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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode mit Magnetkopplung,
welche insbesondere zum Einsatz als Wegwerf-EKG-Elektrode geeignet ist,
und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrode.
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Es
ist häufig notwendig, bei medizinischen Untersuchungen
auch elektrophysiologische Daten zu erfassen, wie beispielsweise
bei der Aufnahme eines Elektrokardiogramms (EKG). Dabei werden geringe
elektrische Potenzialdifferenzen, die sich auf der Körperoberfläche
messen lassen, erfasst, und graphisch dargestellt.
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Eine
Schwierigkeit besteht insbesondere darin, das entsprechende Messgerät
für das EKG mittels geeigneter Leitungen und Elektroden
an bestimmte Positionen des Körpers elektrisch zu koppeln.
Dabei finden häufig medizinische Elektroden Anwendung,
die zwischen dem Messkabel und der Körperoberfläche
eine elektrische Verbindung herstellen. Diese Messelektroden können
mehrfach verwendet werden oder als Einmalelektroden nach dem Gebrauch
entsorgt werden.
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Häufig
müssen die Elektroden an Körperstellen, zum Beispiel
auf dem Rücken, angebracht werden, die von dem Verwender
beim Anbringen der Elektroden nicht eingesehen werden können.
Es ist daher wünschenswert, die Kopplung des Messkabels mit
beispielsweise einer bereits auf der Körperfläche angebrachten
Elektrode möglichst einfach zu gestalten.
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Es
wurde zum Beispiel in der U.S. Patentschrift
US 4,653,503 vorgeschlagen, den Elektrodenkörper
aus einer topfförmigen, elektrisch leitfähigen und
magnetisierbaren Aufnahme für ein Elektrolytmaterial vorzusehen
und den Elektrodenkopf durch eine magnetische Halterung mit dem
jeweiligen Messkabel zu verbinden. Die topfförmige Aufnahme ist
gemäß der
US
4,653,503 in einer Halterung aus dickem Schaumstoffmaterial
eingebettet, was nachteilig die Bauform der Elektrode erhöht.
Die Herstellung der entsprechenden Elektrode ist durch die Vielzahl
der Elemente sehr aufwändig, sodass zum Beispiel ein Einsatz
als Wegwerfelektrode nicht in Frage kommt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach
handhabbare Elektrode mit einer flachen Bauform zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Elektrode mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Demgemäß weist
eine Elektrode zum Erfassen elektrischer Signale auf einer Körperoberfläche eine
körperabgewandte Trägerschicht und eine auf der
Trägerschicht angeordnete körperzugewandte, elektrisch
leitfähige Haftschicht auf, wobei die Trägerschicht
mit einem magnetisierbaren Kopplungsmittel zum Koppeln der Trägerschicht
mit einem Elektrodenhalter mittels Magnetkraft ausgestattet ist.
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Durch
die schichtweise Ausgestaltung der Elektrode ergibt sich eine besonders
niedrige, flache Bauform, sodass ein hoher Tragekomfort erreicht wird.
Die elektrisch leitfähige Haftschicht stellt eine elektrische
Verbindung zwischen dem Elektrodenhalter, der beispielsweise einen
Magneten aufweist welcher gleichzeitig elektrisch leitend sein kann
und dem magnetisierbaren Kopplungsmittel und der Körperoberfläche
her.
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Als
elektrisch leitfähige Schicht kommt auch eine Festgelelektrolytschicht
in Frage. Für medizinische Anwendungen sind zum Beispiel
auch Polymergels mit Hafteigenschaften bekannt. Dabei ist zum Beispiel
die Viskosität oder Elastizität der Elektrolytschicht
durch UV-Einstrahlung einstellbar. Eine Vernetzung des entsprechenden
Polymers wird dann durch UV-Strahlung induziert und ist steuerbar.
Unter der leitfähigen Haftschicht wird somit eine Schicht verstanden,
die auf einer Körperoberfläche, zum Beispiel dem
Rücken oder der Brust insbesondere für die Dauer
einer EKG-Messung haften kann. Die Trägerschicht kann dabei
flexibles anpassbares Material sein, das sich an die Oberflächenform
des Körpers, an dem die elektrischen Signale aufgenommen
werden sollen, anschmiegen kann. Dabei sind Materialien mit einer
Gewebestruktur oder auch aus Polyvinylchlorid, Polypropylen, Kautschuk,
Gummi, Schaumstoff und/oder Silikon einsetzbar.
