专利名称：用于早期溃疡检测的sem扫描器感测设备、系统和方法
技术领域：
本发明一般地涉及监视皮肤压迫性溃疡，更具体地，涉及通过次表皮水分(SEM)的测量来进行皮肤溃疡监视。
背景技术：
患者皮肤完整度长久以来已经是护士或者私人护理院中关注的问题。皮肤完整度的维持已经被美国护士联盟确定为高质量护理看护的重要指标。同时，压迫性溃疡仍然是主要的健康问题，特别是对于住院的老年人。当考虑年龄以及其他危险因素时，压迫性溃疡的发生显著增加。住院患者的总体压迫性溃疡发生率范围在2. 7%到29. 5%，并且对于重症监护设置中的患者而言已经报告比率超过50%。在对从具有选定症状的急性护理医院出院的1803位老年人的多中心队列回顾性研究中，13. 2% (即164位患者)表现出发生阶段I溃疡。在那164位患者中，38位(16%)具有已经发展到更高阶段的溃疡。附加地，压迫性溃疡已经与出院一年后上升的死亡风险相关联。根据严重性，治疗压迫性溃疡的估计费用对于每个溃疡而言范围在$5，000到$40，000。因此，急需开发一种预防性解决方案来测量皮肤的水分含量，作为检测溃疡发展的早期症状的手段。
发明内容
本发明的一个方面是一种符合智能紧凑电容式感测手持设备，配置用于测量次表皮水分(SEM)，作为检测和监视压迫性溃疡发展的手段。该设备通过无电池RF供电芯片来集成电极阵列，这些电极被激励从而以可编程和多路复用的方式来测量和扫描SEM。该扫描操作由询问器发起，该询问器激励嵌入在该设备中的线圈并且提供所需的能量突发以支持扫描/读取操作。每个嵌入的电极测量对应变且表示目标区域的水分含量的等效次表皮电容。本发明的一个方面是使用无线、生物相容性RF供电的电容式感测系统(成为智能SEM成像器)来就地感测和监视皮肤或伤口或溃疡的发展状态。通过使得能够早期检测溃疡形成或者长期没有被检测到的炎症性压迫(其具有较高的感染风险以及向较高阶段溃疡发展的风险)，本发明使得能够实现智能预防性测量。 在一个有益的实施方式中，手持电容式感测成像器设备将压力感测组件与感测电极结合起来，以监视每个电极上应用的压力水平，从而确保精确的伤口或皮肤电容测量，以对水分含量进行表征。总体而言，这样的实施方式将支持新的能力，包括但不限于1)测量能力，例如通过电极几何形状和电介质确定的SEM成像和SEM深度成像，以及2)信号处理和模式识别，其具有自动和确定的采用压力成像的配准以及自动确保使用提供使用跟踪的软件系统。该传感器增强型范例的一个主要含义在于，能够更好地管理每个单独患者，从而在医院甚至私人护理院中产生更及时和更高效的实践。这可应用于具有慢性伤口历史、糖尿病足溃疡、压迫性溃疡或者术后伤口的患者。此外，信号内容的改变可以与患者的活动性水平、患者身体位置以及症状的标准化评估结合起来。通过将在这些患者中收集的数据保持在信号数据库中，可以开发出模式分类、搜索以及模式匹配算法，从而能够更好地将症状与皮肤特征和溃疡发展中的改变映射起来。这种方法不限于具体的溃疡或伤口状况，而是可以在所有形式的伤口管理甚至是皮肤病或治疗中具有宽广的应用。一个方面是一种用于从患者皮肤的外部位置感测次表皮水分(SEM)的设备。该设备包括嵌入在柔性基底上的双极RF传感器，以及布置在该基底附近以及下面的适形压板，其中该适形压板配置用于支撑该柔性基底，同时允许该柔性基底符合患者皮肤的非平面感测表面。该设备进一步包括耦合到所述传感器的接口电路；其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收以询问患者皮肤。另一方面是一种用于监视患者皮肤目标位置处的压迫性溃疡的形成的方法。该方法包括步骤将柔性基底定位在患者皮肤的目标位置附近；该柔性基底包括一个或多个双极RF传感器；使得柔性基底符合目标位置处的患者皮肤；激励一个或多个双极RF传感器以向患者皮肤发射进RF能量；以及，测量目标位置处的皮肤的电容，作为目标位置处次表皮水分(SEM)的指标。本发明的其他方面将在说明书的下列部分中进行阐述，其中详细描述的目的在于完全地公开本发明的优选实施方式，而不对其进行限制。
