Oblast techniky

Elektroda, určená k přesnému měření elektrického odporu, impedance a kapacity kožního povrchu, využitelná především v akupunkturni diagnostice.

Dosavadní stav techniky

Stanovení velikosti přechodového odporu je v elektrokardiografii či elektroencefalografii otázkou verifikace dosažené maximální možné vodivosti kůže. Pro jeho měření, vzhledem k tolerované nepřesnosti, postačuje jednoduchá polarizovatelná kovová elektroda. V 15 akupunkturni diagnostice, reprezentované např. elektroakupunktumí Vollovou metodou, však vzniká nutnost přesného měření elektrického odporu či impedance, zejména nad akupunktumími body distálních článků končetin. Za tímto účelem se používá tužkových kovových elektrod nejrůznějších materiálů, tvarů a velikostí. Jejich společnou nevýhodou je nereprodukovatelnost naměřených údajů, která je důsledkem variabilního přítlaku elektrody. Zdokonalené elektrody 20 využívají k docílení konstantního přítlaku princip mechanického odpružení, ale neřeší problém jejího sklonu nebo pohybu. Problém přesné defmovatelnosti styčné plochy a definovaného přítlaku v každé její části a jejich časové neměnnosti se plně vztahuje na všechny typy pevných elektrod, nehledě na jejich konstrukci, velikost nebo způsob aplikace. Tím je vymezeno jejich použití pouze pro jednoduchou detekci akupunkturních bodů, ale ke kvantitativnímu měření 25 impedance se tyto elektrody nehodí.

Podstata vynálezu

Elektrolytová elektroda řeší problém přítlaku ke kožnímu povrchu i problém manipulace s ní. Základem je tenký prstenec z elektricky nevodivého materiálu (tzv. vnitřní izolační prstenec), jehož vnitřní průměr definuje konstantní velikost styčné plochy elektrolytové elektrody. Do jeho vnitřku zasahuje podélně orientovaná dutá jehlová elektroda z polarizovatelného materiálu (např. stříbro převrstvené AgCl). Její hrot však nezasahuje až k okraji vnitřního izolačního prstence, 35 takže mezi ústím duté jehlové elektrody a volným okrajem prstence, jenž se přikládá na kůži, zbývá určitá vzdálenost. Tato vzdálenost definuje výšku elektrolytového sloupce, zatímco jeho průřez je určen vnitřním průměrem vnitřního izolačního prstence. Dutá jehlová elektroda plní současně funkci dávkovače, protože její lumen je spojeno s injektorem elektrolytu, i vlastní funkci elektrody, protože přes elektrolyt zprostředkovává kontakt s kůží. Elektrolyt je viskózním 40 vodným roztokem, např. karboxymethylcelulózy a NaCl.

Po těsném přiložení elektrolytové elektrody na měřený povrch kůže se provede instalace elektrolytu, jehož množství je přibližně určeno objemem vymezeným vnitřním izolačním prstencem. Elektrolyt se dostane do přímého styku s kůží v rozsahu vnitřního průměru vnitřního 45 izolačního prstence a postupně zaplní jeho prostor až na úroveň duté jehlové elektrody.

Impedance elektrolytové elektrody závisí pouze na objem elektrolytu pod dutou jehlovou elektrodou a na jeho styčné ploše s kůží, přičemž případné malé přeplnění náplně nevede k ovlivnění jejích elektrických vlastností. Objem kapaliny nad hrotem duté jehlové elektrody totiž impedanci elektrolytové elektrody neovlivňuje z důvodu nízkého přechodového odporu 50 mezi kovem duté jehlové elektrody a elektrolytem. Přítlak elektrolytové elektrody je určen součtem hydrostatickéko tlaku elektrolytového sloupce, jenž je v podstatě pro svou velikost zanedbatelný, a atmosférického tlaku, jenž je přenesen do prostoru nad elektrolytem z vnějšího prostředí. Kolmý tlak na elektrolytovou elektrodu vyvinutý vyšetřující osobou se přenáší na okolní kůži pouze okrajem prstence, přičemž se neovlivní přítlak na měřený kožní povrch,

- 1 CZ 290783 B6 protože ten je pod vlivem atmosférického tlaku. Variabilní přítlak na elektrolytovou elektrodu tak neovlivní výsledek vlastního měření. Propagace tlaku prstence na měřený povrch kůže směrem do jeho centra je minimální v důsledku velké pružnosti kůže.

Manipulace s elektrodou však může měření znehodnotit z důvodu úniku elektrolytu z prostoru vnitřního izolačního prstence způsobeného roztěrem při pohybu elektrodou ve směru rovnoběžném s kožním povrchem nebo pouhým nakloněním elektrody, kdy v některé části obvodu prstenec dostatečně netěsní a elektrolyt volně vytéká. V obou případech by došlo k arteficiálnímu zvětšení měřicí styčné plochy a tím k porušení konstantnosti přechodové 10 impedance celé elektrody.