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In
einer Variante der Elektrode ist die Trägerschicht als
magnetisierbare und elektrisch leitende Schicht ausgebildet und
realisiert das magnetisierbare Kopplungsmittel. Dabei ist insbesondere
die Form einer Metallscheibe als Trägerschicht möglich.
Eine flache Metallscheibe, zum Beispiel aus Stahl oder einem Edelmetall
mit ferromagnetischen Eigenschaften schafft damit einen Kraftschluss
und eine elektrische Verbindung zu dem Elektrodenhalter der den Magneten
trägt. Darauf ist dann körperseitig die Haftschicht
bzw. Elektrolytschicht aufgetragen.
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Vorzugsweise
ist auf der körperabgewandten Seite dann ein Positionierungsmittel,
insbesondere in der Form eines Stiftes, zum Eingriff mit einer Öffnung
in dem Elektrodenhalter vorgesehen. Dies kann zum Beispiel in der
Art eines männlichen Teils eines magnetischen Verschlussknopfes
oder Verbinders ausgestaltet sein. Alternativ weist die Trägerschicht eine Öffnung
für ein Positionierungsmittel des Elektrodenhalters auf.
Bei dieser Variante entspricht die Trägerschicht dem weiblichen
Teil eines Verschlussknopfes oder Verbinders. Die erfindungsgemäße Elektrode
weist jedoch vorzugsweise lediglich eine magnetische Kopplung auf,
nicht jedoch eine weitere mechanische wie bei einem normalen Druckknopf, wobei
zum Verbinden der beiden Druckknopfelemente eine besondere Kraft.
aufgewendet werden muss.
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Ist
die Öffnung in der Trägerschicht als weiblicher
Teil eines Magnetknopfes ausgestaltet, wird vorzugsweise eine Trennschicht
zum Trennen der leitfähigen Haftschicht von dem Positionierungsmittel des
Elektrodenhalters vorgesehen. Dabei kann eine Trennfolie eingesetzt
werden.
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Ferner
wird die Trägerschicht in bevorzugten Ausführungsformen
haftschichtseitig mit einer leitfähigen Korrosionsschicht
versehen. Dadurch wird verhindert, dass möglicherweise
aggressive Substanzen der Haftschicht oder des Elektrolyts das magnetisierbare
Kopplungsmittel angreifen. Möglich ist zum Beispiel eine
Vernickelung, ein Verchromen von Eisen oder das Aufbringen einer
dünnen Zinnschicht, um die Trägerschicht oder
das Kopplungsmittel vor dem Elektrolyt zu schützen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrode ist das
magnetisierbare Kopplungsmittel mit einem magnetisierbaren Basisabschnitt
ausgestattet, welcher zwischen der Trägerschicht und der leitfähigen
Haftschicht angeordnet ist, und das Kopplungsmittel weist ferner
einen Positionierabschnitt auf, welcher durch eine Öffnung
in der Trägerschicht geführt ist. Damit ist das
entsprechende Kopplungsmittel zwischen der Elektrolytschicht oder
Haftschicht und der Trägerschicht eingebettet und kann
zum Beispiel verklebt sein.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Positionierabschnitt
des Kopplungsmittels eine Rasteinrichtung auf, welche auf der körperabgewandten
Seite der Trägerschicht mit der Trägerschicht
verrastet ist. Dadurch wird eine besonders einfache und günstige
Herstellungsweise der Elektrode ermöglicht, da durch mechanisches
Verrasten keine weiteren Fixierungen notwendig sind.
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Der
Positionierabschnitt weist in einer bevorzugten Ausführungsform
einen ersten Abschnitt mit einem ersten Querschnitt und einen zweiten
Abschnitt mit einem zweiten Querschnitt auf, wobei der erste Querschnitt
einem Öffnungsquerschnitt der Öffnung in der Trägerschicht
entspricht und der zweite Abschnitt zum Verrasten mit der Trägerschicht
einen gegenüber dem ersten Abschnitt vergrößerten
Querschnitt aufweist.
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Der
Positionierabschnitt kann zum Beispiel auch konisch ausgeführt
werden, wobei in Richtung zur körperabgewandten Seite der
Querschnitt vergrößert wird. In einem weiteren
einfachen Fall kann der Positionierabschnitt aus zwei zylindrischen
Abschnitten mit zwei verschiedenen Durchmessern ausgeführt
sein, die konzentrisch miteinander verbunden sind. Im verrasteten
oder verklemmten Zustand umschließt die Öffnung
in der Trägerschicht dann den Abschnitt mit geringerem
Durchmesser und der zylindrische Abschnitt mit größerem
Durchmesser drückt auf die körperabgewandte Seite
der Trägerschicht.