通过参考仅作为示例目的的附图，将对本发明有更全面的理解图I图示了本发明的SEM扫描器的组装透视组件视图；图2图示了本发明的基于Kapton的适形感测基底组件的透视图；图3示出了根据本发明的示例性同轴感测电极的俯视图；图4图示了图2所示的基于Kapton的适形感测基底的柔性堆叠的侧视图；图5图示了基于Kapton的适形感测基底的备选柔性堆叠的侧视图6示出了用于三个备选类型的电容式感测同轴电极的双电极感测基于Kapton的柔性传感器基底的俯视图；图7图示了图I的SEM扫描器的剖视透视组件视图；图8图示了图I的SEM扫描器的示意性侧视图；图9图示了与目标皮肤接触的图8的SEM扫描器的示意性侧视图；图10图示了根据本发明的具有备选传感器阵列的组装SEM扫描器的透视图；图11是本发明的受测电极的归一化响应的绘图；图12是针对三个不同同轴传感器电极的干燥手掌手臂的所测等同电容的示图；
图13是相对于针对三个不同同轴传感器电极的干燥皮肤，(在应用洗手液30分钟之后)电容中的时间相关的微变的示图；图14是相对于针对三个不同同轴传感器电极的干燥皮肤，(在应用洗手液15分钟之后)电容中的时间相关的微变的示图；图15是微变相对于时间的不图；图16示出了 SEM扫描器电极系统以及提供适当的干扰屏蔽的电极层；图17示出了用于开发为支持骨骼突出的探测的电极的SEM扫描器力顺。
具体实施例方式在一个示例性实施方式中，根据本发明的智能手持电容式感测设备采用可编程的感测电极阵列。这基于采用询问器来激励嵌入的电极的方法。图I图示了根据本发明的SEM扫描/感测设备10。扫描器10包括五个主组件，包括顶部硅边缘密封圈18，其包绕着基于Kapton的感测基底16，该感测基底16位于适形硅压板12上。厚的环形硅间隔件20设置在压板之下以为压板提供形变的空间。底层包括接口电子组件外壳22，其容纳用于询问和传送数据以进行评估的接口电路。这五个主组件在下面进行进一步描述。在图I所示的实施方式中，各个RF电极传感器24和26的阵列14嵌入在柔性生物相容性基底16上。基底16可以包括层压的Kapton (聚酰亚胺)柔性芯片。图2图示了 Kapton传感器基底16a的一个实施方式，其包括不同尺寸的同轴感测电极的阵列14。柔性生物相容性聚酰亚胺或Kapton (卡普顿)基底32包括感测板层14和15，其在一面上涂覆有聚酰亚胺(例如CA335)的超薄覆盖层，从而将板电极14、15从直接的水分接触隔离开来，并且还提供均一的接触表面。在图2中，以不同尺寸(例如24、26和29)示出了样本电容式感测电极14，其被操纵用于达到和感测不同深度处的皮肤。感测电极14可以包括任意数量的不同形状和配置，例如同轴环阵列14，或者传感器15的交错指状物。图3图示了根据本发明的同轴感测板26的特写俯视图。板26包括双极配置，其具有第一电极36，该第一电极具有设置在第二内部环形电极38周围的外部环形圆环。外部圆环电极36具有外部直径Dtl和内部直径Di,该内部直径Di大于环形内部电极38的直径D。，从而形成环形间隙40。内部圆环电极38和外部环形电极36电耦合到接口电子组件22中的接口电路。如在图4和图5中更详细地示出，电极36和38设置在基底组件16中的单独层上。
