within a class.
Darüber hinaus hat sich die Anwendung eines solchen Kopfbügels in der Praxis bei Patienten mit Kopfverletzungen als besonders effektiv erwiesen. Ein Kopfbügel kann von einer Seite an den Kopf angelegt werden. Das Anlegen der Garnitur erfordert somit nicht mehr zwangläufig den Kopf eines Patienten anzuheben, was vorteilhaft für Patienten mit einer Kopfverletzung ist.Furthermore, the use of such a headband has proven particularly effective in practice for patients with head injuries. A headband can be applied to the head from one side. Applying the headband no longer necessarily requires lifting the patient's head, which is advantageous for patients with a head injury.
Neben den Kraftsensoren können weitere Sensoren in den Sensorkappen aufgenommen sein, z.B. jeweils ein Kraftsensor und ein weiterer Sensor pro Sensorkappe. Der weitere Sensor kann beispielsweise einen Emitter zur Ausgabe von Signalen und/oder einen Detektor zum Empfangen von ausgegebenen Signalen umfassen. Anhand der Wechselwirkung der Signale mit dem Kopf können Rückschlüsse über einen Parameter des Kopfes, insbesondere innerhalb des Schädels ermittelt werden. In einigen Aspekten wird ein Emitter dabei auf einer Seite des Kopfes positioniert und ein Detektor wird an einer gegenüberliegenden Seite des Kopfes positioniert, um die emittierten Signale durch den Kopf zu detektieren. In anderen Aspekten können jeweils ein Emitter und ein Detektor auf einer Seite des Kopfes positioniert werden.In addition to the force sensors, further sensors can be incorporated into the sensor caps, e.g., one force sensor and one further sensor per sensor cap. The further sensor can, for example, comprise an emitter for outputting signals and/or a detector for receiving output signals. Based on the interaction of the signals with the head, conclusions can be drawn about a parameter of the head, in particular within the skull. In some aspects, an emitter is positioned on one side of the head and a detector is positioned on an opposite side of the head to detect the emitted signals through the head. In other aspects, an emitter and a detector can each be positioned on one side of the head.
Die erfindungsgemäße Garnitur hat sich als besonders zweckmäßig zur beispielhaften Anwendung der nicht-invasiven Bestimmung eines Hirndrucks erwiesen. Zur Bestimmung des Hirndrucks umfassen die Sensoren einen Emitter als Sensor zur Ausgabe von Ultraschallsignalen und einen Detektor als Sensor zum Empfangen der ausgegebenen Ultraschallsignale, welche mittels der Garnitur an den gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes positioniert werden können. Anhand der Laufzeit der Ultraschallsignale durch den Kopf kann der Hirndruck klassifiziert werden.The inventive set has proven particularly useful for the exemplary application of non-invasive determination of intracranial pressure. For determining intracranial pressure, the sensors comprise an emitter as a sensor for emitting ultrasound signals and a detector as a sensor for receiving the emitted ultrasound signals. The sensors can be positioned on opposite regions of the head using the set. Based on the transit time of the ultrasound signals through the head, the intracranial pressure can be classified.
Im Folgenden werden weitere bevorzugte Aspekte der Garnitur erläutert.Further preferred aspects of the set are explained below.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts ist der Nasenbügel in einem Bereich des Kopfbügels etwa mittig zwischen den Sensorkappen mit dem Kopfbügel verbunden.According to a preferred aspect, the nose clip is connected to the headband in a region of the headband approximately centrally between the sensor caps.
Durch diese relative Anordnung von Kopfbügel wird die Garnitur an die Anatomie eines Kopfes derart angepasst, dass die Sensorkappen symmetrisch am Kopf an den sich gegenüberliegenden Bereichen ausgerichtet werden. Insbesondere dadurch, da die Position der Nase in einem Bereich etwa mittig im Gesicht angeordnet ist. Durch die Anordnung des Nasenbügels in einem Bereich etwa mittig zwischen den Sensorkappen am Kopfbügel wird der Kopfbügel am Kopf zentriert.This relative arrangement of the headband adapts the headset to the anatomy of the head, ensuring that the sensor caps are symmetrically aligned on the head in opposing areas. This is especially true because the nose is positioned approximately centrally on the face in one area. By positioning the nosepiece approximately centrally between the sensor caps on the headband, the headband is centered on the head.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umläuft der Kopfbügel eine Achse in einer senkrecht zu der Achse verlaufenden ersten Ebene zumindest teilweise, wobei der Nasenbügel die erste Ebene, vorzugsweise in einer Richtung etwa senkrecht zu der ersten Ebene, schneidet.According to a preferred aspect, the headband at least partially surrounds an axis in a first plane running perpendicular to the axis, wherein the nosepiece intersects the first plane, preferably in a direction approximately perpendicular to the first plane.
Durch diese Anordnung ist die relative Anordnung von Kopfbügel und Nasenbügel besonders effektiv an die Anatomie des Kopfes angepasst, wenn der Kopfbügel anwendungsgemäß den Kopf teilweise umläuft und die der Nasenbügel auf dem Rücken der Nase anliegt.This arrangement allows the relative positioning of the headband and nosepiece to be particularly effectively adapted to the anatomy of the head when the headband partially encircles the head and the nosepiece rests on the bridge of the nose.
In einigen besonders bevorzugten Aspekten kann sich der Nasenbügel ausgehend von dem Kopfbügel in der Richtung etwa senkrecht zu der ersten Ebene erstrecken. Der Nasenbügel kann beispielsweise etwa koaxial zu der Richtung etwa senkreckt zu der ersten Ebene ausgebildet sein.In some particularly preferred aspects, the nose bridge can extend from the headband in a direction approximately perpendicular to the first plane. For example, the nose bridge can be formed approximately coaxially with the direction approximately perpendicular to the first plane.
Gemäß diesen Aspekten umläuft der Kopfbügel den Kopf etwa in einem Frontalbereich, vorzugsweise in einem Stirnbereich des Kopfes, wenn der Nasenbügel auf dem Rücken der Nase gelagert ist. Dadurch wird eine obere Hälfte des Kopfes für andere medizinische Messvorrichtung oder invasive Vorrichtung zur Behandlung einer Verletzung freigehalten.According to these aspects, the headband encircles the head approximately in a frontal region, preferably in a forehead region, with the nosepiece resting on the bridge of the nose. This leaves an upper half of the head free for other medical measuring devices or invasive devices for treating an injury.
In diesen Aspekt kann eine Länge des Nasenbügels besonders kurz ausgestaltet werden, wodurch die Stabilität der Garnitur insbesondere des Nasenbügels verbessert wird.In this aspect, the length of the nose bridge can be made particularly short, which improves the stability of the set, especially of the nose bridge.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist der Nasenbügel an einem dem Kopfbügel entgegengesetzten Ende ein Endstück auf, wobei das Endstück eine etwa entlang der Achse ausgerichtete vorzugsweise etwa bügelförmige Einbuchtung aufweist, welche ausgelegt ist, eine Relativbewegung von dem Nasenbügel zu dem Rücken der Nase in einer Richtung parallel zu einer Frontalebene des Kopfes und parallel zu der ersten Ebene zu vermeiden.According to a preferred aspect, the nose bridge has an end piece at an end opposite the headband, wherein the end piece has a preferably approximately bow-shaped indentation aligned approximately along the axis, which is designed to prevent a relative movement of the nose bridge to the bridge of the nose in a direction parallel to a frontal plane of the head and parallel to the first plane.
Durch ein derartig ausgestaltetes Endstück wird eine Relativbewegung der Garnitur relativ zu dem Kopf vermindert. Somit wird die Stabilität einer Ausrichtung der Garnitur am Kopf verbessert. Dadurch wird die Möglichkeit einer Positionsveränderung der Garnitur am Kopf reduziert.Such an end piece reduces relative movement of the assembly relative to the head. This improves the stability of the assembly's alignment on the head. This reduces the possibility of the assembly shifting position on the head.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist der Nasenbügel, ausgehend von der Verbindung zu dem Kopfbügel, eine Länge von 2 cm - 7 cm, bevorzugt etwa 5 cm oder kleiner auf.According to a preferred aspect, the nose bridge has a length of 2 cm - 7 cm, preferably about 5 cm or less, starting from the connection to the headband.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird die Länge des Nasenbügels in einer Richtung etwa quer zu der ersten Ebene zwischen dem etwa mittigen Bereich des Kopfbügels zwischen den Sensorkappen und einem Bereich des Nasenbügels, der anwendungsgemäß auf dem Rücken der Nase aufliegt, gemessen.In particularly preferred embodiments, the length of the nosepiece is measured in a direction approximately transverse to the first plane between the approximately central region of the headpiece between the sensor caps and a region of the nosepiece which, according to the application, rests on the bridge of the nose.
Durch die Länge des Nasenbügels ist die Positionierung des Kopfbügels und damit der Sensorkappen am Kopf zumindest teilweise vorgegeben. Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch diese Ausgestaltung des Nasenbügels die Anatomie eines Kopfes einer Vielzahl von Patienten besonders abbildet. Die Sensoren können somit bei einer breiten Mehrheit der Patienten so an vorbestimmten Positionen am Kopf positioniert werden.The length of the nose bridge determines, at least in part, the positioning of the headband and thus of the sensor caps on the head. The inventors discovered that this design of the nose bridge particularly closely mirrors the head anatomy of a large number of patients. The sensors can therefore be positioned at predetermined positions on the head for the vast majority of patients.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weisen die Sensorkappen einen Abstand von 10 cm - 17 cm, 11 cm - 16 cm oder etwa 13 cm zu dem Nasenbügel auf.According to a preferred aspect, the sensor caps have a distance of 10 cm - 17 cm, 11 cm - 16 cm or about 13 cm from the nose bridge.
In einigen besonders bevorzugten Ausführungsformen wird der Abstand entlang des Kopfbügels zwischen einer Sensorkappe und dem Nasenbügel gemessen.In some particularly preferred embodiments, the distance along the headband between a sensor cap and the nosepiece is measured.