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Die
Trägerschicht ist beispielsweise aus derart flexiblem Material
ausgeführt, dass der Positionierabschnitt beim Einführen
durch die Öffnung der Trägerschicht die Öffnung
vergrößert und die Rasteinrichtung mit der Trägerschicht
verrastet. Dadurch wird die Herstellung der Elektrode vereinfacht,
da unter anderem keine weitere Fixierung, wie zum Beispiel eine
Verklebung, notwendig ist.
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Der
Positionierabschnitt hat einerseits die Funktion, eine mechanische
Verbindung zwischen der Trägerschicht und dem Basisabschnitt
zu schaffen, und andererseits ermöglicht der körperabgewandten
Seite zugewandte stiftähnliche Abschnitt eine einfache
Positionierung der Elektrode in dem geeigneten Elektrodenhalter.
Wird insbesondere der Positionierabschnitt aus einem besonders ferromagnetischem
Material wie Eisen ausgeführt, verstärkt dieser
zudem die von einem Magnetfeld im Elektrodenhalter erzeugte Verschlusskraft
bzw. Kopplungskraft durch die Magnetkraft. In einem einfachen Fall sind
die Elektroden mit einem kreisrunden Querschnitt gefertigt, wobei
der Elektrodenhalter mit einem Magnet ausgestattet ist, der eine
innere Öffnung aufweist, um den Positionierungsabschnitt
der Elektrode aufzunehmen. Der Positionierungsabschnitt kann auch
als Niet ausgebildet werden.
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Bevorzugt
ist das elektromagnetische Kopplungsmittel entweder als männlicher
oder weiblicher Teil eines Magnetverbinders ausgebildet.
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Die
Elektrode kann darüber hinaus auf der der Körperoberfläche
zugewandten Seite der leitfähigen Haftschicht eine entfernbare
Schutzschicht, insbesondere eine Schutzfolie aufweisen. Damit wird verhindert,
dass das Elektrolyt oder Haftma terial austrocknet. Die Elektrode
kann ebenfalls mit mehreren magnetisierbaren Kopplungsmitteln ausgestattet werden.
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Vorzugsweise
ist die Elektrode als medizinische Wegwerfelektrode ausgebildet.
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Die
Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer entsprechenden
Elektrode mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18.
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Entsprechende
Verfahren zum Herstellen einer Elektrode mit einer Trägerschicht,
einer elektrisch leitfähigen Haftschicht und einem magnetisierbaren Kopplungsmittel
zum Koppeln mit einem Elektrodenhalter mittels Magnetkraft sehen
vor, dass ein mit einer Rasteinrichtung versehenes Kopplungsmittel
an einer Öffnung in der Trägerschicht verrastet
wird und die Trägerschicht mit dem verrasteten Kopplungsmittel
mit einer elektrisch leitfähigen Haftschicht versehen wird.
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Vorzugsweise
werden die folgenden Verfahrensschritte dabei ausgeführt:
- – Bereitstellen einer Trägerfolie
als Trägerschicht;
- – Durchlöchern der Trägerfolie zum
Herstellen einer Öffnung mit einem Öffnungsquerschnitt;
- – Einsetzen eines magnetisierbaren Kopplungsmittels
mit einem flachen Basisabschnitt, einem ersten Abschnitt, welcher
auf dem Basisabschnitt angeordnet ist, mit einem ersten Querschnitt
und einem zweiten Abschnitt mit einem zweiten Querschnitt, wobei
der erste Querschnitt dem Öffnungsquerschnitt entspricht
und der zweite Abschnitt zum Verrasten mit der Trägerschicht
einen gegenüber dem ersten Abschnitt vergrößerten Querschnitt
aufweist, in die Öffnung; und
- – Auftragen einer elektrisch leitfähigen Haftschicht auf
den Basisabschnitt und die Trägerfolie.
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Das
Verfahren ermöglicht eine besonders kostengünstige
und effiziente Herstellung der Elektroden, da Trägerfolien
zunächst großflächig bearbeitet werden
können und durch mehrfaches, gleichzeitiges Durchführen
der jeweiligen Verfahrensschritte viele Elektroden parallel hergestellt
werden können.
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In
einer Variante des Verfahrens wird das Kopplungsmittel haftschichtseitig
zumindest teilweise mit einer Korrosionsschutzschicht versehen.