传感器板24、26的尺寸通常对应于对患者真皮的询问深度。相应地，较大直径的板(例如板26或29)将比较小的板穿入到更深的皮肤中。期望的深度可以根据被扫描的身体区域、或患者的年龄、皮肤解剖学或者其他特征来进行改变。因此，SEM扫描器10可以包括不同大小的板的阵列(例如如图I所示的小板24和中等尺寸的板26)，每个板单独地耦合到接口电子组件22。图4图示了针对基于Kapton的基底组件16的柔性堆叠的侧视图，其中使用薄的粘合层42在铜层44与46之间附接Kapton层32，所有的这些都设置在顶部覆盖件30和底部覆盖件48之间。加固件50设置在底部覆盖件48之下，直接定位在感测板的铜层46之下。加固件50形成基底中定位有感测板阵列14、连接器(例如如图6所示的连接器66、76或86)的刚性部分，从而这些区域不形变，而基底的其余部分自由形变。顶部铜层44用于刻蚀出电极阵列44以及到连接器的对应铜线布线34。底部铜层46优选地包括十字形接地平面以将电极阵列14从不期望的电磁干扰中屏蔽开来。在一个实施方式中,柔性基底16组件包括来自杜邦的PyraluxFR材料。在一个示
例性配置中，大约5mil厚度的FR9150R双面Pyralux FR铜叠压板用作Kapton基底。顶部覆盖件30包括Pyralux 5mil FR0150，并且底部覆盖件48包括Imil FROlIOPyralux。顶部FR0150覆盖件30的厚度是重要的参数，因为其影响着感测电极测量皮肤水分含量的灵敏度。铜层44，46通常为1.4mil厚，而粘合层42通常为Imil厚。加固件50如图4所示，厚度大约为31mil。图5示出了针对基于Kapton的基底120的优选备选柔性堆叠的侧视图，其中使用薄的粘合层42 (Imil)在I. 4mil的铜层44与46之间附接18mil的Kapton层122,所有的这些都设置在2mil的顶部覆盖件30和Imil的底部覆盖件48之间。加固件50设置在底部覆盖件48之下，直接定位在感测板的铜层46之下。31mil的FR4加固件126在感测器板阵列14、连接器66和接口 34之下形成基底的刚性部分。2mil的PSA粘合层124使用在底部覆盖件48和加固件126。组件120的分层配置成提供合适的干扰屏蔽。图6示出了三个单独和相邻设置的同轴双极电极感测基于Kapton的柔性板60、70和80的俯视图，该柔性板60、70和80具有不同尺寸的电容式感测同轴电极。板60包括基底，该基底具有两个大的同轴电极62，其经由连接器34通过基底64连线到引线输入66。板70包括基底，该基底具有两个中等同轴电极72，其通过基底74连线到引线输入76。板80包括基底，该基底具有两个小的同轴电极82，其通过基底84连线到弓I线输入86。如图6所示的配置被优化用于切割/制造并且还用于避免数据线和传感器之间的干扰。每个双极电极板被单独地连线到电子组件22以允许独立的询问、激励和数据检索。图7图示了 SEM扫描器10的分解透视组件视图。硅边缘密封圈18被应用到Kapton传感器基底组件16上，以密封和屏蔽边缘接口连接器，通过该边缘接口连接器，接口电子组件22激励和控制感测电极阵列14。Kapton传感器基底组件16位于适形硅压板12上，其提供支撑和适形性，从而使得能够对身体曲线和骨骼突出进行测量。在一个有益的实施方式中，压力传感器11可以嵌入在每个感测电极24、26之下(例如在未示出的相同阵列中)，夹在Kapton传感器基底26和适形硅压板28之间，以测量在每个电极处施加的压力，由此确保均匀压力和精确的电容感测。引线接入孔隙28提供将连接器线(未示出)从基底连接器(例如66、76、86)通过压板12、环形间隔件20布线到接口电子电路22的通道。环形硅间隔件20包括中央开口 27，其在适形 硅压板12与接口电子组件22之间提供所需的间隔，从而允许压板12和柔性基底以非平面的形式适形以在身体曲线和骨骼突出上执行测量。在一个实施方式中，接口电子组件22通过有线线路USB连接器56连接到日志记录单兀或其他电子设备(未不出)。