Uvedený nedostatek řeší kontrolní systém, který umožní tento artefakt včas zjistit. Spočívá ve vnějším elektricky vodivém prstenci nasazeném na vnitřní izolační prstenec. Oba prstence se přitom dotýkají povrchu kůže. Vnější vodivý prstenec je elektricky spojen s kontrolním 15 obvodem, jehož druhým vstupem je dutá jehlová elektroda. Dojde-li k náhodnému úniku, elektrolyt zkratuje dutou jehlovou elektrodu s vnějším vodivým prstencem, čímž dojde k sepnutí kontrolního obvodu a informování obsluhy o znehodnoceném měření. Pravděpodobnost záchytu arteficiálního roztěru je závislá na tloušťce vnitřního izolačního prstence. Roztěr je zjistitelný až v okamžiku, kdy elektrolyt překoná zónu kožního povrchu, definovanou tloušťkou vnitřního 20 prstence. Čím je tenčí, tím je přesnost záchytu vyšší, neboť je umožněna detekce menšího roztěru. Vyšší viskozita elektrolytu napomáhá k jeho přilnavosti na vnitřním izolačním prstenci, což potlačuje spontánní únik kapaliny při náklonu elektrolytové elektrody nebo při jejím přenesení na jiné měřené místo.

Přehled obrázků na výkrese

Obr. 1 zobrazuje detail naplněné elektrolytové elektrody při správném kontaktu s kůží. Obr. 2 stejný detail po náklonu elektrolytové elektrody s únikem elektrolytu a následným elektrickým 30 spojením duté jehlové elektrody s vnějším vodivým prstencem. Silné šipky zobrazují přítlak elektrolytové elektrody vyvolaný přiložením vyšetřující osobou, přerušovaná šipka zobrazuje atmosférický tlak na sloupec kapaliny uvnitř elektrolytové elektrody. Obr. 3 schematicky znázorňuje dvojí funkční režim elektrolytové elektrody: a) při propojení do měřicího obvodu se prostřednictvím kůže uzavírá okruh mezi dutou jehlovou a referenční elektrodou; b) při 35 propojení do kontrolního obvodu se v případě uniklého elektrolytu uzavře okruh mezi dutou jehlovou elektrodou a vnějším vodivým prstencem. Obr. 4 představuje konkrétní příklad realizované elektrolytové elektrody.

Příklad provedení vynálezu

Elektrolytová elektroda dle obr. 1 až 4 sestává z vnitřního izolačního prstence 2 o vnitřním průměru 4 mm a k němu těsně přimknutého vnějšího elektricky vodivého prstence 3, jenž je spojen se kontrolním obvodem 10. Elektrolytová elektroda se přikládá těsně k povrchu 5 kůže, 45 čímž se zamezí úniku elektrolytu 1 zjejího vnitřního prostoru. Pod hladinu elektrolytu 1 zasahuje dutá jehlová elektroda 4 (Ag-AgCl), která však není v bezprostředním kontaktu s kůží. Dutá jehlová elektroda 4 je volitelně propojena s měřicím obvodem 11 nebo s kontrolním obvodem Π). Oba prstence 2 a 3 jsou pevně zakotveny v základním tělese 7 z elektricky nevodivého materiálu, např. plastu. Prostor nad hladinou elektrolytu volně komunikuje s okolním 50 prostředím vyrovnávacími kanály 6. Na kónus duté jehlové elektrody 4 je nasazena standardní injekční stříkačka 8, která slouží jako zásobník elektrolytu L

Po přiložení elektrolytové elektrody kolmo na odmaštěný a suchý povrch 5 kůže se provede instilace elektrolytu 1 do prostoru vnitřního izolačního prstence 2, až nad úroveň duté jehlové

-2 CZ 290783 B6 elektrody 4. Dutá jehlová elektroda 4 se přepne na kontrolní obvod JO. Neozve-li se varovný signál, nedošlo k úniku elektrolytu 1 z prostoru vymezeného vnitřním izolačním prstencem 2. Přepnutím na měřicí obvod 11 dojde k uzavření okruhu mezi dutou jehlovou elektrodou 4 a referenční elektrodou 9. V tomto režimu lze odečíst hodnotu odporu, impedance, popř. kapacity'. Variabilní kolmý přítlak se přitom přenáší prstenci 2 a 3 do bezprostředního okolí měřeného povrchu 5 kůže, bez přímého ovlivnění měřených veličin. Opětovným přepnutím do kontrolního režimu se lze přesvědčit o eventuálním úniku elektrolytu 1 během měření. V případě signalizace nebylo měření validní a celý postup je nutné zopakovat.

K údržbě elektrody postačuje proplach vodou a zavedení mandrénu do duté jehlové elektrody 4, aby se předešlo ucpání zbytky zaschlého elektrolytu 1.

Průmyslová využitelnost vynálezu

Elektrolytová elektroda najde uplatnění při přesném měření odporu, impedance a kapacity kožního povrchu. Je výhodná zejména pro měření počátečních, respektive koncových bodů klasických akupunktumích drah na dorsálních stranách distálních článků prstů ruky a nohy.

PATENTOVÉ NÁROKY