Dies kann auch vor dem Einführen in die Öffnungen
der Trägerschicht, zum Beispiel durch Verzinnen oder einer
geeigneten Oberflächenbehandlung des Kopplungsmittels erfolgen,
oder aber durch eine geeignete Schicht, beispielsweise einem leitfähigen
Lack, bereits im eingesteckten Zustand.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren ferner einen Schritt Zuschneiden einer Elektrode
aus der mit dem magnetisierbaren Kopplungsmittel versehenen Trägerfolie.
Dadurch wird die Handhabung der gesamten Folie mit potenziell vielen
ausgebildeten Elektroden besonders leicht ausgestaltet. Optional kann
ferner ein Verfahrensschritt Auftragen einer Schutzfolie auf die
Haftschicht erfolgen. Diese Schutzfolie verhindert dann ein Austrocknen
der Elektrolyt- oder Haftschicht der Elektroden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Es
zeigt dabei:
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1:
eine erste Ausführungsform einer Elektrode gemäß der
Erfindung;
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2:
eine zweite Ausführungsform einer Elektrode gemäß der
Erfindung;
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3:
eine dritte Ausführungsform einer Elektrode gemäß der
Erfindung; und
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4a–4i:
eine Abfolge von Verfahrensschritten zum Herstellen einer Elektrode
gemäß der Erfindung.
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In
den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben
Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben worden
ist.
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In
der 1 ist eine Elektrode 1 dargestellt, welche
eine Trägerschicht 3, welche beispielsweise als
Metallscheibe mit einer Öffnung 7 ausgebildet
ist, dargestellt. Die Öffnung 7 ist mit einer
Trennschicht 6 von einer Elektrolytschicht 4 getrennt.
Die Elektrolytschicht 4 ist auf der körperzugewandten
Seite der Metallscheibe 3 aufgetragen, wobei die Öffnung 7 in der
Metallscheibe 3 durch die Trennschicht 6 – beispielsweise
einer Trennfolie mit einer über die Fläche der Öffnung 7 hinausgehenden
Trennschichtfläche – abgedeckt ist.
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Die
Elektrolytschicht 4 ist abschließend mit einer
Schutzfolie 5 versehen, um ein Austrocknen der Elektrolytschicht 4 bei
der Lagerung der Elektrode zu verhindern. Die Metallscheibe 3 aus
magnetisierbarem Material, wie beispielsweise Eisen, dient als Kopplungsmittel
mit einem Magneten 9 des Elektrodenhalters 2.
Der Elektrodenhalter 2 weist einen Körper 10 auf,
beispielsweise aus Kunststoff, der mit dem Magneten 9 verbunden
ist. Der Magnet 9 ist wie die Elektrode kreisförmig
ausgeführt und enthält im Zentrum eine Öffnung
in die ein Positionierungsmittel 8, wie beispielsweise
ein Metallstift, eingesetzt ist. Dieser Metallstift 8 ist über
eine Zuleitung 11 an ein Kabel 12 des Elektrodenhalters 2 verbunden.
In die Öffnung 7 der Elektrode lässt
sich der Metallstift 8 formschlüssig einsetzen.
Wird die Elektrode 1 in die Nähe des Elektrodenhalters 2 gebracht,
wirkt das Magnetfeld des Magneten 9 magnetisierend auf
die Metallscheibe 3 der Elektrode und führt zu
einem Kraftschluss zwischen der Metallscheibe 3 und dem Magneten 9.
Ein Verschieben ist durch den in der Öffnung 7 eingeführten
Metallstift 8 verhindert.
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Ferner
ergibt sich eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Metallscheibe 3 und
dem Magneten 7 bzw. auch dem Metallstift 8. Somit
wird zwischen einer Körperoberfläche, auf die
die als Haftschicht ausgebildete Elektrolytschicht 4 der
Elektrode 1 nach Abziehen der Schutzfolie 5 aufgeklebt
ist, durch die Elektrolytschicht 4, die Metallscheibe 3, den
Magneten 9, den Metallstift 8, der Zuleitung 11 und
dem Kabelanschluss 12 eine elektrische Verbindung zu einem
entsprechenden EKG-Messgerät hergestellt.
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Die
Elektrode 1 weist eine besonders flache Bauform auf, da
lediglich flache Schichten oder Folien verwendet werden. Eine Metallscheibe
von nur 0,5 mm Dicke und eine etwa gleich dicke Festgelelektrode
als Elektrolytschicht 4 genügen zur Realisierung
dieser Elektrode 1. Eine weitere Dickenreduzierung könnte
durch Einsetzen einer Metallfolie von nur 0,1–0,2 mm erreicht
werden. Dennoch ergibt sich ein zuverlässiger elektrischer
Kontakt zwischen dem Elektrodenhalter 2 und der Elektrode 1.