Durch den Abstand der Sensorkappen zum Nasenbügel wird die Positionierung der Sensorkappen am Kopf relativ zu der Position der Nase vorgegeben. Die Erfinder haben ferner herausgefunden, dass durch diese Ausgestaltung des Kopfbügels die Anatomie des Kopfes einer Vielzahl von Patienten zur Positionierung der Sensorkappen am Kopf besonders abbildet. Somit können die Sensorkappen bei einer breiten Mehrheit der Patienten an den vorgegebenen Positionen am Kopf positioniert werden.The distance between the sensor caps and the nosepiece determines the positioning of the sensor caps on the head relative to the position of the nose. The inventors have further discovered that this headpiece design specifically reflects the anatomy of the head of a large number of patients for positioning the sensor caps on the head. Thus, the sensor caps can be positioned at the specified positions on the head for the vast majority of patients.
Beispielsweise kann der Kopfbügel so ausgestaltet sein, dass er etwa parallel zu einer Transversalebene des Kopfes angelegt werden kann, so dass die Sensorkappen in einem Bereich etwa oberhalb des Ohrkanals an gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes angeordnet sind. In besonders bevorzugten Aspekten kann der Kopfbügel so ausgestaltet sein, dass eine Sensorkappe in einem Bereich zwischen der T3 Position und der T5 Position angeordnet ist, vorzugsweise mit einem Abstand von 3,5-4,5 cm von der T3 Position, und eine Sensorkappe zwischen dem Bereich der T4 und der T6 Position angeordnet ist, vorzugsweise mit einem Abstand von 3,5-4,5 cm von der T4 Position. Insbesondere kann jeweils eine Sensorkappe in einem Bereich der Faszie des M. Temporalis angeordnet sein.For example, the headband can be designed so that it can be placed approximately parallel to a transverse plane of the head, so that the sensor caps are arranged in an area approximately above the ear canal on opposite areas of the head. In particular In preferred aspects, the headband can be configured such that a sensor cap is arranged in a region between the T3 position and the T5 position, preferably at a distance of 3.5-4.5 cm from the T3 position, and a sensor cap is arranged between the T4 and T6 position, preferably at a distance of 3.5-4.5 cm from the T4 position. In particular, one sensor cap can be arranged in each region of the fascia of the temporalis muscle.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umfasst jeweils eine Sensorkappe eine vorzugsweise etwa zylinderförmige Aussparung zur Aufnahme eines Sensors, die auf einer Seite eine Öffnung aufweist und an einer der Öffnung gegenüberliegenden Bodenseite der Sensorkappe und an mindestens einer Seitenfläche der Sensorkappe durch die Sensorkappe zumindest teilweise begrenzt wird.According to a preferred aspect, each sensor cap comprises a preferably approximately cylindrical recess for receiving a sensor, which recess has an opening on one side and is at least partially delimited by the sensor cap on a bottom side of the sensor cap opposite the opening and on at least one side surface of the sensor cap.
In der Anwendung wird ein Sensor über die Öffnung in den Sensorkappen in die Aussparung der Sensorkappen eingeführt. Nach dem Einführen ist ein Sensor in der Aussparung einer Sensorkappe angeordnet. Der Sensor wird dann an einer Vorderseite durch die Öffnung der Sensorkappe freigelegt, sodass der Sensor mit der Vorderseite unmittelbar an dem Kopf anliegen kann. An den übrigen Seiten wird der Sensor zumindest teilweise von der Sensorkappe umgeben, sodass dieser in der Sensorkappe gehalten wird und durch die Sensorkappe gegen den Kopf gedrückt werden kann.In use, a sensor is inserted through the opening in the sensor caps into the recess in the sensor caps. After insertion, a sensor is positioned in the recess of a sensor cap. The sensor is then exposed on one front side through the opening in the sensor cap, allowing the front of the sensor to rest directly against the head. On the other sides, the sensor is at least partially surrounded by the sensor cap, allowing it to be held in the sensor cap and pressed against the head by the sensor cap.
In besonders bevorzugten Aspekten ist eine Tiefe der Aussparung von der Öffnung zu der Bodenseite so bemessen, dass ein in die Aussparung eingeführter Sensor zumindest teilweise über einen die Öffnung umlaufenden Rand der Sensorkappe hervorsteht.In particularly preferred aspects, a depth of the recess from the opening to the bottom side is dimensioned such that a sensor inserted into the recess protrudes at least partially beyond an edge of the sensor cap surrounding the opening.
Damit kann der auf durch den Kopfbügel auf den Kopf ausgeübte Anpressdruck auf die Sensoren in den Sensorkappen fokussiert werden.This allows the pressure exerted on the head by the headband to be focused on the sensors in the sensor caps.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts sind die Öffnungen der Sensorkappen einander zugewandt.According to a preferred aspect, the openings of the sensor caps face each other.
Gemäß diesem Aspekt sind Sensoren, welche in den Aussparungen der an gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes befindlichen Sensorkappen angeordnet sind, zueinander ausgerichtet. Da die Sensoren in den Sensorkappen durch die Öffnungen unmittelbar am Kopf anliegen, kann gewährleistet werden, dass von den Sensoren emittierte und detektierte Signale auf direktem Weg durch den Kopf zu dem jeweiligen gegenüberliegenden Sensor gelangen ohne weitere Abschnitte beispielsweise der Sensorkappe zu durchlaufen.According to this aspect, sensors arranged in the recesses of the sensor caps located on opposite areas of the head are aligned with each other. Since the sensors in the sensor caps are directly in contact with the head through the openings, it can be ensured that signals emitted and detected by the sensors travel directly through the head to the respective opposite sensor without passing through further sections, for example, the sensor cap.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist die Sensorkappe an einer bevorzugt etwa mittigen Position an der Bodenseite eine in Richtung der Öffnung gerichtete vorzugsweise etwa halbkugelförmige Erhebung, welche einen Anschlag und/oder Justierhilfe für einen Sensor darstellt, auf.According to a preferred aspect, the sensor cap has, at a preferably approximately central position on the bottom side, a preferably approximately hemispherical elevation directed in the direction of the opening, which represents a stop and/or adjustment aid for a sensor.
Gemäß diesem Aspekt kann sich die Orientierung des Sensors an eine Oberfläche des Kopfes anpassen, sodass der Sensor optimal an der Oberfläche des Kopfes anliegt. Ein in der Aussprung befindlicher Sensor wird durch die mit dem Kopfbügel verbundene Sensorkappe gegen den Kopf gedrückt. Die Erhebung bildet dabei einen Anschlag für eine dem Kopf abgewandte Rückseite des Sensors. Somit schlägt ein Sensor in einem Teilbereich der Rückseite an der Erhebung an, wobei die übrigen Bereiche der Rückseite, welche nicht an der Erhebung anschlagen, in Richtung der Bodenseite durch die Erhebung freigelegt sind. Dadurch kann der Sensor seine Orientierung anpassen, damit dieser Plan am Kopf anliegt, wenn durch eine Oberfläche des Kopfes ein Druck auf die Vorderseite des Sensors ausgeübt wird.According to this aspect, the orientation of the sensor can adapt to a surface of the head so that the sensor rests optimally against the surface of the head. A sensor located in the recess is pressed against the head by the sensor cap connected to the headband. The protrusion forms a stop for a rear side of the sensor facing away from the head. Thus, a sensor strikes the protrusion in a partial area of the rear side, with the remaining areas of the rear side that do not strike the protrusion being exposed towards the bottom by the protrusion. This allows the sensor to adapt its orientation so that this plane rests against the head when pressure is exerted on the front of the sensor by a surface of the head.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist jeweils eine Sensorkappe mindestens eine Durchführungsöffnung in die Aussparung durch die mindestens eine Seitenfläche auf, wobei die Durchführungsöffnung über einen Durchführungsbereich in die Öffnung der Aussparung mündet.According to a preferred aspect, each sensor cap has at least one through-opening into the recess through the at least one side surface, wherein the through-opening opens into the opening of the recess via a through-opening region.
Ein Sensor kann beispielsweise über ein Sensorkabel zum Austausch von Signalen mit einer Recheneinheit kommunizieren. Das Sensorkabel kann mit dem Sensor verbunden oder verbindbar sein. Ein Sensor weist eine Vorderseite, welche ausgelegt ist an einem Kopf anzuliegen und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite auf. Das Kabel kann in einer Richtung etwa senkrecht zu einer senkrecht zu der Vorderseite und der Rückseite verlaufenden Richtung von dem Sensor abstehen.For example, a sensor can communicate with a processing unit via a sensor cable to exchange signals. The sensor cable can be connected to the sensor or connectable to it. A sensor has a front side configured to rest against a head and a rear side opposite the front side. The cable can protrude from the sensor in a direction approximately perpendicular to a direction perpendicular to the front side and the rear side.
Wenn ein mit einem Sensorkabel verbundener Sensor durch die Öffnung der Aussparung in die Sensorkappe eingeführt wird, kann gleichzeitig mit dem Einführen des Sensors in die Aussparung das Sensorkabel durch den Durchführungsbereich in die Durchführungsöffnung eingeführt werden. Damit wird das Sensorkabel vorteilhaft von dem Sensor in der Aussparung durch die Sensorkappe hindurch weggeführt. Darüber hinaus wird das Kabel zumindest teilweise umlaufend von der Sensorkappe begrenzt, wodurch eine Beweglichkeit des Sensors in der Aussparung eingeschränkt wird. When a sensor connected to a sensor cable is inserted through the opening of the recess into the sensor cap, the sensor cable can be inserted through the feedthrough area into the feedthrough opening at the same time as the sensor is inserted into the recess. This advantageously guides the sensor cable away from the sensor in the recess through the sensor cap. Furthermore, the cable is at least partially circumferentially limited by the sensor cap, thereby limiting the sensor's mobility in the recess.
Beispielsweise wird so eine Verdrehung um die senkrecht zu der Vorderseite und der Rückseite verlaufenden Richtung vermieden.For example, this prevents twisting in the direction perpendicular to the front and back.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist der Durchführungsbereich eine Verjüngung gegenüber eines Durchmessers der Durchführungsöffnung auf.According to a preferred aspect, the feedthrough region has a taper relative to a diameter of the feedthrough opening.
