DD261092A1

DD261092A1 - LAY ADAPTER FOR BIOSIGNAL GAINING

Info

Publication number: DD261092A1
Application number: DD29166886A
Authority: DD
Inventors: Dietmar Sass; Juergen Drescher; Peter Buntrock; Lothar Schade; Dietrich Socha
Original assignee: Univ Berlin Humboldt
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-10-19
Also published as: DD261092B3

Abstract

Es wird ein Adapter vorgeschlagen, welcher den Bedingungen der simultanen Mehrfach-Vitalparametererfassung am Labortier gerecht wird. Seine biomechanische Ausfuehrungsform erlaubt die Langzeitregistrierung von mit entsprechenden Sensoren in elektrische Werte gewandelte physiologische Groessen. Der Adapter besitzt eine kegelfoermige Grundflaeche mit zylindrischen Oberteil. Die Grundflaeche ist mit Bohrungen und Riefen versehen. Der Adaptergrundkoerper ist axial ausgearbeitet und besitzt an sich bekannte Kontaktverbindungen durchgaengig durch den Adapterkoerper. Auf dem zylindrischen Teil ist ein Ringnut angebracht.An adapter is proposed which meets the requirements of simultaneous multiple vital signs detection on the laboratory animal. Its biomechanical design allows the long-term registration of physiological quantities transformed into electrical values with corresponding sensors. The adapter has a conical basic surface with a cylindrical upper part. The base area is provided with holes and grooves. The Adaptergrundkoerper is worked out axially and has per se known contact connections durchgaengig through the adapter body. On the cylindrical part an annular groove is attached.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die vorliegende Erfindungsbeschreibung betrifft einen Adapter, welcher in Verbindung mit entsprechenden am Adapter elektrisch kontaktierten Sensoren die Ableitung von Biosignalen (Elektrophysiologische Parameter, Temperatur, etc.) mittels Meßleitung vom Labortier ermöglicht. Die Anwendung erfolgt vorrangig für tierphysiologische Untersuchungen.The present invention description relates to an adapter which, in conjunction with corresponding sensors electrically contacted on the adapter, enables the derivation of biosignals (electrophysiological parameters, temperature, etc.) by means of a measuring line from the laboratory animal. The application is primarily for animal physiological studies.

Characteristic of the known technical solutions

Für die Gewinnung von Vitalparametern an Labortieren werden die Sensoren (EEG-Elektroden, Temperaturwandler u. ä.) operativ im zu untersuchenden Gewebeabschnitt untergebracht. Da die Sensoren die physiologischen Größen in elektrische Spannungs- bzw. Stromveränderungen wandeln, muß eine entsprechende elektrische Anschlußmöglichkeit am Labortier realisiert werden. Über diesen elektrischen Anschluß werden dann die in elektrische Werte umgewandelten Vitalparameter mittels elektrischer Leitungen zu den zugehörigen Meß- und Registriereinrichtungen übertragen. Dazu werden in der Regel improvisierte Steckverbindungen auf der Grundlage von elektrischem Kleinmaterial wie Buchsen und Stecker unter Verwendung von gewebeverträglichen Vergußmassen am Tierkörper operativ aufgebaut. Aus der Halbleiter-Technik stammende Transistorsockel bzw. ähnlich keine Bauelemente finden für diese elektrische Ankopplung ebenfalls Verwendung, z. B. beschreibt die DE-OS 2.165.579 einen elektrischen Stecker für extrem enge Räume.For obtaining vital parameters on laboratory animals, the sensors (EEG electrodes, temperature transducers, etc.) are surgically placed in the tissue section to be examined. Since the sensors convert the physiological variables into electrical voltage or current changes, a corresponding electrical connection option must be implemented on the laboratory animal. Via this electrical connection, the vital parameters converted into electrical values are then transmitted by means of electrical lines to the associated measuring and recording devices. For this purpose, improvised connectors are based on small electrical material such as sockets and plugs using tissue-compatible casting compounds on the carcass built up in the rule. From semiconductor technology derived transistor base or similar no components are also used for this electrical coupling, z. For example, DE-OS 2,165,579 describes an electrical connector for extremely confined spaces.