Durch die Trennfolie 6 wird auch verhindert, dass die Metallschicht 8 mit
aggressivem Elektrodenmaterial in Berührung kommt und korrodiert.
Der Elektrodenhalter 2 kann auch direkt an ein Gehäuse
eines EKG-Messgeräts aufgebracht werden.
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In
der Ausführungsform, welche in der 1 dargestellt
ist, entspricht die Elektrode 1 dem weiblichen Teil eines
Magnetverbinders und der Elektrodenhalter 2 dem männlichen
Teil eines Magnetverbinders.
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In
der 2 ist eine zweite Ausführungsform einer
Elektrode 100 mit Magnetkopplung dargestellt. Die Elektrode 100 ist
in der 2 auf einer Körperoberfläche 18 dargestellt,
auf die eine leitende Haftschicht 4, beispielsweise ein
Elektrolyt mit Klebeeigenschaften, anhaftet. Die Elektrode hat eine
Trägerschicht 13, beispielsweise aus einem Kunststoff
auf, die eine Öffnung 16 aufweist.
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Durch
die Öffnung 16 ragt ein Positionierabschnitt 14B eines
magnetisierbaren Kopplungsmittels 14 in Richtung der körperabgewandten
Seite heraus. Das Kopplungsmittel 14 weist einen flachen
Basisabschnitt 14A auf, auf den das Positioniermittel 14B aufgesetzt
ist. Es kann sich zum Beispiel um eine Metallfolie 14A mit
einem aufgeklebten kleinen Metallzylinder 14B handeln.
In der Darstellung der 2 entspricht das Kopplungsmittel 14A, 14B dem männlichen
Teil eines Magnetverbinders und greift im aufgesetzten Zustand auf
einen entspre chenden Elektrodenhalter 120 in eine Öffnung 15 als
weiblicher Teil des Elektrodenhalters.
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Der
Elektrodenhalter weist einen ringförmigen Magneten 9 auf,
der beispielsweise aus gesinterten und magnetisierten Metallspänen
gefertigt ist und sowohl elektrisch leitend, sowie auch ein starker
Magnet ist. Dieser Magnet ist zum Beispiel auf einen Körper 10 geklebt
und über eine Zuleitung 11 mit dem Anschlusskabel 12 des
Elektrodenhalters 120 elektrisch verbunden. Der unterlegscheibenförmige
Magnet 9 schafft ein Magnetfeld, mit einer besonders hohen
Magnetfeldstärke in der Öffnung 15 des
Magneten 9. Dies ist durch die Magnetfeldlinien M schematisch
angedeutet. In diese Öffnung 15 mit besonders hoher
Magnetfeldstärke liegt der Positionierabschnitt 14B vor,
wenn Elektrode 100 und Elektrodenhalter 120 magnetisch
miteinander gekoppelt sind. Ferner wird eine elektrische Kopplung
zwischen dem Positionierungsmittel 14B und der Magnetscheibe 9 hergestellt.
Da der Positionierabschnitt 14B bzw. -Stift in der Region 15 mit
hohem Magnetfeld vorliegt, ist ein besonders guter Kraftschluss
zwischen der Elektrode 100 und dem Elektrodenhalter 120 gewährleistet. Der
Magnet 9 liegt dann direkt auf der Trägerfolie 13.
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Die
besonders breite und flächige Ausführung des Basisabschnitts 14A hat
zur Folge, dass ein elektrischer Strom von der Körperoberfläche 18 nur eine
kurze Strecke durch die Elektrolytschicht 4 zurücklegen
muss und dann bereits im Metall des Basisabschnitts 14A,
des Zapfens oder Stifts 14B, des Magneten 9, der
Leitung 11 und das Anschlusskabel 12 zurücklegen
muss. Durch die zentrale Öffnung in der Magnetscheibe 9 wird
ein guter mechanischer Formschluss erreicht, der auch Widerstand
gegen Querkräfte, die im Wesentlichen pa rallel zu der Körperoberfläche
bzw. Trägerschicht wirken, bietet.