Wenn ein mit einem Sensorkabel verbundener Sensor unter gleichzeitiger Durchführung des mit dem Sensor verbundenen Sensorkabels durch den Durchführungsbereich in die Durchführungsöffnung in die Aussparung eingeführt wird, überwindet das Sensorkabel die Verjüngung durch Ausüben einer Kraft. Wenn der Sensor in der Aussparung positioniert ist und das Sensorkabel sich in der Durchführungsöffnung befindet, hindert die Verjüngung das Sensorkabel daran, über den Durchführungsbereich aus der Durchführungsöffnung zu gleiten. Damit wird ein mit dem Sensorkabel verbundener Sensor daran gehindert, aus der Aussparung der Sensorkappe zu gleiten.When a sensor connected to a sensor cable is inserted into the recess while simultaneously passing the sensor cable connected to the sensor through the feedthrough area into the feedthrough opening, the sensor cable overcomes the taper by exerting a force. When the sensor is positioned in the recess and the sensor cable is in the feedthrough opening, the taper prevents the sensor cable from sliding out of the feedthrough opening via the feedthrough area. This prevents a sensor connected to the sensor cable from sliding out of the sensor cap's recess.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist jeweils eine Sensorkappe eine weitere Öffnung auf, welche die Aussparung durch die mindestens eine Seitenfläche und/oder durch die Bodenseite zumindest teilweise freilegt.According to a preferred aspect, each sensor cap has a further opening which at least partially exposes the recess through the at least one side surface and/or through the bottom side.
Gemäß diesem Aspekt wird ein in der Aussparung angeordnete Sensor seitlich und/oder an dessen Rückseite zumindest teilweise durch die weitere Öffnung von der den Sensor umgebenen Sensorkappe freigelegt. Die von der weiteren Öffnung freigelegten Bereiche des Sensors sind somit von außerhalb der Sensorkappe zugängig. Dadurch kann ein Sensor einfacher aus der Aussparung der Sensorkappe entfernt werden.According to this aspect, a sensor arranged in the recess is at least partially exposed laterally and/or at its rear side through the further opening of the sensor cap surrounding the sensor. The areas of the sensor exposed by the further opening are thus accessible from outside the sensor cap. This makes it easier to remove a sensor from the recess in the sensor cap.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist jeweils eine Sensorkappe an einer der Öffnung der Aussparung gegenüberliegenden Seite eine weitere Aussparung zur Aufnahme eines Magnets auf.According to a preferred aspect, each sensor cap has a further recess for receiving a magnet on a side opposite the opening of the recess.
Die Sensoren können vorzugsweise paramagnetisch ausgebildet sein, vorzugsweise eine paramagnetische Rückseite aufweisen. Durch Positionieren eines Magnets auf der der Öffnung der Aussparung gegenüberliegenden Seite der Sensorkappe werden der Magnet und die Sensorkappe durch eine Magnetkraft gegeneinander gezogen, sodass eine Kraft auf den Sensor in Richtung der Bodenseite wirkt und der Sensor in der Aussparung der Sensorkappe gehalten wird.The sensors can preferably be paramagnetic, preferably having a paramagnetic backing. By positioning a magnet on the side of the sensor cap opposite the opening of the recess, the magnet and the sensor cap are attracted to each other by a magnetic force, so that a force acts on the sensor toward the bottom side and the sensor is held in the recess of the sensor cap.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umfasst die Garnitur einen Magnet, der an einer der Sensorkappen befestigbar ist, vorzugsweise in der weiteren Aussparung befestigbar ist.According to a preferred aspect, the fitting comprises a magnet which can be fastened to one of the sensor caps, preferably in the further recess.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts kann ein solcher Magnet über eine etwa klammerförmige Halterung an der Rückseite der Sensorkappe befestigt werden. Entsprechend eines bevorzugten Aspekts kann der Magnet in der weiteren Aussparung befestigt werden, beispielsweise mittels eines Klebstoffs oder einer die weitere Aussparung bedeckende Abdeckung.According to a preferred aspect, such a magnet can be attached to the back of the sensor cap via an approximately clamp-shaped holder. According to a preferred aspect, the magnet can be secured in the further recess, for example, by means of an adhesive or a cover covering the further recess.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist die Garnitur mindestens drei vorzugsweise klammerförmige Marker auf, welche an voneinander verschiedenen Bereichen an dem Nasenbügel, den Kopfbügel und/oder den Sensorkappen befestigbar sind.According to a preferred aspect, the set comprises at least three preferably clip-shaped markers which can be attached to different areas on the nose bridge, the headband and/or the sensor caps.
Diese Marker sind in verschiedenen abbildenden Verfahren erkennbar. Damit kann eine Positionierung der Garnitur relativ zum Kopf in einer Abbildung des Kopfes mit der Garnitur wiedergegeben werden.These markers are detectable in various imaging techniques. This allows the positioning of the clothing relative to the head to be represented in an image of the head with the clothing.
Beispielsweise sind die Marker derart ausgebildet, dass die Marker in einem MRT (Magnetresonanztomographie) Scan des Kopfes mit der Garnitur sichtbar sind. Somit wird die Positionierung der Garnitur am Kopf in dem MRT Scan sichtbar. Damit können die untersuchten Bereiche im Kopf mit räumlichen Ebenen des MRT Scans verknüpft werden.For example, the markers are designed so that they are visible in an MRI (magnetic resonance imaging) scan of the head with the headpiece. This makes the positioning of the headpiece visible in the MRI scan. This allows the examined areas of the head to be linked to spatial planes of the MRI scan.
Darüber hinaus kann eine dreidimensionale Ansicht im sichtbaren Bereich eines Kopfes mit der Garnitur aufgenommen werden. Eine solche Ansicht kann vorzugsweise mittels einer Stereobildkamera oder einer Kamera an unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen und erstellt werden.In addition, a three-dimensional view of the visible area of a head with the headgear can be captured. Such a view can preferably be captured and created using a stereo camera or a camera from different perspectives.
In einem weiteren Schritt kann die dreidimensionale Ansicht des Kopfes mit der Garnitur im sichtbaren Bereich und die mittels des MRT aufgenommene Abbildung des Kopfes mit der Garnitur anhand der Marker übereinandergelegt werden. Dadurch können Informationen über die Positionierung der Garnitur und den von den Signalen durchquerten Bereichen des Kopfes gewonnen werden.In a further step, the three-dimensional view of the head with the headgear in the visible range and the MRI image of the head with the headgear can be superimposed using the markers. This allows information to be obtained about the positioning of the headgear and the areas of the head traversed by the signals.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weisen die Marker jeweils einen Markerkörper auf, der aus demselben Material hergestellt ist, wie der Nasenbügel, der Kopfbügel und/oder die Sensorkappen.According to a preferred aspect, the markers each have a marker body made of the same material as the nose bridge, the headband and/or the sensor caps.
Vorzugsweise können Markerkörper, der Nasenbügel, der Kopfbügel und die Sensorkappen aus demselben Material hergestellt sein.Preferably, the marker body, the nose bridge, the headband and the sensor caps can be made of the same material.
Durch das Material in den Markerkörper werden die Marker bzw. deren Körper in einem MRT Scan besser von der Garnitur unterscheidbar. Dadurch kann die Positionierung der Garnitur bzw. der Sensoren dreidimensional am Kopf bestimmt werden.The material in the marker bodies makes the markers and their bodies more easily distinguishable from the set in an MRI scan. This allows for the positioning of the set and its components. the sensors are determined three-dimensionally on the head.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umfasst die Garnitur ferner mindestens ein vorzugsweise etwa scheibenförmiges Pad, welches an einer der Sensorkappen und/oder dem Kopfbügel befestigbar ist und ein Loch aufweist, sodass, wenn das Pad an der Sensorkappe und/oder dem Kopfbügel befestigt ist, das Loch mit der Öffnung der Sensorkappe derart ausgerichtet ist, dass ein in der Aussparung der Sensorkappe angeordneter Sensor über bzw. durch die Öffnung und über bzw. durch das Loch an dem Kopf bzw. der Kopfhaut anliegt. Der Rand des Lochs des Pads kann vollständig die Öffnung der Sensorkappe umschließen bzw. umlaufen, beispielsweise kann der Außendurchmesser der Öffnung kleiner sein als der Innendurchmesser des Lochs. Loch und/oder Öffnung können kreisförmig sein. Vorzugsweise ist das Pad lösbar an einer der Sensorkappen und/oder dem Kopfbügel befestigbar, beispielsweise mittels eines Klebers. Vorzugsweise ist das Pad ausgelegt an der Kopfhaut zu haften, beispielsweise mittels eines Klebers.According to a preferred aspect, the fitting further comprises at least one preferably approximately disc-shaped pad which can be attached to one of the sensor caps and/or the headband and has a hole such that, when the pad is attached to the sensor cap and/or the headband, the hole is aligned with the opening of the sensor cap such that a sensor arranged in the recess of the sensor cap rests over or through the opening and over or through the hole on the head or scalp. The edge of the hole of the pad can completely enclose or surround the opening of the sensor cap; for example, the outer diameter of the opening can be smaller than the inner diameter of the hole. The hole and/or opening can be circular. Preferably, the pad can be releasably attached to one of the sensor caps and/or the headband, for example by means of an adhesive. Preferably, the pad is designed to adhere to the scalp, for example by means of an adhesive.
Ein solches Pad ist anwendungsgemäß ausgelegt zwischen dem Kopf und der Sensorkappe anzuliegen. Durch das Loch im Pad wird ein in der Aussparung der Sensorkappe angeordneter Sensor freigelegt. Das Pad kann beispielsweise mit der Sensorkappe und/oder dem Sensorbügel verklebt sein.Such a pad is designed to fit between the head and the sensor cap. The hole in the pad exposes a sensor located in the recess of the sensor cap. The pad can be glued to the sensor cap and/or the sensor bracket, for example.
Durch ein solches Pad wird die Haftung der Sensorkappe an dem Kopf verbessert. Damit wird eine Gefahr einer Positionsveränderung der Garnitur am Kopf verringert. Das Pad weist vorzugsweise einen relativ hohen Reibungskoeffizienten gegenüber dem Kopf, insbesondere der Kopfhaut, auf. Darüber hinaus kann das Pad elastisch ausgestaltet sein, sodass es durch eine Kraftausübung von Seiten des Kopfes und von Seiten der Sensorkappe zusammengedrückt wird und der Sensor an einem Bereich des Kopfes anliegen kann. Ein solches Pad kann beispielsweise aus Silikon hergestellt sein.Such a pad improves the adhesion of the sensor cap to the head. This reduces the risk of the device shifting position on the head. The pad preferably has a relatively high coefficient of friction with the head, particularly the scalp. Furthermore, the pad can be elastically designed so that it is compressed by force exerted by the head and the sensor cap, allowing the sensor to rest against an area of the head. Such a pad can be made of silicone, for example.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts steht das Pad vorzugsweise über seitliche Ränder der Sensorkappe hervor und weist eine Lücke auf, durch welche ein Abschnitt des Kopfes bzw. der Kopfhaut markierbar ist, wenn das Pad an der Sensorkappe und/oder dem Kopfbügel befestigt ist.According to a preferred aspect, the pad preferably protrudes beyond lateral edges of the sensor cap and has a gap through which a portion of the head or scalp can be marked when the pad is attached to the sensor cap and/or the headband.