接口电子组件22优选地包括外壳，其包括需要激励、编程和控制感测操作并管理日志记录的数据的所有电路(未示出)。电子组件22还可以包括蓝牙或其他无线通信能力，以允许将感测数据传送到计算机或其他远程设备。除了实时的蓝牙传送之外，还可以考虑坞站式数据传送。可以使用网关设备(未示出)来与SEM设备10进行通信，并且在上传到计算机或后台服务器之前进行数据格式化。图8是常规配置下SEM扫描器10的示意侧视图，其示出了 Kapton基底16上的边缘圈18以及引线接入孔隙28，其提供了通过环形间隔件20以及适形板12到电子电路22的接入。图9图示了与目标对象25接触的SEM扫描器10的示意性侧视图。环形硅间隔件20为适形硅板12提供足够的空间以适形于目标表面25。该适形硅板12支持基底16与患者皮肤25之间的持续接触，从而将基底16与患者皮肤25之间可能导致患者骨骼不恰当读数的间隙最小化。嵌入在基底16中的电极阵列14示出为通过将RF信号或能量的发射引导到皮肤内并且接收信号，并且相应地读取反射信号来询问真皮组织25。询问器或电子组件22通过提供所需的能量突发来激励电极线圈14，从而支持对组织进行的扫描/读取。每个嵌入式电极14测量与目标皮肤25的水分含量向对应的等效次表皮电容。尽管构想了其他能量形态(例如超声波，微波等)，但由于RF在SEM扫描方面的解析度，RF通常是优选的。图10图示了组装的SEM扫描器10的透视图，该组装的SEM扫描器10具有替换的基底16b，该基底16b具有分散在基底16b内的十个传感器的阵列14。该较大的阵列14对对象骨骼提供较大的扫描区域，从而在一个图像中提供目标骨骼的完整图片，而不必生成扫描动作。可以理解的是，阵列14可以包括任何数量的单独传感器，并且可以以各种模式来布设。SEM扫描器10使用多种不同尺寸和类型的传感器26进行了评估。表I示出了在整个下面的测量中使用的电极几何形状。如图I所示，外部环形电极直径Dtl从针对XXS板的5mm改变到针对大型板的55mm。外部环形电极内径Di从针对XXS板的4mm改变到针对大型板的40mm。内部电极直径D。从针对XXS板的2mm到针对大型版的7mm。可以理解的是，电极的实际尺寸可以与这些实验中示出的范围有所不同。例如，接触点直径的范围可以从5mm到30mm,并且优选地范围从IOmm到20mm。为了测量表I中列出的每个传感器尺寸的属性，使用Kapton和刚性板来制造传感器。在通过刚性传感器板的测试中，将洗涤剂连续15分钟应用到拇指上。图11是本发明的受测电极的归一化响应的示图。四个传感器(XXS，XS，S，M)的归一化响应在图11和表2中进行比较。可以从图11和表2中看出，S电极看起来总体上对于水分存在最具响应。M和S电极看起来展示峰值。这意味着被吸收到皮肤中的水分的深度依赖性，因为在S电极的峰值之后大约5分钟出现了 M电极的衰减。SEM扫描器10还在内臂上进行了测试。电阻性压力传感器(例如如图7所示的传感器11)也被用于测量在传感器上施加到手臂上的压力。通过这种方式，在测量过程中施加了恒定的压力。首先，使用xs、S和M电极测量的干燥的内臂。然后，使用条带对该同一区域做屏蔽，并且在该区域应用了 30分钟的润肤洗液。在清除表面之后，在同一位置进行后续的测量。图12是在应用商业润肤洗液之前针对三个不同大小(M，S，XS)的同轴传感器电极的干燥手掌手臂的所测等同电容的图示。图13是相对于针对三个不同同轴传感器电极的干燥皮肤,(在应用洗手液30分钟之后)电容中的时间相关的微变的示图。