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In
der 3 ist eine dritte Ausführungsform einer
Elektrode 110 dargestellt. Die Elektrode 110 weist
eine Trägerfolie 13, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial,
auf, die mit einer Öffnung 16 versehen ist. Von
der körperabgewandten Seite der Trägerfolie 13 ist
ein magnetisierbares Kopplungsmittel 14, das einen Positionierabschnitt 14B, 14C aufweist,
geführt. Das Kopplungsmittel 14 ist von einer Elektrolytschicht 4 umschlossen,
auf die körperoberflächenseitig eine Schutzschicht 5 aufgetragen
ist, welche bei der Anwendung entfernt wird.
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Das
magnetisierbare Kopplungsmittel 14 ist in dem Ausführungsbeispiel
der 3 aus mehreren Elementen aufgebaut. Es besteht
aus einer dünnen Metallscheibe 14A, die einen
Basisabschnitt bildet. Die Eisenscheibe 14A verfügt über
eine beispielsweise kreisrunde Öffnung 19, durch
die ein mehrteiliges Positionierungsmittel 14 geführt
werden kann. In dem in der 3 dargestellten,
einfachen Beispiel ist das Positionierungsmittel 14 aus
Eisen hergestellt. Es sind jedoch auch andere magnetisierbare Metalle, die
gegebenenfalls mit einem Korrosionsschutz wie Silber, Gold oder
Chrom versehen sind, denkbar.
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Das
Positionierungsmittel kann zum Beispiel als Niet ausgeführt
sein und weist dazu einen Spreizabschnitt 14E, zwei Verbindungsabschnitte 14C, 14D und
einen Kopfabschnitt 14B auf. Der Kopfabschnitt hat dabei
einen Querschnitt, der größer ist als die Öffnung 16 in
der Trägerfolie 13. Der erste Verbindungsabschnitt 14C hat
im Wesentlichen dieselbe Größe wie die Öffnung 16 in
der Trägerschicht 13 und auch dieselbe Dicke,
zum Beispiel einer 0,1 mm Propylenfolie. Die Öffnung oder
das Loch 19 in der Eisenscheibe 14A kann zum Beispiel
ein Durchmesser von 2,3 mm aufweisen, wobei die entsprechende Bohrung 19 in
der Eisenscheibe 14A in einem Abschnitt 20 auf
der körperzugewandten Seite erweitert sein kann. Diese
Erweiterung im Abschnitt 20 der Eisenscheibe 14A dient
dazu, den Spreizabschnitt 14E schlüssig aufzunehmen.
Bei der Herstellung wird beispielsweise der Verbindungsabschnitt 14D und Spreizabschnitt 14E in
die Bohrung 19 der Metallscheibe 14A eingeführt
und dann zum Beispiel durch einen Schlag in der Orientierung der 3 auf
die Unterseite des Spreizabschnittes verbreitert, sodass das gesamte
Positionierungsmittel 14 wie bei einem Niet verklemmt.
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Eine
mögliche Dimensionierung der Abschnitte 14B–14E des
Positioniermittels 14 kann zum Beispiel eine Dicke von
0,5 mm für den zweiten Abschnitt 14B und ein Querschnittsdurchmesser
von 3 mm sein. Der Abschnitt 14C hat dann die Dicke bzw. Höhe
der Trägerfolie 13 und einen Durchmesser, der der Öffnung 16 in
der Trägerfolie 13 entspricht. Der Verbindungsabschnitt 14D und
der Spreizabschnitt 14E haben zum Beispiel zusammen eine
Höhe von 0,65 mm, wobei die Dicke der Metallscheibe 14A 0,7 mm
betragen kann.
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Das
Positioniermittel 14 kann zum Beispiel ein Eisenniet, der
vernickelt ist oder mit einem anderen physiologisch verträglichen
Korrosionsschutz versehen ist, sein. Es ist auch möglich,
die Metallscheibe 14A und den entsprechenden Niet 14B–14E zumindest
elektrolytschichtseitig zu verzinnen, um einen Korrosionsschutz
bei längerer Lagerung zu gewährleisten. Es ist
darüber hinaus auch möglich, eine leitfähige
Lackkorrosionsschicht auf die Metallscheibe und den Spreizabschnitt 14E aufzutragen.
Das Positionierungsmittel 14 mit der Metall scheibe 14A und
ein nietähnlicher Abschnitt 14B–14E,
welcher auf der körperabgewandten Seite einen größeren Querschnittsdurchmesser
aufweist als die Öffnung 16 in der Trägerschicht 13,
schafft ein Verrasten oder Verklemmen in dem magnetisierbaren Element 14A–14E in
der Elektrode 110 mit der Trägerschicht 13.
Dies ermöglicht insbesondere eine sehr einfache Herstellung
der Elektrode. Es sind keine zusätzlichen Klebemittel notwendig,
und die Elektrode erreicht so eine besonders niedrige Bauhöhe.