Wenn die Garnitur mit einem derartigen Pad am Kopf anliegt, kann ein durch die Lücke freigelegten Bereich des Kopfes markiert werden. Die Markierungen sind auch nach Entfernen der Garnitur von dem Kopf sichtbar, sodass die Garnitur anhand der so gesetzten Markierungen nach dem Entfernen wieder an die gleiche Position am Kopf angesetzt werden kann.When the headgear is in contact with the head with such a pad, an area of the head exposed by the gap can be marked. The markings remain visible even after the headgear has been removed, allowing the headgear to be reattached to the same position on the head after removal.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umfasst der Kopfbügel: einen gekrümmten Abschnitt, der die Achse vorzugsweise etwa halbkreisförmig in der ersten Ebene umläuft; zwei etwa geradlinig verlaufende Abschnitte, welche jeweils an einem ersten Ende in den gekrümmten Bereich übergehen und an deren entgegengesetzten zweiten Ende sich jeweils eine Sensorkappe befindet; wobei die zwei etwa geradlinig verlaufenden Abschnitte ausgehend von dem jeweiligen ersten Ende aufeinander zulaufend sind.According to a preferred aspect, the headband comprises: a curved section which preferably runs approximately semicircularly around the axis in the first plane; two approximately rectilinear sections, each of which merges into the curved region at a first end and at whose opposite second end a sensor cap is located; wherein the two approximately rectilinear sections converge towards one another starting from the respective first end.
Durch diesen Aspekt wird gewährleistet, dass sich der durch den Kopfbügel ausgeübte Anpressdruck auf die Sensorkappen und den darin befindlichen Sensoren fokussiert wird.This aspect ensures that the contact pressure exerted by the headband is focused on the sensor caps and the sensors contained therein.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts schließen die etwa geradlinig verlaufenden Abschnitte jeweils einen Winkel von betragsmäßig 75°-85°, 77°-83° oder etwa 80°, mit einer durch die ersten Enden der zwei etwa geradlinig verlaufenden Abschnitte senkrecht zu der ersten Ebene ausgerichteten zweiten Ebene ein.According to a preferred aspect, the approximately rectilinear sections each enclose an angle of 75°-85°, 77°-83° or approximately 80° with a second plane oriented perpendicular to the first plane through the first ends of the two approximately rectilinear sections.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass ein solcher Winkel bewirkt, dass für eine Vielzahl von Patienten ein ausreichender Anpressdruck unter Vermeidung eines Anliegens des Kopfbügels am Kopf realisiert werden kann, während der Kopfbügel zwischen den jeweiligen ersten Enden etwa halbkreisförmig verläuft.The inventors have discovered that such an angle ensures that a sufficient contact pressure can be achieved for a large number of patients while avoiding the headband from touching the head, while the headband runs approximately semicircularly between the respective first ends.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts ist der Kopfbügel elastisch vorzugsweise als Biegefeder ausgebildet.According to a preferred aspect, the headband is elastically designed, preferably as a bending spring.
Die Garnitur kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass ein zwischen den gegenüberliegenden Sensorkappen gemessener Durchmesser geringer ist als ein transversaler Durchmesser des Kopfes vorzugsweise in einem Bereich oberhalb der Ohrkanäle.The fitting can, for example, be designed such that a diameter measured between the opposing sensor caps is smaller than a transverse diameter of the head, preferably in a region above the ear canals.
Durch die Elastizität und die damit verbundene Rückstellkraft des Kopfbügels wird gewährleistet, dass der Kopfbügel die Sensorkappen und die darin befindlichen Sensoren gegen seitliche Bereiche des Kopfes drückt. Damit kann die Garnitur am Kopf eines Patienten zumindest temporär fixiert werden.The elasticity and the associated restoring force of the headband ensure that the headband presses the sensor caps and the sensors contained therein against the sides of the head. This allows the headset to be secured to a patient's head, at least temporarily.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts sind der Kopfbügel, der Nasenbügel und die Sensorkappen vorzugsweise einstückig aus demselben Material ausgebildet. In anderen bevorzugten Aspekten sind auch Ausgestaltungen möglich, in denen Kopfbügel, der Nasenbügel und die Sensorkappen aus unterschiedlichen Teilen und/oder unterschiedlichen Materialen ausgebildet sind und zueinander fixibar sind.According to a preferred aspect, the headband, the nosepiece, and the sensor caps are preferably formed integrally from the same material. In other preferred aspects, designs are also possible in which the headband, the nosepiece, and the sensor caps are made of different parts and/or different made of different materials and can be fixed to one another.
Damit wird eine ausreichende Steifigkeit der Garnitur bewirkt, sodass eine Veränderung der Position der Sensorkappen zwischen einzelnen Messungen vermieden wird.This ensures sufficient rigidity of the assembly to prevent changes in the position of the sensor caps between individual measurements.
Die Garnitur ist vorzugweise so ausgebildet, dass die relativen Positionen von Sensorkappen, Kopfbügel und Nasenbügel zwischen einzelnen Messungen nichtveränderbar sind. Das bedeutet, dass die Positionen der Sensorkappen, des Kopfbügels und des Nasenbügels zumindest zwischen einzelnen Messungen konsistent sind. Dazu sind entsprechend eines bevorzugten Aspekts die Sensorkappen, der Kopfbügel und der Nasenbügel einstückig oder zumindest zueinander fixierbar ausgebildet.The assembly is preferably designed such that the relative positions of the sensor caps, headband, and nosepiece cannot be changed between individual measurements. This means that the positions of the sensor caps, headband, and nosepiece are consistent at least between individual measurements. For this purpose, according to a preferred aspect, the sensor caps, headband, and nosepiece are formed as a single piece or at least can be fixed to one another.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts ist das Material ein biokompatibles Material, vorzugsweise ein Polyamid PA12, besonders vorzugsweise PA2200.According to a preferred aspect, the material is a biocompatible material, preferably a polyamide PA12, particularly preferably PA2200.
Biokompatibles Material löst keine toxikologischen Prozesse aus. Damit ist dieses Material verträglich, um an der Haut anzuliegen und relativ leicht. Ein solches Material ist besonders vorteilhaft, wenn die Garnitur über einen längeren Zeitraum am Kopf angelegt wird.Biocompatible material doesn't trigger toxicological processes. This makes it comfortable to wear and relatively lightweight. This material is particularly advantageous if the headgear is worn for extended periods.
Darüber hinaus ist ein solches Material dafür geeignet während, dass MRT Messungen am Kopf mit am Kopf angelegter Garnitur durchgeführt werden können, da es keine magnetischen oder paramagnetischen Eigenschaften besitzt.In addition, such a material is suitable for performing MRI measurements on the head with the headgear on, as it has no magnetic or paramagnetic properties.
In weiteren Aspekten wird eine besonders vorteilhafte Sensorkappe zur Positionierung von Sensoren an einem Kopfe bereitgestellt.In further aspects, a particularly advantageous sensor cap for positioning sensors on a head is provided.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts wird eine Sensorkappe zur Aufnahme mindestens eines Sensors bereitgestellt, wobei die Sensorkappe umfasst: eine vorzugsweise etwa zylinderförmige Aussparung zur Aufnahme eines Sensors, wobei die Aussparung auf einer Seite eine Öffnung aufweist und an einer der Öffnung gegenüberliegenden Bodenseite der Sensorkappe und an mindestens einer Seitenfläche der Sensorkappe durch die Sensorkappe zumindest teilweise begrenzt wird.According to a preferred aspect, a sensor cap is provided for receiving at least one sensor, the sensor cap comprising: a preferably approximately cylindrical recess for receiving a sensor, the recess having an opening on one side and being at least partially delimited by the sensor cap on a bottom side of the sensor cap opposite the opening and on at least one side surface of the sensor cap.
Eine derartige Sensorkappe ist dazu ausgelegt, einen Sensor in der Aussparung aufzunehmen. Eine Vorderseite des Sensors wird durch die Öffnung freigelegt, sodass die Vorderseite an einem Kopf eines Patienten anliegen kann. Der Sensor wird durch die Bodenseite und die mindestens eine Seitenfläche in der Aussparung begrenzt und in Position gehalten.Such a sensor cap is designed to accommodate a sensor in the recess. A front side of the sensor is exposed through the opening so that the front side can rest against a patient's head. The sensor is delimited and held in position by the bottom side and at least one side surface in the recess.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist die Sensorkappe an einer bevorzugt etwa mittigen Position an der Bodenseite eine in Richtung der Öffnung gerichtete vorzugsweise etwa halbkugelförmige Erhebung auf.According to a preferred aspect, the sensor cap has, at a preferably approximately central position on the bottom side, a preferably approximately hemispherical elevation directed in the direction of the opening.
Wenn der Sensor mit der Vorderseite an einer Oberfläche des Kopfs anliegt, kann der Sensor somit seine Orientierung an die Oberfläche des Kopfes anpassen.When the front of the sensor is placed against a surface of the head, the sensor can adapt its orientation to the surface of the head.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist die Sensorkappe eine Durchführungsöffnung in die Aussparung durch die mindestens eine Seitenfläche auf, wobei die Durchführungsöffnung über einen Durchführungsbereich in die Öffnung der Aussparung mündet.According to a preferred aspect, the sensor cap has a through-opening into the recess through the at least one side surface, wherein the through-opening opens into the opening of the recess via a through-opening region.