Die DE-AS 15.40.154 erwähnt einen elektrischen Anschlußstift, der in einem nur schwach elastischem Werkstoff befestigt ist. Weitere Varianten zu Ableitungvon Signalen von Körperteilen wurden in den DE-OS 2.140.065 und DE-OS 3.004.126 beschrieben. Die bekannten Vorrichtungen zum Abnehmnen von bioelektrischen Signalen beinhalten wesentlich andersartige Anwendungs-und Lösungsmerkmale! Zusammenfassend ergibt sich gegenwärtig folgender Stand der Technik:DE-AS 15.40.154 mentions an electrical connection pin which is fastened in a material which is only weakly elastic. Further variants for the derivation of signals from body parts have been described in DE-OS 2,140,065 and DE-OS 3,004,126. The known devices for taking down bioelectric signals contain substantially different application and solution features! In summary, the following state of the art currently results:

1. Für die Biosignalgewinnung am Labortier existieren keine veröffentlichten technischen Lösungen, welche den speziellen biomechanischen Anforderungen gerecht werden.1. There are no published technical solutions for the biosignal recovery on the laboratory animal, which meet the special biomechanical requirements.

2. Mit Hilfe von improvisierten Techniken werden gegenwärtig Biosignale vom Labortier gewonnen, jedoch besitzen diese in ' der Regel nicht die erforderliche biomechanische Langzeitstabilität.2. Currently, biosignals are obtained from the laboratory animal with the help of improvised techniques, but these generally do not have the required long-term biomechanical stability.

3. Der experimentelle biomechanische Aufbau von Adaptern zur Biosignalgewinnung ist sehr aufwendig, für vergleichende tierphysiologische Untersuchungen wirkt sich die Individualität jedes improvisierten Adapteraufbaus als nachteilig aus.3. The experimental biomechanical construction of adapters for Biosignalgewinnung is very expensive, for comparative animal physiological investigations, the individuality of each improvised adapter structure has a disadvantage.

4. Sollen mehrere Sensoren zur Messung von Vitalparametern eingesetzt werden, ist ein wesentlich höherer Platzbedarf bei der biomechanischen Applikation notwendig, als wenn ein für derartige Zwecke speziell gefertigter Adapter zur Verfügung stände.4. If several sensors are to be used to measure vital parameters, a much greater space requirement is required for biomechanical application than if an adapter specially manufactured for such purposes were available.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Adapters für die Biosignalgewinnung von Labortieren, der für das Labortier nicht belastend ist, eine gute Gewebeverträglichkeit und damit eine biomechanische Langzeitstabilität besitzt und der durch genormte Abmessungen eine ökonomische Massenfertigung und eine bessere Vergleichbarkeit der physiologischen Untersuchungen gewährleistet.The aim of the invention is the development of an adapter for the biosignal acquisition of laboratory animals, which is not stressful for the laboratory animal, has a good tissue compatibility and thus a biomechanical long-term stability and guaranteed by standardized dimensions economic mass production and better comparability of physiological examinations.

Explanation of the essence of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Adapter für die Biosignalgewinnung von Labortieren zu entwickelnder bei kleinsten Abmessungen eine elektrische Kontaktierung von mehreren Sensoren zur komplexen Vitalparametererfassung emöglicht undIt is the object of the invention to develop an adapter for the biosignal recovery of laboratory animals with the smallest dimensions an electrical contacting of multiple sensors for complex vital parameters detection enabled and

der mittels konventioneller Operationstechnik appliziert werden kann.which can be applied by conventional surgical technique.