图14是相对于针对两个对象上的三个不同同轴传感器电极的干燥皮肤，(在应用洗手液15分钟之后)电容中的时间相关的微变的示图。该实验仅在两个测试对象的前臂上以较快的采用间隔和应用了 15分钟的洗液来执行。而且，使用电阻性压力传感器来测量在传感器上应用到手臂的压力。通过这种方式，在测量过程中施加了恒定的压力。首先，使用XS、S和M电极测量干燥的内臂。然后，使用条带对该同一区域屏蔽，并且在该区域应用了15分钟的润肤洗液。后续的测量在同一位置每隔5分钟来进行。压力保持在50k欧姆，并且再次测量前臂。相比于情况“A”并且相比于之前的测量，对于情况“F”我们注意到有趣的现象。在情况“F”，刚好在测量之前进行了沐浴，因此，其皮肤的水分相对饱和。结果，对于情况“F”而言，我们观察到对应用的深度润肤液较低程度的敏感性。对于情况“F”，已知对象在测试之前并未进行晨间沐�。俅我�3分钟的时间解析度来执行实验。洗液施加到内在前臂15分钟。压力保持在50k欧姆。该结果确认了测量对残余皮肤水分的敏感性。图15是对于M、S和XS电极的微变相对于时间的结果的不图。图16不出了层叠式SEM扫描器电极系统100的优选实施方式,该系统100具有第一电极板102和第二电极板104。板104通过布线34沿着曲线路径112连接到引线输入116。板102经由布线34沿着曲线路径106连接到引线输入110。加固件层(例如图5中的层126)直接提供在引线输入110和116之下(分别参见封装108和114)，并且在板102和104之下(分别参见封装122和120)。在该实施方式中，电极尺寸大约为2300mil宽，3910mil高。图17示出了用于系统100的电极的SEM扫描器机械顺从性(力位移关系)，开发成使得能够探测骨骼突出。菱形符号示出了上电极104响应，方形符号示出了下电极102响应。SEM扫描器设备10还可以包括其他工具，例如相机(未示出)，其可以用于对伤口照相，或者开发扫描系统以扫描条形码，作为登录机制或询问器。使用SEM扫描器设备10的患者可以佩戴包含与患者ID相关的数据的手镯(未示出)。该ID可以被嵌入在SEM扫描器10中的相机来扫描，以确认正确的患者ID对应关系。可替换地，可以使用单独的RF扫描器(未示出)来询问手镯(除了相机之外)。SEM扫描器设备10优选地被人体工程学塑形，以便促进将设备正确地放置在期望的身体位置上。本发明的SEM扫描器设备10能够生成物理的、绝对的测量值，并且可以产生多个深度处的测量。从前文中，可以理解的是，本发明可以是多种方式来体现，包括但不限于I. 一种用于从患者皮肤外部的位置感测次表皮水分的设备，包括嵌入在柔性基底上的双极RF传感器；设置在所述基底下方和邻近处的适形压板；其中所述适形压板配置用于支撑所述柔性基底，同时允许所述柔性基底适形于所述患者皮肤的非平面感测表面；以及耦合到所述传感器的接口电路；其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收以询问所述患者皮肤。2.实施例I的设备，进一步包括在所述适形压板下方和邻近处的环形间隔件；其中所述环形间隔件包括中央开口，配置用于允许所述适形压板自由地偏转进所述中央开 □。3.实施例I的设备，进一步包括跨柔性基底间隔的双极RF传感器的阵列；其中每个所述传感器独立地耦合到所述接口电路以独立地询问所述患者皮肤。4.实施例3的设备，其中每个所述传感器配置用于测量目标皮肤区域的等效次表皮电容；所述次表皮电容对应于所述目标皮肤区域的水分含量。5.实施例4的设备，其中所述传感器的阵列包括具有第一接触区域的第一传感器和具有大于第一传感器的第二接触区域的第二传感器；其中所述第一和第二传感器询问不同深度处的所述皮肤。6.实施例4的设备，其中所述基底包括包含基底层的基底组件；并且其中所述传感器包括感测板，所述感测板具有嵌入在该基底的第一侧上的第一电极和嵌入在所述基底的第二侧上的第二电极。7.实施例6的设备，进一步包括设置在所述基底层的所述第一侧上的生物相容性
