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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft im Wesentlichen einen Elektrodensatz für eine Patientenüberwachungsvorrichtung,
wie z. B. ein Elektrokardiographie-Gerät.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Elektrokardiographie-Gerät
ist eine Vorrichtung, die dafür
eingerichtet ist, die elektrische Aktivität des Herzens eines Patienten über der
Zeit aufzuzeichnen. Das Elektrokardiographie-Gerät enthält einen oder mehrere Sensoren
oder Elektroden, die zur Befestigung an einem Patienten angepasst
und dafür
konfiguriert sind, die elektrische Aktivität zu messen. Die Elektroden
senden die Herzaktivität
betreffende elektrische Signale über
einen Leiter, wie z. B. einen Draht, an eine Steuereinrichtung.
Die Steuereinrichtung kann eine als Elektrokardiogramm (EKG) bezeichnete
graphische Darstellung auf der Basis der Daten aus den Elektroden
erzeugen.
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Ein
Problem bei herkömmlichen
Elektrokardiographie-Geräten
besteht darin, dass der Vorgang der Anbringung der Elektroden arbeitsintensiv
ist. Die Elektroden müssen
im Allgemeinen mit einem hohen Grand an Genauigkeit an bestimmten
Abschnitten der der Anatomie eines Patienten angebracht werden.
Daher kann es sowohl schwierig als auch zeitaufwendig sein, die
korrekte Positionierung jeder Elektrode an dem Patienten sicherzustellen.
Ein weiteres Problem bei herkömmlichen
Elektrokardiographie-Geräten besteht
darin, dass nicht korrekt positionierte Elekt roden dazu führen können, dass
das sich ergebende EKG ungenau oder irreführend wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorstehend erwähnten
Unzulänglichkeiten,
Nachteile und Probleme werden hierin behandelt, wie es durch Lesen
und Verstehen der nachfolgenden Beschreibung erkennbar wird.
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In
einer Ausführungsform
enthält
ein Elektrodensatz einen ein isolierendes Material aufweisenden
Träger
(bzw. eine Basis) und mehrere auf dem Träger angeordnete Elektroden.
Die Elektroden weisen im Wesentlichen ein freiliegendes leitendes
Material auf. Der Elektrodensatz enthält auch mehrere auf dem Träger angeordnete
Leiter. Die Leiter weisen ein im Wesentlichen isoliertes leitendes
Material auf und sind jeweils mit einer der Elektroden verbunden. Die
Elektroden sind auf dem Träger
in Bezug zueinander so positioniert, dass sie zusammen auf bestimmten
Abschnitten der Anatomie eines Patienten platziert werden können.
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In
einer weiteren Ausführungsform
enthält ein
Elektrokardiographie-System eine Steuereinrichtung, die dafür konfiguriert
ist, die elektrische Aktivität des
Herzens zu überwachen,
und einen mit der Steuereinrichtung verbundenen Elektrodensatz.
Der Elektrodensatz enthält
einen Träger
bzw. eine Basis mit einem isolierenden Material und mehrere auf
dem Träger
angeordnete Elektrokardiographie-Elektroden. Die Elektrokardiographie-Elektroden
weisen im Wesentlichen ein freiliegendes leitendes Material auf. Der
Elektrodensatz enthält
ferner mehrere auf dem Träger
angeordnete Leiter. Die Leiter weisen ein im Wesentlichen isoliertes
leitendes Material auf und sind jeweils mit einer der Elektrokardiographie-Elektroden
verbunden.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
beinhaltet ein Verfahren eine Bereitstellung eines aus einem ersten
isolierenden Material gebildeten Trägers (bzw. einer Basis), eine
Befestigung eines ersten leitenden Materials auf vorbestimmten Bereichen des
Trägers,
um mehrere Elektroden zu definieren, eine Befestigung eines zweiten
leitenden Materials auf vorbestimmten Bereichen des Trägers, um
mehrere Leiter zu definieren, und eine Befestigung eines zweiten
isolierenden Materials an den mehreren Leitern. Das Verfahren beinhaltet
auch die Bereitstellung einer mit den mehreren Leitern verbundenen Steuereinrichtung.
Die Steuereinrichtung ist für
die Überwachung
der elektrischen Aktivität
eines Herzens konfiguriert.