Diese Aufgabenstellung wird dadurch gelöst, daß in einem kegelförmigen Adaptergrundkörper, der sich nach oben zylindrisch festsetzt, eine axial ausgeführte Bohrung befindet. Der kegelförmige Teil ist zur sicheren operationstechnischen Fixierung mit Riefen und Bohrungen versehen. Durch den Adaptergrundkörper gehen elektrische Kontaktstifte, die am Oberteil zur Aufnahme eines bekannten Vielfachsteckers ausgebildet sind und die mit ihren innen liegenden Enden als Lötpfosten dienen und die mit den verschiedensten im Körper angebrachten Sensoren verbunden sind. Der zylindrische Teil des Adaptergrundkörpers besitzt einen Ringnut, an welchem eine mit einem Nutschlitz vesehene Schutzkappe mit Hilfe einer Sicherungsfeder befestigt werdenThis object is achieved in that in a conical adapter body, which sets up cylindrical, an axially running bore. The conical part is provided with grooves and bores for safe operational fixation. Through the adapter body go electrical contact pins, which are formed on the upper part for receiving a known multiple plug and serve with their inner ends as Lötpfosten and which are connected to a variety of mounted in the body sensors. The cylindrical part of the adapter base body has an annular groove, on which a vesehene with a slot slot protective cap are fastened by means of a securing spring

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden:The invention will be explained below with reference to an embodiment and the accompanying drawings:

Es zeigen: Figur 1: SchutzkappeFIG. 1: protective cap

Figur 2: AdaptergrundkörperFigure 2: adapter body

Figur 3: Adaptergrundkörper im SchnittFigure 3: adapter body in section

Figur 4: Draufsicht auf den AdgptergrundkörperFigure 4: top view of the Adgptergrundkörper

· Embodiment "