覆盖层。8.实施例6的设备，进一步包括设置在所述基底层的所述第二侧下的覆盖层。9.实施例6的设备，进一步包括设置在所述基底层的所述第二侧下的加固件层；其中所述加固件层包括基本上与所述传感器阵列的封装相似的封装。10.实施例6的设备，其中所述第一电极包括具有内半径和外半径的环形圈；其中所述第二电极包括具有外半径小于所述第一电极的内半径的外半径；并且其中所述第二电极与所述第一半径同轴。11.实施例I的设备，其中所述接口电路配置用于传送从所述传感器取回的数据。12.实施例4的设备，进一步包括与所述RF传感器对准定位的压力传感器；所述压力传感器配置用于测量基底在患者皮肤位置处施加的压力。13.实施例I的设备，其中所述柔性基底包括Kapton或聚酰亚胺。14. 一种用于从患者皮肤外部位置感测次表皮水分的扫描器，包括嵌入在柔性基底上的双极RF传感器的阵列；设置在所述基底下方和邻近处的适形压板；其中所述适形压板配置用于支撑所述柔性基底，同时允许所述柔性基底适形于所述患者皮肤的非平面感测表面；其中所述传感器阵列配置用于发射和接收RF能量以询问患者皮肤；并且其中每个所述传感器独立地单独地布线，以独立地询问所述患者皮肤。
15.实施例14的扫描器，进一步包括耦合到所述传感器的接口电路；其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收。16.实施例14的扫描器，进一步包括在所述适形压板下方和邻近处的环形间隔件；其中所述环形间隔件包括中央开口，配置用于允许所述适形压板自由地偏转进所述中央开口。17.实施例14的扫描器，其中每个所述传感器配置用于测量目标皮肤区域的等效次表皮电容；所述次表皮电容对应于所述目标皮肤区域的水分含量。18.实施例14的扫描器，其中所述传感器的阵列包括具有第一接触区域的第一传感器和具有大于第一传感器的第二接触区域的第二传感器；其中所述第一和第二传感器询问不同深度处的所述皮肤。19.实施例14的扫描器，其中每个传感器包括环形圈形式的第一电极，所述环形圈具有内半径和外半径；以及第二电极，该第二电极包括具有比第一电极小的直径的外半径，并且其中所述第二电极与所述第一半径同轴。20.实施例19的扫描器，其中所述基底包括包含基底层的基底组件；并且其中所述第一电极嵌入在所述基底的第一侧上并且第二电极嵌入在所述基底的第二侧上。21.实施例20的扫描器，进一步包括设置在所述基底层的所述第一侧上的上生物相容性覆盖层，以及设置在所述基底层的所述第二侧下的下覆盖层。22.实施例20的扫描器，进一步包括设置在所述基底层的第二侧下的加固件层；其中所述加固件层包括基本上与所述传感器阵列的封装相似的封装。·
23.实施例14的扫描器，进一步包括，与所述RF传感器对准定位的压力传感器的阵列；所述压力传感器配置用于测量基底在患者皮肤的相应位置处施加的压力。24. 一种用于监视患者皮肤的目标位置处的压迫性溃疡形成的方法，包括将柔性基底定位在所述患者皮肤的目标位置附近；所述柔性基底包括一个或多个双极RF传感器；使得所述柔性基底适形于所述目标位置处的患者皮肤；激励所述一个或多个双极RF传感器以向所述患者皮肤内发射RF能量；以及，测量所述目标位置处的皮肤的电容，作为所述目标位置处的次表皮水分(SEM)的指标。25.实施例24的方法，其中所述一个或多个传感器包括跨所述基底设置的传感器阵列；并且其中所述一个或多个传感器被单独地控制以独立地激励所述一个或多个传感器。26.实施例24的方法，进一步包括测量基底在患者皮肤的目标位置处施加的压力。27.实施例25的方法，进一步包括测量基底在所述阵列中的每个传感器处的患者皮肤上施加的压力。