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Verschiedene
weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann auf
diesem Gebiet aus den beigefügten
Zeichnungen und ihrer detaillierten Beschreibung ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Diagnose/Überwachungs-Systems, das über ein
Zwölfleitersystem
funktionell mit einem Patienten verbunden ist, gemäß einer
Ausführungsform;
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2 zeigt
eine ebene Draufsicht auf einen Elektrodensatz gemäß einer
Ausführungsform;
und
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3 zeigt
eine isometrische Querschnittsansicht einer Elektrode gemäß einer
Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
der nachstehenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, die einen Teil davon bilden und in welchen im Rahmen
eines Beispiels bestimmte Ausführungsformen
dargestellt sind, die ausgeführt
werden können,
Diese Ausführungsformen
werden ausreichend detailliert beschrieben, um dem Fachmann auf diesem
Gebiet zu ermöglichen,
die Ausführungsformen
in die Praxis umzusetzen, und es dürfte sich verstehen, dass weitere
Ausführungsformen
verwendet werden können
und dass logische, mechanische, elektrische und sonstige Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne von dem Rahmen der Ausführungsformen
abzuweichen. Die nachstehende detaillierte Beschreibung ist daher
nicht in einem den Schutzumfang der Erfindung beschränkenden
Sinne aufzufassen.
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Bezugnehmend
auf 1 ist dort ein schematisch dargestelltes Diagnose/Überwachungs-System 10 gemäß einer
Ausführungsform
veranschaulicht. Das Diagnose/Überwachungs-System 10 wird hierin
nachstehend als ein Elektrokardiograph bzw. Elektrokardiographie-Gerät 10 beschrieben.
Es sollte jedoch auch erkennbar sein, dass das Diagnose/Überwachungs-System 10 auch
andere Vorrichtungen, wie z. B. ein Elektroenzephalographie-Gerät, umfassen
kann.
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Das
Elektrokardiographie-Gerät 10 enthält eine
Steuereinrichtung 12 und einen Elektrodensatz 14.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform enthält der Elektrodensatz 14 eine
Rechtsarm-Elektrode RA; eine Linksarm-Elektrode LA; Brust-Elektroden V1, V2,
V3, V4, V5 und V6; eine Rechtsschenkel-Elektrode RL; und eine Linksschenkel-Elektrode LL
für die
Erfassung eines standardmäßigen Zwölf-Ableitungen-Zehn-Elektroden-Elektrokardiogramm-Signals
(EKG-Signals). Die Zwölf-EKG-Ableitungen beinhalten
die Ableitungen I, II, V1, V2, V3, V4, V5 und V6, welche direkt
aus den Patientenableitungen erfasst werden und die Ableitungen
III, aVR, aVL und aVF, welche unter Anwendung des Einthoven-Gesetzes
abgeleitet werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Elektrodensatz 14 alternative Konfigurationen
von Elektroden und Elektrodenstellen aufweisen, um ein standardmäßiges oder nicht-standardmäßiges EKG-Signal zu erfassen.
Beispielsweise kann ein erweitertes Fünfzehn-Ableitungen-System,
das vier zusätzliche
Elektroden enthält, verwendet
werden, um X, Y und Z Ableitungen nach Frank zu erzeugen.
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Der
Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die Elektroden V1, V2,
V3, V4, V5 und V6 mit hohem Genauigkeitsgrad auf den bestimmten Abschnitten
der in 1 dargestellten Anatomie eines Patienten platziert
werden müssen.
Obwohl die Elektroden RA und LA als an der Schulter des Patienten
angebracht dargestellt sind, werden sie üblicherweise an den Handgelenken
des Patienten angebracht. Ebenso werden, obwohl die Elektroden RL und
LL als an den Hüften
des Patienten angebracht dargestellt sind, diese üblicherweise
an den Fußgelenken
des Patienten angebracht. Wenn jede von den Elektroden RA, LA, V1,
V2, V3, V4, V5, V6, RL und LL nicht genau an den passenden Patientenstellen
platziert werden, können
die sich ergebenden EKG-Ableitungen
I, II, III, V1, V2, V3, V4, V5, V6, aVR, aVL und aVF ungenau und/oder
irreführend werden.