Der Adaptergrundkörper 1 wird aus einer gewebeverträglichen Kunstoffmasse im Spritzgußverfahren hergestellt. Es ist kegelstumpfförmig mit einem aufsitzenden Zylinderteil ausgeführt, so daß eine relativ große kegelförmige Grundfläche 2 auf dem Tierkörper (z. B. Schädelknochen) aufliegt. Jedoch sind andersartige Adapterkörperformen (zylindrisch, oval, etc.) ebenfalls anwendbar. Bohrungen 3 sowie Riefen 4 erlauben eine biomechanisch äußerst stabile Befestigung mittels Aufnähen sowie Einbetten in eine physiologisch verträgliche Vergußmasse. Eine axial ausgeführte Bohrung 5 erlaubt die zusätziche Fixierung dieses Adapters mit einer physiologisch verträglichen Vergußmasse. Eine Ringnut 6 am Oberteil des Adapters ist notwendig, um die auf den Adapter gesteckte Vielfach-Kabelbuchse mit Ableitkabel mit einer Sicherungsfeder zu arretieren. Die elektrischen Kontaktstifte 7 enden in der Innenseite des Kegelstumpfes, Adapterunterteil, wo die notwendigen Sensoren (EEG-Elektroden, Temperaturwandler u.a.) an die Lötpfosten 8 angelötet werden. Zu diesem Zweck ist das Adapterunterteil über die axial ausgeführte Bohrung 5 hinausgehend kegelförmig ausgehöhlt. Die Anzahl der elektrischen Kontaktstifte kann bei entsprechender Adaptervergrößerung beliebig erhöht werden. Auch ein dichteres Raster von Kontaktstiften zwecks erhöhter Kontaktanzahl ist ausführbar. Die Anordnungsweise dieser Kontaktstifte erfolgt symmetrisch in Kreisringform, jedoch sind andersartige Anordnungen beliebig möglich. Die Länge der aus dem Adapter spikeförmig herausragenden Kontakte ist einzig durch die für die elektrischen Verbindungen notwendige Kontaktfläche bestimmt. Da beider Biosignalgewinnung geringste Spannungen sowie geringste elektrische Ströme übertragen werden, muß lediglich für minimal mögliche Übergangswiderstände zwischen den Kontaktstiften sowie den anzuschließenden Kontaktbuchsen mit der zugehörigen Meßleitung gesorgt werden. Das wird durch die Verwendung von goldüberzogenen Kontaktteilen verwirklicht. Für die mechanische Festigung sorgt die am Adapter mittels eines Federringes arretierte Ummantelung der Meßleitung. Diese spikeförmig ausgeführten elektrischen Kontaktstifte 7 erlauben eine problemlose Reinigung auch während des tierexperimentellen Einsatzes. Eine Schutzkappe 9, versehen mit einem Nutschlitz 10 — für die Sicherungsfeder—, ermöglicht den Schutz des Adapters vor Verschmutzungen bzw. mechanische Beeinträchtigungen der elektrischen Kontaktstiffte 7 unter Tierstallbedingungen, d. h. außerhalb der Untersuchungszeit. Die für diesen Adapter erforderliche Fertigungstechnologie erlaubt eine ökonomische Serienproduktion, so daß diese erfindungsmäße Lösung breiten Anwendungskreisen in der Tierphysiologie zur Verfügung gestellt werden kann.The adapter base body 1 is produced from a tissue-compatible plastic compound by injection molding. It is frusto-conical designed with a seated cylinder part, so that a relatively large conical base 2 rests on the carcass (eg skull bone). However, other types of adapter body (cylindrical, oval, etc.) are also applicable. Holes 3 and grooves 4 allow a biomechanically extremely stable attachment by sewing and embedding in a physiologically compatible potting compound. An axially executed bore 5 allows the additional fixation of this adapter with a physiologically compatible potting compound. An annular groove 6 on the upper part of the adapter is necessary to lock the plugged into the adapter multiple cable socket with drain cable with a locking spring. The electrical contact pins 7 terminate in the inside of the truncated cone, adapter base, where the necessary sensors (EEG electrodes, temperature transducers, etc.) are soldered to the soldering posts 8. For this purpose, the adapter base is hollowed over the axially running bore 5 in addition tapered. The number of electrical contact pins can be increased as desired with an appropriate adapter magnification. Also, a denser grid of pins for increased number of contacts is feasible. The arrangement of these contact pins is symmetrical in circular ring shape, however, other types of arrangements are possible. The length of the spike-shaped protruding from the adapter contacts is determined solely by the necessary contact area for the electrical connections. Since both Biosignalgewinnung least voltages and lowest electrical currents are transmitted, care must be taken only for minimal possible contact resistance between the pins and the connected female contact with the associated measuring line. This is realized through the use of gold plated contact parts. For the mechanical consolidation ensures the arrested on the adapter by means of a spring ring sheath of the measuring line. These spike-shaped electrical contact pins 7 allow easy cleaning even during animal experimental use. A protective cap 9, provided with a slot slot 10 - for the Sicherungsfeder-, allows the protection of the adapter from dirt or mechanical damage to the electrical contact 7 under animal stabling conditions, d. H. outside the examination period. The production technology required for this adapter allows economical series production, so that this solution according to the invention can be made available to wide application circles in animal physiology.

Claims

1. Adapter for the biosignal recovery on laboratory animals, characterized in that in a conical, provided with grooves and holes adapter base body, which continues upward cylindrically, an axially running bore is located, and that in the adapter body recesses for receiving known contact pins , Which are formed with their inner ends as Lötpfosten, are located and further has the cylindrical part of the adapter base body an annular groove.

2. Adapter according to claim 1, characterized in that the adapter base body can assume all other geometric body shapes such as continuous cylindrical, elliptical and angular.

3. An adapter according to claim 1, characterized in that the contact pins known per se protrude spike-shaped according to the geometry of the adapter from the adapter body.

4. Adapter according to claim 1, characterized in that the adapter consists of physiologically harmless materials.