尽管以上描述包含了很多细节，但这些不应当被理解为对本发明的范围构成限制，而是仅仅提供对本发明当前优选实施方式的示意。因此，需要理解的是，本发明的范围完全涵盖了对于本领域技术人员显而易见的其他实施方式，并且本发明的范围相应地不受到权利要求之外任何内容的限制，其中除非另行指出，否则单数的元素并不意图意味着“一个和仅一个”，而是意味着“一个或多个”。与上述优选实施方式等同并且对于本领域技术人员已知的所有结构、化学和功能在此通过参考引入，并且旨在于包含在本发明权利要求中。此外，对于设备或方法而言，无需针对本发明期望解决的每一或每个问题，对于其而言将包含在本发明的权利要求中。此外，本公开中的元件、组件或者方法步骤不旨在于对于公众是专用的，而不管所述元件、组件或方法步骤是否在权利要求中明确引用。这里的权利要求元素并不被理解为处于35. U. S. C. 112第6段下，除非该元素明确地使用短语“用于…的装置”来表述。表I
权利要求
1.一种用于从患者皮肤外部的位置感测次表皮水分的设备，包括 嵌入在柔性基底上的双极RF传感器； 设置在所述基底下方和邻近处的适形压板； 其中所述适形压板配置用于支撑所述柔性基底，同时允许所述柔性基底适形于所述患者皮肤的非平面感测表面；以及耦合到所述传感器的接口电路； 其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收以询问所述患者皮肤。
2.根据权利要求I所述的设备，进一步包括 在所述适形压板下方和邻近处的环形间隔件；其中 所述环形间隔件包括中央开口，配置用于允许所述适形压板自由地偏转进所述中央开□。
3.根据权利要求I所述的设备，进一步包括 跨柔性基底间隔的双极RF传感器的阵列； 其中每个所述传感器独立地耦合到所述接口电路以独立地询问所述患者皮肤。
4.根据权利要求3所述的设备， 其中每个所述传感器配置用于测量目标皮肤区域的等效次表皮电容； 所述次表皮电容对应于所述目标皮肤区域的水分含量。
5.根据权利要求4所述的设备， 其中所述传感器的阵列包括具有第一接触区域的第一传感器和具有大于第一传感器的第二接触区域的第二传感器；以及 其中所述第一和第二传感器询问不同深度处的所述皮肤。
6.根据权利要求4所述的设备， 其中所述基底包括包含基底层的基底组件；并且 其中所述传感器包括感测板，所述感测板具有嵌入在该基底的第一侧上的第一电极和嵌入在所述基底的第二侧上的第二电极。
7.根据权利要求6所述的设备，进一步包括设置在所述基底层的所述第一侧上的生物相容性覆盖层。
8.根据权利要求6所述的设备，进一步包括设置在所述基底层的所述第二侧下的覆盖层。
9.根据权利要求6所述的设备，进一步包括 设置在所述基底层的所述第二侧下的加固件层； 其中所述加固件层包括基本上与所述传感器阵列的封装相似的封装。
10.根据权利要求6所述的设备， 其中所述第一电极包括具有内半径和外半径的环形圈； 其中所述第二电极包括具有外半径小于所述第一电极的内半径的外半径；并且 其中所述第二电极与所述第一半径同轴。
11.根据权利要求I所述的设备，其中所述接口电路配置用于传送从所述传感器取回的数据。
12.根据权利要求4所述的设备，进一步包括与所述RF传感器对准定位的压力传感器； 所述压力传感器配置用于测量基底在患者皮肤位置处施加的压力。
13.根据权利要求I所述的设备，其中所述柔性基底包括Kapton或聚酰亚胺。
14.一种用于从患者皮肤外部位置感测次表皮水分的扫描器，包括 嵌入在柔性基底上的双极RF传感器的阵列；以及 设置在所述基底下方和邻近处的适形压板； 其中所述适形压板配置用于支撑所述柔性基底，同时允许所述柔性基底适形于所述患者皮肤的非平面感测表面； 其中所述传感器阵列配置用于发射和接收RF能量以询问患者皮肤；以及 其中每个所述传感器独立地单独地布线，以独立地询问所述患者皮肤。