Wenn ein mit einem Sensorkabel verbundener Sensor durch die Öffnung der Aussparung in die Sensorkappe eingeführt wird, kann gleichzeitig mit dem Einführen des Sensors in die Aussparung das Sensorkabel durch den Durchführungsbereich in die Durchführungsöffnung eingeführt werden. Damit wird das Sensorkabel vorteilhaft von dem Sensor in der Aussparung durch die Sensorkappe hindurch weggeführt. Darüber hinaus wird das Kabel zumindest teilweise umlaufend von der Sensorkappe begrenzt, wodurch eine Beweglichkeit des Sensors in der Aussparung eingeschränkt wird. Beispielsweise wird so eine Verdrehung um die senkrecht zu der Vorderseite und der Rückseite verlaufenden Richtung vermieden.When a sensor connected to a sensor cable is inserted through the opening of the recess into the sensor cap, the sensor cable can be inserted through the feedthrough area into the feedthrough opening at the same time as the sensor is inserted into the recess. This advantageously guides the sensor cable away from the sensor in the recess through the sensor cap. Furthermore, the cable is at least partially circumferentially limited by the sensor cap, thereby limiting the sensor's mobility in the recess. For example, this prevents twisting in the direction perpendicular to the front and back.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist der Durchführungsbereich eine Verjüngung gegenüber eines Durchmessers der Durchführungsöffnung auf.According to a preferred aspect, the feedthrough region has a taper relative to a diameter of the feedthrough opening.
Durch die Verjüngung wird ein mit dem Sensor verbundenes Sensorkabel in der Durchführungsöffnung gehalten. Damit kann ein mit dem Sensorkabel verbundener Sensor in der Aussparung gehalten werden.The tapered section holds a sensor cable connected to the sensor in the feedthrough opening. This allows a sensor connected to the sensor cable to be held in the recess.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist die Sensorkappe eine weitere Öffnung auf, welche die Aussparung durch die mindestens eine Seitenfläche und/oder durch die Bodenseite zumindest teilweise freilegt.According to a preferred aspect, the sensor cap has a further opening which at least partially exposes the recess through the at least one side surface and/or through the bottom side.
Die von der weiteren Öffnung freigelegten Bereiche des Sensors sind von außerhalb der Sensorkappe zugängig. Dadurch kann ein Sensor einfacher aus der Aussparung der Sensorkappe entfernt werden. Zudem wird eine Wärmeabfuhr des Sensors verbessert, da diese Bereiche nicht von der Sensorkappe umgeben sind.The areas of the sensor exposed by the wider opening are accessible from outside the sensor cap. This makes it easier to remove the sensor from the recess in the sensor cap. It also facilitates heat dissipation from the sensor. improved because these areas are not surrounded by the sensor cap.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts weist die Sensorkappe an einer der Öffnung der Aussparung gegenüberliegenden Seite eine weitere Aussparung mit einem Magnet auf.According to a preferred aspect, the sensor cap has a further recess with a magnet on a side opposite the opening of the recess.
Durch Positionieren eines Magnets auf der der Öffnung der Aussparung gegenüberliegenden Seite der Sensorkappe werden der Magnet und die Sensorkappe durch eine Magnetkraft gegeneinander gezogen, sodass eine Kraft auf den Sensor in Richtung der Bodenseite wirkt und der Sensor in der Aussparung gehalten wird.By positioning a magnet on the side of the sensor cap opposite the opening of the recess, the magnet and the sensor cap are pulled towards each other by a magnetic force, so that a force acts on the sensor towards the bottom side and the sensor is held in the recess.
Weiterhin wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung der zuvor beschrieben Garnitur oder zur Herstellung einer Sensorkappe, das Verfahren umfassend die Herstellung der Garnitur oder der Sensorkappe mittels 3D Druck.Furthermore, the object mentioned at the outset is achieved by a method for producing the previously described fitting or for producing a sensor cap, the method comprising the production of the fitting or the sensor cap by means of 3D printing.
Mit einem solchen Herstellungsverfahren können sowohl die Garnitur als auch die Sensorkappe besonders effizient und patientenindividuell hergestellt werden. Insbesondere können mittels 3D Druck die Garnitur bzw. die Sensorkappen besonders effektiv einstückig ausgebildet werden.With this manufacturing process, both the set and the sensor cap can be manufactured particularly efficiently and individually for each patient. In particular, 3D printing allows the set and the sensor caps to be manufactured particularly effectively as a single piece.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung der eingangs beschriebenen Garnitur, umfassend die Schritte: Einführen von jeweils mindestens einem Sensor in eine Aussparung einer Sensorkappe; Positionieren der Garnitur an dem Kopf, sodass die Sensoren in den Sensorkappen an gegenüberliegenden Seiten an dem Kopf anliegen und der Nasenbügel auf dem Rücken der Nase aufsitzt.Furthermore, the object is achieved by using the initially described fitting, comprising the steps of: inserting at least one sensor into a recess of a sensor cap; positioning the fitting on the head such that the sensors in the sensor caps rest on opposite sides of the head and the nosepiece rests on the bridge of the nose.
Durch die Verwendung einer solchen Garnitur können Sensoren, die in den Sensorkappen angeordnet sind, an den gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes für eine Messung angelegt werden.By using such a set, sensors arranged in the sensor caps can be applied to the opposite areas of the head for a measurement.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umfasst das Einführen von jeweils mindesten einem Sensor in eine Aussparung einer Sensorkappe: Während des Einführens des mindestens einen Sensors in die Aussparung einer Sensorkappe, Durchführen eines mit dem Sensor verbundenen Sensorkabels durch den Durchführungsbereich in die Durchführungsöffnung, um das Kabel durch die Verjüngung einzurasten.According to a preferred aspect, inserting at least one sensor into a recess of a sensor cap comprises: During insertion of the at least one sensor into the recess of a sensor cap, passing a sensor cable connected to the sensor through the feedthrough area into the feedthrough opening in order to engage the cable through the taper.
Damit kann ein Sensor in der Aussparung der Sensorkappe gehalten werden.This allows a sensor to be held in the recess of the sensor cap.
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts umfasst das Einführen von jeweils mindesten einem Sensor in eine Aussparung einer Sensorkappe: Einführen des mindestens einen Sensors in die Aussparung einer Sensorkappe bis eine Rückseite des Sensors an der Bodenseite oder der Erhebung anschlägt.According to a preferred aspect, inserting at least one sensor into a recess of a sensor cap comprises: inserting the at least one sensor into the recess of a sensor cap until a rear side of the sensor strikes the bottom side or the elevation.
Durch den Anschlag an der Erhebung kann der Sensor seine Orientierung unter Einfluss eines durch den Kopf auf den Sensor ausgeübten Drucks anpassen.The stop on the elevation allows the sensor to adjust its orientation under the influence of pressure exerted on the sensor by the head.
Erfindungsgemäß wird ebenfalls eine Sensorkappe zur Aufnahme mindestens eines Sensors bereitgestellt, die Sensorkappe umfassend: erfindungsgemäßen ein Kraftsensor; eine vorzugsweise etwa zylinderförmige Aussparung zur Aufnahme des Kraftsensors, wobei die Aussparung auf einer Seite eine Öffnung aufweist und an einer der Öffnung gegenüberliegenden Bodenseite der Sensorkappe und an mindestens einer Seitenfläche der Sensorkappe durch die Sensorkappe zumindest teilweise begrenzt wird.According to the invention, a sensor cap for receiving at least one sensor is also provided, the sensor cap comprising: a force sensor according to the invention; a preferably approximately cylindrical recess for receiving the force sensor, wherein the recess has an opening on one side and is at least partially delimited by the sensor cap on a bottom side of the sensor cap opposite the opening and on at least one side surface of the sensor cap.
Besonders vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Kraftsensor, die erfindungsgemäße Sensorgruppe, die erfindungsgemäße Baugruppe, die erfindungsgemäße Garnitur und die erfindungsgemäße Sensorkappe zur Erfassung einer Karlottenbewegung eines Schädels verwendet werden.The force sensor according to the invention, the sensor group according to the invention, the assembly according to the invention, the fitting according to the invention and the sensor cap according to the invention can be used particularly advantageously for detecting a carlot movement of a skull.
Ein erfindungsgemäßes Computergestütztes Verfahren zur Erfassung einer Karlottenbewegung eines Schädels eines Kopfes mittels einer an dem Kopf angeordneten erfindungsgemäßen Garnitur kann umfassen: Detektieren eines mittels der elektrischen Größe mindestens eines der Kraftsensoren erzeugten elektrischen Signals; und Erfassen der Karlottenbewegung basierend auf dem detektierten elektrischen Signal.A computer-assisted method according to the invention for detecting a carlot movement of a skull of a head by means of a fitting according to the invention arranged on the head can comprise: detecting an electrical signal generated by means of the electrical quantity of at least one of the force sensors; and detecting the carlot movement based on the detected electrical signal.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Computergestütztes Verfahren zur Bestimmung eines physiologischen Parameters eines Patienten mittels mindestens eines an einem Bereich eines Körperteils, vorzugsweiser einer Ader wie eine Arterie, angeordneten erfindungsgemäßen Kraftsensors kann umfassen: Detektieren eines mittels der elektrischen Größe des Kraftsensors erzeugten elektrischen Signals; und Bestimmen des physiologischen Parameters basierend auf dem detektierten elektrischen Signal.A further computer-assisted method according to the invention for determining a physiological parameter of a patient by means of at least one force sensor according to the invention arranged on a region of a body part, preferably a vein such as an artery, can comprise: detecting an electrical signal generated by the electrical quantity of the force sensor; and determining the physiological parameter based on the detected electrical signal.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Computergestütztes Verfahren zur Generierung eines Steuersignals für eine Software-Applikation mittels einer an einem Körperteil, vorzugsweise ein Kopf, angeordneten erfindungsgemäßen Garnitur kann umfassen: Detektieren eines Musters in einem mittels der elektrischen Größe mindestens einer der Kraftsensoren erzeugten elektrischen Signal; und in Reaktion auf das detektiert Muster, Generieren eines Steuersignals für eine Funktion der Software-Applikation.A further computer-aided method according to the invention for generating a control signal for a software application by means of a fitting according to the invention arranged on a body part, preferably a head, can comprise: detecting a pattern in an electrical signal generated by means of the electrical quantity of at least one of the force sensors; and in response to that detects patterns, generating a control signal for a function of the software application.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:In the following, further properties, features and advantages of the invention will become clear by describing preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying exemplary drawings, in which:
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
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1 A bis C zeigen beispielhaft erfindungsgemäße Kraftsensoren mit verschieden geformten Aufsätzen.1 A to C show examples of force sensors according to the invention with differently shaped attachments. -
2 A bis B zeigen beispielhaft erfindungsgemäße Kraftsensoren mit an verschieden Orten relativ zur aktiven Schicht platzierten Aufsätzen.2 A to B show examples of force sensors according to the invention with attachments placed at different locations relative to the active layer. -
3 A zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Sensorgruppe in einer erfindungsgemäßen Garnitur, sowie eine Messapparatur.3 A shows an example of a sensor group according to the invention in a set according to the invention, as well as a measuring apparatus. -
3 B bis C zeigen beispielhaft die mit der Messapparatur gemäß3 A erzielten Messergebnisse.3 B to C show examples of the measurements taken with the measuring apparatus according to3 A measurement results obtained. -
4 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Baugruppe umfassend einen erfindungsgemäßen Kraftsensor und einen weiteren Sensor4 shows an example of an assembly according to the invention comprising a force sensor according to the invention and a further sensor -
5 A zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Kraftsensor in einer Messapparatur.5 A shows an example of a force sensor according to the invention in a measuring apparatus. -
5 B zeigt beispielhaft die mit der Messapparatur gemäß5 A erzielten Messergebnisse.5 B shows an example of the measurement equipment according to5 A measurement results obtained. -
6 zeigt beispielhaft eine perspektive Ansicht einer Garnitur.6 shows an example of a perspective view of a set. -
7 zeigt beispielhaft eine Draufsicht einer Garnitur.7 shows an example of a top view of a set. -
8 zeigt beispielhaft eine Vergrößerte Darstellung einer Sensorkappe.8 shows an enlarged view of a sensor cap as an example. -
9 zeigt beispielhaft eine perspektivische Ansicht einer Garnitur mit Markern.9 shows an example of a perspective view of a set with markers.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the figures and the claims may be important both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.
Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich jeweils auf gleiche Elemente.Reference symbols in the figures refer to the same elements.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Wie den Figuren zu entnehmen ist, umfasst der Kraftsensor 1000 eine aktive Schicht 1001, wobei eine elektrische Größe des Kraftsensors 1000 derart von einer auf die aktive Schicht 1001 einwirkenden Kraft F abhängt, dass durch eine Änderung der auf die aktive Schicht 1001 einwirkenden Kraft eine Änderung der elektrischen Größe bewirkt wird. Der Kraftsensor 1000 umfasst ferner einen Aufsatz 1002, der derart relativ zu der aktiven Schicht 1001 angeordnet ist, dass eine von außen auf den Kraftsensor 1000 einwirkende Kraft mittels des Aufsatzes 1002 (z.B. hindurch den Aufsatz) auf die aktive Schicht 1001 geleitet wird. Der Aufsatz leistet also einen Beitrag dazu, dass die auf den Kraftsensor 1000 einwirkende Kraft F auf die aktive Schicht 1001 gelangt. Der Kraftsensor umfasst außerdem einen in
Die aktive Schicht 1001 kann eine aktive Fläche 1001a aufweisen, wobei die elektrische Größe des Kraftsensors derart von der auf die aktive Fläche 1001a einwirkenden Kraft F abhängen kann, dass durch eine Änderung der auf die aktive Fläche einwirkenden Kraft die Änderung der elektrischen Größe bewirkt wird.The
Der Kraftsensor 1000 weist bevorzugt eine erste Seitenfläche 1002b auf, die der aktiven Schicht 1001 und/oder der aktiven Fläche 1001a der aktiven Schicht 1001 zugewandt ist. Bevorzugt kann der Aufsatz 1002 mit der ersten Seitenfläche 1002b auf der aktiven Schicht 1001 bzw. auf der aktiven Fläche 1001a der aktiven Schicht 1001 aufliegen. Der Aufsatz 1002 kann eine zweiten Seitenfläche 1002a aufweisen, die der aktiven Schicht 1001 und/oder der aktiven Fläche 1001a der aktiven Schicht 1001 abgewandt ist. Wie in
Wie in den
Der Aufsatz 1002 kann quaderförmig (
Der Aufsatz kann, direkt oder indirekt, auf der aktiven Schicht 1001 angebracht sein.The attachment can be attached, directly or indirectly, to the
Der Kraftsensor 1000 kann derart ausgelegt sein, dass bei einer Vergrößerung der auf die aktive Schicht 1001 (oder aktive Fläche 1001a) einwirkenden Kraft, die elektrische Größe (z.B. elektrischer Widerstand oder elektrische Spannung), vorzugsweise kontinuierlich und/oder proportional, abfällt; und/oder der Kraftsensor 1000 kann derart ausgelegt sein, dass bei einer Verringerung der auf die aktive Schicht 1001 (oder aktive Fläche 1001a) einwirkenden Kraft, die elektrische Größe, vorzugsweise kontinuierlich und/oder proportional, ansteigt. Beispielsweise kann der Kraftsensor ein Transimpedanzwandler sein, wie beispielsweise der Force Sensing Resistor (FSR) von Interlink Electronics. Der Kraftsensor 1000 der hierin beschriebenen Art erlaubt einen hochohmigen Widerstand im unbelasteten Zustand bereitzustellen, exponentielle Änderungen der elektrischen Größe (z.B. Widerstand) zu ermöglichen, weist keine Querempfindlichkeit auf, und ermöglicht, dass ohne eines komplizierten mechanischen Aufbaus eine verbesserte Einleitung der Kraft auf den Sensor (z.B. Kraftfokussierung) erzielt werden kann.The
Der Kraftsensor 1000 kann derart ausgelegt sein, dass in einem unbelasteten Zustand der aktiven Schicht 1001 ein elektrischer Kontakt des Kraftsensors 1000 unterbrochen ist und, dass durch die auf die aktive Schicht 1001 einwirkende Kraft der elektrische Kontakt geschlossen wird, um die Änderung der elektrischen Größe in Abhängigkeit von der Änderung der auf die aktive Schicht 1001 (oder aktive Fläche 1001a) einwirkenden Kraft F messbar zu machen.The
Die aktive Schicht 1001 des Kraftsensor 1000 kann ein erstes Substrat 1004 und ein zweites Substrat 1006 umfassen, die in dem unbelasteten Zustand der aktiven Schicht 1001 voneinander beabstandet sind (z.B. durch einen dazwischen angeordnete Abstandshalter 1005 wie eine Klebeschicht) und dadurch den elektrischen Kontakt unterbrechen. Die beiden Substrate 1004, 1006 können derart angeordnet sein, dass die Substrate 1004, 1006 durch die auf die aktive Schicht 1001 einwirkende Kraft F miteinander in Berührung kommen und dadurch den elektrischen Kontakt schließen. Bevorzugt kann die auf die aktive Schicht 1001 einwirkende Kraft auf die aktive Fläche 1001a der aktiven Schicht 1001 einwirken, wobei die aktive Fläche 1001a eine Oberfläche des ersten Substrats 1004 (wie beispielhaft in
Der Aufsatz kann auf einer Oberfläche (z.B. der aktiven Fläche 1001a) der aktiven Schicht 1001 aufliegen. Diese Oberfläche kann beispielsweise auf einer Vorderseite oder einer Rückseite der aktiven Schicht sein. Beispielsweise kann der Aufsatz auf der Oberfläche (z.B. der aktiven Fläche 1001a) des ersten Substrats 1004 aufliegen oder auf der Oberfläche (z.B. der Rückseite der aktiven Schicht) des zweiten Substrats 1006 aufliegen. Der Aufsatz kann mit einem Befestigungsmittel (z.B. eine Folie oder ein Klebemittel wie eine Klebefolie) an dem Kraftsensor oder an der aktiven Schicht 1001 vorzugsweise lösbar befestigt sein.The attachment can rest on a surface (e.g., the
Der Aufsatz 1002 kann ausgelegt sein, die von außen auf den Kraftsensor 1000 einwirkende Kraft F auf die aktive Schicht 1001 und/oder die aktive Fläche 1001a der aktiven Schicht 1001 zu fokussieren.The
Der Kraftsensor 1000 umfasst ferner ein Wafer 1003 zum Tragen der aktiven Schicht 1001 und des Aufsatzes 1002 umfassen, wie in
Bevorzugt ist die aktive Schicht 1001 zwischen dem Aufsatz 1002 und dem Wafer 1003 angeordnet (
Alternativ oder zusätzlich kann der/ein Aufsatz 1002 zwischen der aktiven Schicht 1001, insbesondere dem zweiten Substrat 1006, und dem Wafer 1003 auf der Rückseite der aktiven Schicht 1001 angeordnet sein (
Der Wafer 10003 und/oder der Aufsatz 1002 wirken stabilisierend für den Kraftsensor und insbesondere für dessen Substrate 1004 bis 1006. Beispielswies kann das obere 1005 und/oder untere Substrat 1006 des Kraftsensors biegsam sein (z.B. eine Folie 1005, 1006), dadurch kann sich der Kraftsensor wölben. Der Wafer und/oder der Aufsatz verhindert eine solche Wölbung in beiden Anordnungen nach
Bevorzugt für die Anordnungen nach
In
Die Sensoren 1000-1, 1000-2 sind mittels der erfindungsgemäßen Garnitur 1, die weiter unten in
Die Kraftsensoren werden hier für die Erfassung der Bewegung bzw. Ausdehnung der Kalotten eingesetzt. Da die Kalotte sich rhythmisch synchron zum Blutfluss bewegt, kann damit diese Bewegung qualitativ erfasst werden.
Durch die Ausdehnung ΔS wirkt eine Kraft ΔF auf die Kraftsensoren 1000-1, 1000-2. Jeder Sensor 1000-1, 1000-2 ändert proportional zur Kraft ΔF seinen Widerstand R, welcher mittels einer elektronischen Schaltung in eine Spannung gewandelt wird, die verstärkt wird (Schaltung und/oder Transimpedanz-Verstärker 1010). Der Ausgang dieses Verstärkers 1010 stellt eine Spannung U dar, welche in Wandler 1020 (z.B. XTDC) digitalisiert und anschließen an einer Datenverarbeitungseinheit 1030 visualisiert und/oder ausgewertet wurde.