Das entsprechende Kopplungsmittel 14 kann werkstoffeinstückig
gefertigt sein oder die Elemente des Kopplungsmittels 14 können
zu dem gesamten Kopplungsmittel 14 zusammengefügt
werden.
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In
den 4A–4G sind
die Verfahrensschritte zur Herstellung einer entsprechenden Elektrode
illustriert. In einem ersten Schritt, welcher in der 4A dargestellt
ist, wird eine Trägerfolie 13 bereitgestellt.
Die Trägerfolie kann beispielsweise in Meterware als Kunststofffolie
vorliegen.
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In
einem weiteren Schritt, welcher in der 4B angedeutet
ist, wird die Trägerfolie 13 mit Löchern 16 versehen.
Dies kann durch Stanzen, Bohren oder andere geeignete Verfahren
erfolgen. Die Löcher oder Öffnungen 16 in
der Trägerfolie 13 erlauben nun in einem weiteren
Verfahrensschritt, welcher in der 4C angedeutet
ist, geeignet geformte magnetisierbare Kopplungsmittel mit der Trägerfolie 13 zu
verklemmen.
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Dazu
weist ein entsprechendes magnetisierbares Kopplungsmittel einen
flachen Basisabschnitt 14A auf, der beispielsweise eine
kreisrunde flache Metallscheibe sein kann. Ferner weist das Kopplungsmittel 14 einen
ersten Abschnitt 14C auf, der auf dem Basisabschnitt 14A angeordnet
ist und einen zweiten Abschnitt 14B, der auf dem ersten
Abschnitt 14C angeordnet ist, auf. Die Querschnittsfläche
des ersten Abschnitts 14C entspricht im Wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt
der Öffnung 16 in der Trägerfolie 13.
Die Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts 14B hingegen
ist größer als die des ersten Abschnitts 14C und
größer als die Öffnung 16. Somit verschafft
der zweite Abschnitt 14B eine Verrastung im durchgesteckten
Zustand durch die Trägerfolie 13 mit der Trägerfolie 13.
Da die Abschnitte 14A, 1B, 14C aus Material
bestehen, das ebenfalls elektrisch leitend ist, kann einerseits
das Positionierungsmittel bzw. der zweite Abschnitt 14B in
eine geeignete Öffnung eines Elektrodenhalters eingreifen
und gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen den beiden
Seiten der Trägerfolie 13 herstellen.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt, welcher in der 4D illustriert
ist, wird auf die Trägerfolie 13 und den Basisabschnitt 14A eine
Elektrolytschicht 4 aufgetragen. Der Basisabschnitt 14A ist
somit zwischen der Elektrolytschicht 4 und der Trägerfolie 13 eingebettet.
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Um
die Elektrolytschicht 4 vor einem Austrocknen zu schützen,
wird in einem weiteren Verfahrensschritt, der in der 4E dargestellt
ist, eine Schutzfolie 5 auf die Elektrolytschicht 4 aufgetragen. Damit
liegt die Schichtanordnung der Elektrode aus Schutzschicht 5,
Elektrolytschicht 4 und Trägerschicht 13 vor,
sodass durch Zuschneiden dieser Schichtstruktur 4, 5, 13 die
eigentlichen Elektroden ausgebildet werden können. Dies
ist in der 4F durch die gestrichpunkteten
Linien S angedeutet.
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Durch
die Verwendung einer Trägerfolie 13 und schichtweisem
Auftragen der weiteren funktionellen Schichten 4, 5 können
die Elektroden in beliebiger Geometrie hergestellt werden und in
ihrer Fläche den gewünschten Anwendungsgegebenheiten angepasst
werden. Nach dem Zuschneiden der Elektroden liegt somit eine flache
mit einer Magnetkopplung versehene Elektrode vor, die in der 4G dargestellt
ist.
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Die
in den 4A–4G angedeuteten Verfahrensschritte
können selbstverständlich auch parallel auf verschiedenen
Stellen an der Trägerfolie 13 vorgenommen werden,
sodass eine Vielzahl von Elektroden 110, 111, 112 gleichzeitig
gefertigt werden können. In den 4A–4G ist
dies beispielhaft für drei Elektroden dargestellt.
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Die 4H und 4I illustrieren
eine Variante des Herstellungsverfahrens, wobei der Basisabschnitt 14 durch
eine Korrosionsschutzschicht 17, welche vorzugsweise leitfähig
ausgeführt ist, vor einem direkten Kontakt mit der danach
aufzutragenden Elektrolytschicht 4 geschützt ist.