15.根据权利要求14所述的扫描器，进一步包括 耦合到所述传感器的接口电路； 其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收。
16.根据权利要求14所述的扫描器，进一步包括 在所述适形压板下方和邻近处的环形间隔件； 其中所述环形间隔件包括中央开口，配置用于允许所述适形压板自由地偏转进所述中央开口。
17.根据权利要求14所述的扫描器， 其中每个所述传感器配置用于测量目标皮肤区域的等效次表皮电容； 所述次表皮电容对应于所述目标皮肤区域的水分含量。
18.根据权利要求14所述的扫描器， 其中所述传感器的阵列包括具有第一接触区域的第一传感器和具有大于第一传感器的第二接触区域的第二传感器；并且 其中所述第一和第二传感器询问不同深度处的所述皮肤。
19.根据权利要求14所述的扫描器， 其中每个传感器包括环形圈形式的第一电极，所述环形圈具有内半径和外半径；以及第二电极，该第二电极包括具有比第一电极小的直径的外半径；并且其中所述第二电极与所述第一半径同轴。
20.根据权利要求19所述的扫描器， 其中所述基底包括包含基底层的基底组件；并且 其中所述第一电极嵌入在所述基底的第一侧上并且所述第二电极嵌入在所述基底的第二侧上。
21.根据权利要求20所述的扫描器，进一步包括 设置在所述基底层的所述第一侧上的上生物相容性覆盖层，以及设置在所述基底层的所述第二侧下的下覆盖层。
22.根据权利要求20所述的扫描器，进一步包括 设置在所述基底层的所述第二侧下的加固件层； 其中所述加固件层包括基本上与所述传感器阵列的封装相似的封装。
23.根据权利要求14所述的扫描器，进一步包括，与所述RF传感器对准定位的压力传感器的阵列；所述压力传感器配置用于测量基底在患者皮肤的相应位置处施加的压力。
24.一种用于监视患者皮肤的目标位置处的压迫性溃疡形成的方法，包括将柔性基底定位在所述患者皮肤的目标位置附近；所述柔性基底包括一个或多个双极RF传感器；使得所述柔性基底适形于所述目标位置处的患者皮肤；激励所述一个或多个双极RF传感器以向所述患者皮肤内发射RF能量；以及测量所述目标位置处的皮肤的电容，作为所述目标位置处的次表皮水分(SEM)的指标。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述一个或多个传感器包括跨所述基底设置的传感器阵列；并且其中所述一个或多个传感器被单独地控制以独立地激励所述一个或多个传感器。
26.根据权利要求24所述的方法，进一步包括测量基底在患者皮肤的目标位置处施加的压力。
27.根据权利要求25所述的方法，进一步包括测量基底在所述阵列中的每个所述传感器处的患者皮肤上施加的压力。
全文摘要
一种符合电容式感测手持设备，配置用于测量次表皮水分(SEM)，作为检测和监视压迫性溃疡发展的手段。该设备通过无电池RF供电芯片来集成电极阵列，这些电极被激励从而以可编程和多路复用的方式来测量和扫描SEM。该扫描操作由询问器发起，该询问器激励嵌入在该设备中的线圈并且提供所需的能量突发以支持扫描/读取操作。每个电极测量对应且表示水分含量的等效次表皮电容。
文档编号G01N27/22GK102933958SQ201180027702
公开日2013年2月13日 申请日期2011年5月6日 优先权日2010年5月8日
发明者马基德·萨拉泽德, 威廉姆·凯萨, 阿里雷萨·麦娜, 芭芭拉·巴特斯·詹森, 弗兰克·王, 杨·兰姆, 迈克尔·弗莱什, 约瑟夫·博雅斯卡特 申请人:加利福尼亚大学董事会, 布鲁恩生物有限责任公司
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