Betrachtet man in
Entsprechend kann ein Computergestütztes Verfahren zur Erfassung einer Kalottenbewegung eines Schädels eines Kopfes mittels einer an dem Kopf angeordneten erfindungsgemäßen Garnitur 1 folgende Operationen umfassen: Detektieren eines mittels der elektrischen Größe mindestens eines der Kraftsensoren 1000-1, 1000-2 erzeugten elektrischen Signals; und Erfassen der Kalottenbewegung basierend auf dem detektierten elektrischen Signal.Accordingly, a computer-assisted method for detecting a calotte movement of a skull of a head by means of a fitting 1 according to the invention arranged on the head can comprise the following operations: detecting an electrical signal generated by means of the electrical quantity of at least one of the force sensors 1000-1, 1000-2; and detecting the calotte movement based on the detected electrical signal.
Der weitere Sensor 102 kann ein Sender und/oder ein Empfänger des Signals sein. Bevorzugt ist der weitere Sensor 102 eine Ultraschallsonde, wobei das Signal ein Ultraschallsignal ist. Diese Baugruppe 100 kann statt der beiden Kraftsensoren 1000-1, 1002 in
Der Sensor 1000 ändert proportional zur Kraft ΔF seinen Widerstand R, welcher mittels einer elektronischen Schaltung in eine Spannung gewandelt wird, die verstärkt wird (Schaltung und/oder Transimpedanz-Verstärker 1010). Der Ausgang dieses Verstärkers 1010 stellt eine Spannung U dar, welche in Wandler 1020 (z.B. XTDC) digitalisiert und anschließen an einer Datenverarbeitungseinheit 1030 visualisiert und/oder ausgewertet wurde.
Entsprechend kann ein erfindungsgemäßes Computergestütztes Verfahren zur Bestimmung eines physiologischen Parameters eines Patienten mittels mindestens eines an einem Bereich 1050 eines Körperteils, vorzugsweise einer Ader wie einer Arterie, angeordneten Kraftsensors 1000 folgende Operation umfassen: Detektieren eines mittels der elektrischen Größe des Kraftsensors 1000 erzeugten elektrischen Signals; und Bestimmen des physiologischen Parameters basierend auf dem detektierten elektrischen Signal.Accordingly, a computer-assisted method according to the invention for determining a physiological parameter of a patient by means of at least one
Bevorzugt kann der Kraftsensor 1000 derart an dem Bereich 1050 angeordnet sein, dass eine durch den Bereich 1050 (z.B. die Ader) bewirkte Kraft über den Aufsatz 1002 auf die aktive Schicht 1001 des mindestens einen Kraftsensors 1000 einwirkt.Preferably, the
Die zuverlässige Detektion von Kräften bzw. Änderungen von Kräften im Bereich des menschlichen Körpers kann für vielfältige Anwendungen, insbesondere im Bereich der Patientenbetreuung verwendet werden. So kann beispielsweise an einen Patienten der erfindungsgemäße Kraftsensor 1000 einem einen Muskel im Bereich des Kopfes angelegt werden, um damit beispielsweise das Zusammendrücken der Zähne zu detektieren. Aus diesen detektierten Kräften bzw. Änderungen der Kräfte aufgrund der Muskelaktivität beim Zusammendrücken der Zähne können spezifische Signalmuster in Steuersignalen erzeugt werden, um eine Funktion in einer Software-Applikation anzusteuern. Eine solche Funktion kann das Einschalten, Ausschalten, Starten einer Kommunikation, Beenden einer Kommunikation, oder eine sonstige Funktion einer Software-Applikation aus dem Alltag eines Patienten angesteuert werden. Damit wird ermöglicht, dass Patienten, insbesondere gelähmte oder auf sonstige Art und Weise behinderte Menschen, an dem Alltag teilhaben können, auch wenn beispielsweise Arme und/oder Beine nicht bewegt werden können. So kann allein aufgrund von Muskelaktivität, beispielsweise am Kopf, der Patient Signale für seine Umgebung aussenden und eine Steuerung vornehmen.The reliable detection of forces or changes in forces in the human body can be used for a variety of applications, particularly in the field of patient care. For example, the
Entsprechend kann ein erfindungsgemäßes Computergestütztes Verfahren zur Generierung eines Steuersignals für eine Software-Applikation mittels einer an einem Körperteil, wie dem Kopf, angeordneten ein oder mehreren erfindungsgemäßen Kraftsensoren 1000, 1000-1, 1000-2 oder erfindungsgemäßen Garnitur 1 folgende Operationen umfassend: Detektieren eines Musters in einem mittels der elektrischen Größe mindestens einer der Kraftsensoren 1000, 1000-1, 1000-2 erzeugten elektrischen Signal; und in Reaktion auf das detektiert Muster, Generieren eines Steuersignals für eine Funktion der Software-Applikation. Bevorzugt können verschiedene detektierte Muster zu Steuersignalen verschiedener Funktionen der Software-Applikation korrespondieren. Mindestens einer der Kraftsensoren 1000-1, 1000-2 kann bevorzugt derart, vorzugsweise mittels der Garnitur 1, an dem Kopf angeordnet sein, dass eine durch eine Bewegung eines Muskels an dem Kopf bewirkte Kraft über den Aufsatz 1002 auf die aktive Schicht 1001 des mindestens einen Kraftsensors 1000-1, 1000-2 einwirkt.Accordingly, a computer-assisted method according to the invention for generating a control signal for a software application by means of one or
Das Verfahren kann ferner umfassen: Konvertieren der elektrischen Größe des mindestens einen Kraftsensors 1000-1, 1000-2 in das elektrische Signal mittels einer elektrischen Schaltung 1010, vorzugsweise wobei die elektrische Größe ein elektrischer Widerstand ist und das elektrische Signal eine elektrisches Spannungssignal ist. Bevorzugt kann das elektrische Signal an einen Digitalwandler 1020 in ein digitales Signal umgewandelt werden, welches einer Datenverarbeitungseinheit 1030 ausgewertet und/oder visualisiert wird.The method may further comprise: converting the electrical variable of the at least one force sensor 1000-1, 1000-2 into the electrical signal by means of an
Die Garnitur 1 umfasst einen Kopfbügel 2, der eine Achse A in einer senkrecht zu der Achse A verlaufenden ersten Ebene zumindest teilweise umläuft. An entgegengesetzten Enden des Kopfbügels 2 befinden sich zwei Sensorkappen 3 zur Aufnahme jeweils mindestens eines Sensors 102 und/oder 1000, z.B. der Baugruppe 100. Die Sensorkappe 3 kann eine Baugruppe 100 aufnehmen, z.B. eine Baugruppe 100 wie in
Ferner umfasst die Garnitur 1 einen Nasenbügel 4, welcher sich ausgehend von einem etwa mittigen Bereich zwischen den Sensorkappen 3 in eine Richtung etwa senkrecht zu dem Kopfbügel 2 erstreckt. Der Nasenbügel 4 weist an einem dem Kopfbügel 2 entgegengesetzten Ende ein vorzugsweise bügelförmige Endstück 5 zur Aufnahme des Rückens der Nase eines Kopfes auf.Furthermore, the
Der Kopfbügel 2 ist so dimensioniert, dass die Sensorkappen 3 an gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes vorzugsweise in einem Bereich zwischen der T3 und der T5 Position im 10-20 System und in einem Bereich zwischen der T4 und der T6 Position im 10-20 System am Kopf positioniert werden, wenn der Kopfbügel 2 den Kopf zumindest teilweise umläuft und der Nasenbügel 4 mit dem Endstück 5 auf dem Rücken der Nase gelagert ist.The
Entsprechend eines bevorzugten Aspekts ist ein Abstand zwischen den Sensorkappen 3 kleiner als ein transversale Durchmesser des Kopfes vorzugsweise gemessen zwischen dem Bereich zwischen der T3 und T5 Position und dem Bereich zwischen der T4 und der T6 Position im 10-20 System.According to a preferred aspect, a distance between the sensor caps 3 is smaller than a transverse diameter of the head, preferably measured between the area between the T3 and T5 position and the area between the T4 and T6 position in the 10-20 system.