Im Anschluss an das in der 4C erläuterte
Einsetzen der magnetisierbaren Kopplungsmittel 14 erfolgt
daher ein Auftragen einer leitfähigen Korrosionsschutzschicht 17.
In einem Folgeschritt wird dann das Elektrolytmaterial 4, wie
es in der 4I dargestellt ist, aufgetragen.
Anschließend erfolgt, wie es in den 4E–4G dargestellt
ist, das Aufbringen einer Schutzfolie und das Zerschneiden der Schichtanordnungen
zum Realisieren der eigentlichen Elektroden.
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Die
Erfindung schafft somit eine Elektrode und ein einfaches Herstellungsverfahren
derselben, wobei die Elektrode eine besonders flache Bauform aufweist
und über eine Magnetkopplung mit einem Elektrodenhalter
verbunden werden kann. Durch den magnetischen Kraftschluss ist es
besonders einfach, die Elektrode mit dem entsprechenden Halter zu
koppeln, da lediglich Halter und Elektrode in die Nähe miteinander
gebracht werden müssen. Der schichtartige Aufbau der Elektrode
ermög licht zudem eine besonders flexible und großflächige
Ausführung. Durch das Verrasten des Kopplungsmittels mit
einer Trägerfolie kann Klebematerial und Zeit in der Herstellung eingespart
werden. Ferner ermöglicht der einfache Aufbau insbesondere
die Realisierung als medizinische Wegwerfelektrode, die kostengünstig
herstellbar ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
und Ausführungsbeispiele näher erläutert
wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig
modifizierbar. Die angedeuteten Dimensionen in den Zeichnungen sind nicht
maßstabsgerecht zu verstehen. Als Elektrolytmaterial kommen
beliebige haftende Materialien, zum Beispiel Gels, in Frage. Es
ist nicht notwendig, Elektrolyte in Form von Innenleitern einzusetzen, sondern
es genügt eine leitfähige Haftschicht, die auf der
Hautoberfläche der Patienten kleben bleibt, einzusetzen.
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Eine Öffnung
in der Trägerschicht, die zum Beispiel als Metallscheibe
ausgebildet ist, muss nicht als Loch ausgebildet sein. Vielmehr
genügt es in besonderen Ausführungen eine Vertiefung
oder Ausnehmung in einer entsprechenden Metallscheibe vorzusehen,
in die ein passgenauer flacher Stift niedriger Höher des
Elektrodenhalters einführbar ist.
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Es
ist ferner denkbar, Elektroden mit mehreren Positionier- und magnetisierbaren
Kopplungsmitteln auszustatten. Eine bestimmte geometrische Anordnung
der Kopplungsmittel und eine entsprechend ausgeführte Anordnung
von Magneten in dem jeweiligen Elektrodenhalter können
somit nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip ausgebildet
werden. Bestimmte Elektrodentypen können damit bestimmten geometrischen
Anordnungen der Positioniermittel zugeordnet werden, sodass ein
Verwechseln oder fehlerhaftes Anbringen an den Elektrodenhaltern
vermieden wird.
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Die
angedeuteten Materialien, wie Eisen, Gold, Silber oder magnetisierbare
Edelmetalle sind ebenfalls modifizierbar. In Frage kommen auch organische
Materialien, die sowohl elektrisch leitend sowie auch magnetisierbar
sind.
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- 1
- Elektrode
- 2
- Elektrodenhalter
- 3
- Trägerschicht
- 4
- Haft-
oder Elektrolytschicht
- 5
- Schutzschicht
- 6
- Trennschicht
- 7
- Öffnung
- 8
- Positioniermittel
- 9
- Magnetscheibe
- 10
- Körper
- 11
- Zuleitung
- 12
- Zuleitungskabel
- 13
- Trägerfolie
- 14
- Magnetisierbares
Kopplungsmittel
- 14A
- Basisabschnitt
- 14B
- Positionierabschnitt
- 14C,
14D
- Verbindungsabschnitt
- 14E
- Spreizabschnitt
- 15
- Öffnung
- 16
- Öffnung
- 17
- Korrosionsschutzfolie
- 18
- Körperoberfläche
- 19
- Öffnung
- 20
- Abschnitt
- 100
- Elektrode
- 110
- Elektrode
- 111,
112
- Elektrode
- 120
- Elektrodenhalter
- M
- Magnetische
Feldlinien
- S
- Schnittlinie
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4653503 [0005, 0005]