Ferner ist der Kopfbügel 1 elastisch vorzugsweise einstückig ausgebildet, so die Sensorkappen 3 mit darin befindlichen Sensoren 102, 1000 seitlich an den gegenüberliegenden Bereichen des Kopfes gedrückt werden.Furthermore, the
Die Sensorkappen 3 sind ausgelegt, jeweils einen etwa zylinderförmigen Sensor 102, 1000 bzw. zylinderförmige Baugruppe 100 aufzunehmen. Zur Aufnahme eines solchen Sensors 102, 1000 weist eine Sensorkappe 3 eine Aussparung 6 auf, welche in Richtung des Kopfes durch eine Öffnung 7 begrenzt wird und an einer die Aussparung zumindest teilweise umlaufenden Seitenfläche 9 der Sensorkappe 3 durch die Sensorkappe 3 begrenzt wird und an einer der Öffnung 7 gegenüberliegenden Bodenseite 8 der Sensorkappe 3 durch die Sensorkappe 3 begrenzt wird.The sensor caps 3 are each designed to accommodate an approximately
Die Öffnung 7 ist ausgelegt, dass ein Sensor 102, 1000 durch sie in die Aussparung 6 eingeführt werden kann. Ein in der Aussparung 6 angeordneter Sensor 102, 1000 wird dann durch die umlaufende Öffnung 7 in Richtung des Kopfes freigelegt, sodass eine Vorderseite des Sensors 102, 1000 am Kopf anliegen kann, wobei der Sensor 102, 1000 seitlich durch die Seitenfläche 9 der Sensorkappe 3 und die Bodenseite 8 der Sensorkappe 3 begrenzt wird. Damit wird der Sensor 102, 1000 in der Sensorkappe 3 gehalten, wenn die Garnitur 1 am Kopf anliegt.The
Die Öffnungen 7 der zwei Sensorkappen 3 sind in dem gezeigten Beispiel einander zugewandt. Die in den Aussparungen 6 angeordneten Sensoren 102, 1000 können somit aufeinander ausgerichtet werden.In the example shown, the
Ferner weist eine Sensorkappe 3 mindestens eine, vorzugsweise zwei, Durchführungsöffnungen 11 durch die Seitenfläche der Sensorkappe 3 für ein mit dem Sensor verbundenen Sensorkabels auf. Eine Durchführungsöffnung ist ausgelegt, ein mit dem Sensor verbundenes Sensorkabel durch die Sensorkappe seitlich aus der Sensorkappe herauszuführen.Furthermore, a
Die zwei Durchführungsöffnung 12 können in Umlaufrichtung voneinander beabstandet sein. Damit sind unterschiedliche radiale Ausrichtungen der Sensoren 102, 1000 in der Aussparung 6 möglich.The two through-
Eine Durchführungsöffnung 11 mündet über einen Durchführungsbereich 12 in der Öffnung 7 der Sensorkappe 3. Der Durchführungsbereich 12 und die Durchführungsöffnung 11 sind derart ausgelegt, dass ein mit dem Sensor 102, 1000 verbundenes Sensorkabel ausgehend von der Öffnung 7 durch den Durchführungsbereich 12 in die Durchführungsöffnung 11 geschoben werden kann, wenn der Sensor 102, 1000 über die Öffnung 7 in die Aussparung 6 geschoben wird. Damit wird das mit dem Sensor verbundenen Sensorkabel seitlich durch die Sensorkappe 3 vom Sensor 102, 1000 weggeführt.A
Dabei wird das Sensorkabel durch die Sensorkappe 3 zumindest teilweise umlaufend begrenzt, wodurch der Sensor 102, 1000 in Position gehalten wird.The sensor cable is at least partially circumferentially limited by the
Die Durchführungsöffnung 11 weist eine Verjüngung 13 gegenüber eines Durchmessers der Durchführungsöffnung 11 auf, sodass, dass ein Sensorkabel nicht unmittelbar durch den Durchführungsbereich 12 aus der Durchführungsöffnung 11 in Richtung der Öffnung 7 gleiten kann. Damit kann ein mit dem Sensorkabel verbundener Sensor 102, 1000 in der Aussparung 6 fixiert werden.The through-
Ferner weist eine Sensorkappe 3 eine weitere Öffnung 14 auf, welche die Aussparung 6 durch die Seitenfläche 9 der Sensorkappe 3 und die Bodenseite 8 der Sensorkappe 3 zumindest teilweise freilegt. Damit wird ein in der Aussparung 6 angeordneter Sensor 102, 1000 zumindest teilweise freigelegt.Furthermore, a
Der Kopfbügel 2 weist einen gekrümmten Abschnitt 16 auf, der die Achse A zumindest teilweise in der ersten Ebene umläuft. Der gekrümmte Abschnitt 16 ist vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet. Ferner weist der Kopfbügel 2 zwei etwa geradlinig verlaufende Abschnitte 17 auf, welche in der ersten Ebene verlaufen. Die zwei etwa geradlinig verlaufenden Abschnitte 17 gehen jeweils an einem ersten Ende in den gekrümmten Abschnitt 16 über und münden an einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende jeweils in einer Sensorkappe 3.The
In der Draufsicht wird ersichtlich, dass die zwei etwa geradlinig verlaufenden Abschnitte 17 ausgehend von dem jeweiligen ersten Ende in der ersten Ebene aufeinander zulaufend sind.In the plan view it can be seen that the two approximately
Anhand der Draufsicht wird ersichtlich, dass ein Abstand gemessen zwischen den Sensorkappen 3 geringer ist, als ein radialer Durchmesser des gekrümmten Bereichs 16 gemessen zwischen den ersten Enden der jeweiligen etwa geradlinig verlaufenden Abschnitten 17.From the top view it can be seen that a distance measured between the sensor caps 3 is smaller than a radial diameter of the
Dadurch wird der auf den Kopf ausgeübte Anpressdruck auf die Sensorkappen 3 bzw. auf die Sensoren 102, 1000 in den Sensorkappen 3 fokussiert.As a result, the contact pressure exerted on the head is focused on the sensor caps 3 or on the
Gezeigt wird, dass die Sensorkappe 3 eine etwa zylinderförmige Aussparung 6 aufweist, welche an einer Seite durch eine umlaufende Öffnung 7 begrenzt wird und an einer der Öffnung 7 gegenüberliegenden Seite durch eine Bodenseite 8 der Sensorkappe 3 sowie seitlich durch eine umlaufende Seitenfläche 9 der Sensorkappe 3 begrenzt wird. Die so gebildete Aussparung 6 in der Sensorkappe 3 dient zur Aufnahme eines Sensors 102, 1000.It is shown that the
Ferner weist die Sensorkappe 3 an der Bodenseite 8 eine in Richtung der Öffnung gerichtete etwa halbkugelförmige Erhebung 10 auf, welche einen Anschlag für einen Sensor 102, 1000 bildet.Furthermore, the
Wenn ein Sensor 102, 1000 mit einer Rückseite an der etwa halbkugelförmige Erhebung 10 in einem ersten Bereich anschlägt, ist ein den ersten Bereich umlaufende Bereich der Rückseite des Sensors von der Bodenseite 8 der Sensorkappe 3 beabstandet. Wenn durch den Kopf eine Druckkraft in Richtung der Bodenseite auf den Sensor 102, 1000 ausgeübt wird, kann der Sensor 102, 1000 somit seine Orientierung innerhalb der Aussparung 6 anpassen.When a
Darüber hinaus sind die Durchführungsöffnungen 11 durch die Seitenfläche 9 der Sensorkappe 3 sichtbar, welche über den Durchführungsbereich 12 in die Öffnung 7 münden.In addition, the
Der Durchführungsbereich 12 weist eine Verjüngung 13 auf. Die Verjüngung 13 wird durch gegenüberliegende Bereiche der Sensorkappe 3 gebildet, welche einen Abstand zueinander aufweisen, der geringer ist als ein Durchmesser der Durchführungsöffnung 11.The
Zur Bildung einer Verjüngung können die gegenüberliegenden seitlichen Bereiche der Sensorkappe eine Abschrägung in Richtung der Öffnung 7 aufweisen, damit das Sensorkabel beim Einführen in die Durchführungsöffnung 11 durch den Durchführungsbereich 12 leichter von der Öffnung 7 in Richtung der Durchführungsöffnung 12 in die Durchführungsöffnung 12 geführt werden kann.To form a taper, the opposite lateral areas of the sensor cap can have a bevel in the direction of the
Darüber hinaus ist eine weitere Aussparung 14 der Sensorkappe 3 erkennbar, welche die Aussparung 6 durch die Bodenseite 8 der Sensorkappe 3 und die Seitenfläche 9 der Sensorkappe 3 zumindest teilweise freilegt.In addition, a
Die Marker 15 sind etwa klammerförmig ausgebildet und können an verschiedenen Bereichen an der Garnitur 1 befestigt werden. Die Marker 15 sind dabei vorzugsweise aus dem gleichen Material, wie die Garnitur 1 ausgebildet.The
In einigen Beispielen kann ein Marker 15 an einem etwa mittigen Bereich des Nasenbügels 4 befestigt werden und mindestens zwei weitere Marker 15 können an unterschiedlichen Bereichen des Kopfbügels 2 befestigt werden. In weiteren Beispielen können die mindestens zwei Marker 15 jeweils an einer dem Kopf abgewandten Seite einer Sensorkappe 3 befestigt werden. In weiteren Beispielen können mehrere Marker 15 an unterschiedlichen Bereichen der Garnitur 1 an den Sensorkappen 3, an dem Kopfbügel 2 sowie dem Nasenbügel 4 befestigt sein.In some examples, one
Die Marker 15 sind insbesondere in einem MRT Scan des Kopfes mit aufgesetzter Garnitur 1 sichtbar, sodass die Position der Garnitur 1 und in Bezug zu Informationen über den Kopf im MRT Scan gesetzt werden können.The
Vorstehend sind Merkmale verschiedener Aspekte oder Ausführungsformen der Erfindung exemplarisch beschrieben worden, sodass Fachleute die vorliegende Erfindung besser verstehen können. Es ist jedoch klar, dass auch andere Aspekte und Ausführungsformen als die im Detail beschriebenen Gegenstand der Erfindung sein können, wobei die Erfindung durch den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche definiert ist.While features of various aspects or embodiments of the invention have been described above by way of example, so that those skilled in the art can better understand the present invention, it is to be understood that other aspects and embodiments than those described in detail may also be subject to the invention, the invention being defined by the scope of the appended claims.
Bezugszeichenverzeichnis:List of reference symbols:
- 11
- Garniturset
- 22
- KopfbügelHeadband
- 33
- SensorkappenSensor caps
- 44
- Nasenbügelnose bridge
- 55
- Endstückend piece
- 66
- Aussparungrecess
- 77
- Öffnungopening
- 88
- Bodenseitebottom side
- 99
- Seitenflächeside surface
- 1010
- ErhebungSurvey
- 1111
- DurchführungsöffnungFeed-through opening
- 1212
- DurchführungsbereichImplementation area
- 1313
- Verjüngungrejuvenation
- 1414
- Weitere ÖffnungFurther opening
- 1515
- Markermarker
- 1616
- Gekrümmter AbschnittCurved section
- 1717
- Geradliniger AbschnittStraight section
- AA
- Achseaxis
- 100100
- Baugruppemodule
- 101101
- aktive Sensorflächeactive sensor area
- 102102
- weiterer Sensoradditional sensor
- 1000, 1000-1, 1000-21000, 1000-1, 1000-2
- Kraftsensorforce sensor
- 10011001
- aktive Schichtactive layer
- 1001a1001a
- aktive Flächeactive area
- 10021002
- AufsatzEssay
- 1002a1002a
- zweite Seitenflächesecond side surface
- 1002b1002b
- erste Seitenflächefirst side surface
- 10031003
- Waferwafers
- 10041004
- erstes Substratfirst substrate
- 10051005
- Abstandhalterspacers
- 10061006
- zweite Substratsecond substrate
- 10101010
- Schaltung gegebenenfalls mit VerstärkerCircuit with amplifier if necessary
- 10201020
- DigitalwandlerDigital converter
- 10301030
- Datenverarbeitungseinheitdata processing unit
- 10401040
- Körperteilbody part
- 10501050
- Bereich eines Körperteilsarea of a body part
Claims (36)
Priority Applications (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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-
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| Publication number | Publication date |
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| IL325286A (en) | 2026-02-01 |
| CN121368713A (en) | 2026-01-20 |
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