Zusätzlich
erfordert die Platzierung der Elektroden RA, LA, V1, V2, V3, V4,
V5, V6, RL und LL in der beschriebenen Weise ein hohes Maß an Fachkenntnis,
Geschick und Zeit.
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Bezugnehmend
auf 2 ist dort der Elektrodensatz 14 detaillierter
dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform
weist der Elektrodensatz 14 eine ausgestanzte flexible
Schaltung auf. Für
die Zwecke dieser Offenbarung ist eine flexible Schaltung als eine
strukturierte Anordnung mit gedruckter Verdrahtung unter Verwendung
eines flexiblen Trägermaterials
definiert. Es dürfte
erkennbar sein, dass die ausgestanzten flexiblen Schaltungen preiswert
hergestellt werden können,
so dass es wirtschaftlich möglich
sein kann, den Elektrodensatz 14 nach jeder Nutzung wegzuwerfen.
Vorteilhafterweise eliminiert ein Wegwerf-Elektrodensatz die Wahrscheinlichkeit
einer Infektionsübertragung
zwischen Patienten oder reduziert diese erheblich. Für die Zwecke
dieser Offenbarung wird ein Wegwerf-Elektrodensatz als einer definiert,
der für
weniger als fünf
US-Dollar bezogen auf das Jahr 2008 hergestellt werden kann.
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Der
Elektrodensatz 14 enthält
einen Träger oder
eine Basis 16, mehrere Sensoren oder Elektroden RA, LA,
V1, V2, V3, V4, V5s, V5m, V5l/V6s, V6m, V6l, RL und LL und mehrere
Leiter 18 und einen Verbinder 20. Die Elektroden
V5s, V5m, V5l/V6s, V6m und V6l repräsentieren eine optionale Elektrodenkonfiguration,
wobei jede Elektrode zur Verwendung bei einem Patienten einer bestimmten
Größe angepasst
ist, um eine Vielzahl unterschiedlich großer Patienten zu berücksichtigen.
Genauer ausgedrückt,
würden,
um die in 1 dargestellte Elektrodenanordnung
beizubehalten, die Elektroden V5s und V5l/V6s an dem Patienten angebracht
werden, während
die Elektroden V5m, V6m und V6l nicht angeschlossen bleiben würden. Um
die in 1 dargestellte Elektrodenanordnung bei einem Patienten mittlerer
Größe beizubehalten,
würden
die Elektroden V5m und V6m an dem Patienten angebracht werden, während die
Elektroden V5s, V5l/V6s und V6l nicht angeschlossen bleiben würden. Um
die in 1 dargestellte Elektrodenplatzierung an einem großen Patienten
einzuhalten, würden
die Elektroden V5l/V6s und V6l an dem Patienten angeschlossen werden,
während
die Elektroden V5s, V5m und V6m nicht angeschlossen bleiben würden.
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Alternativ
kann die die Elektroden V5s, V5m, V5l/V6s, V6m und V6l aufweisende
Elektrodenkonfiguration durch eine einzige (nicht dargestellte) V5-Elektrode
und eine einzige (nicht dargestellte) V6-Elektrode ersetzt werden.
Beispielsweise kann ein Elektrodensatz 14, der ausschließlich zur
Verwendung an Patienten mittlerer Größe angepasst ist, nur eine
einzige V5-Elektrode,
die an der Position angeordnet ist, die derzeit durch eine Elektrode
V5m belegt ist, und nur eine V6-Elektrode aufweisen, die an der
derzeit von der Elektrode V6m belegten Position angeordnet ist.
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Die
Basis bzw. der Träger 16 kann
ein flexibles oder biegbares Isolationsmaterial, wie z. B. Polyimid,
Polyester oder Polyethylennaphthalat, aufweisen. Für die Zwecke
dieser Offenbarung bezieht sich ein isolierendes Material auf ein
dielektrisches oder im Wesentlichen nicht leitfähiges Material. Die flexible
Art des Trägers 16 ermöglicht ihm,
sich eng an die Anatomie eines gegebenen Patienten anzulegen bzw.
anzupassen. Die Elektroden RA, LA, V1, V2, V3, V4, V5s, V5m, V5l/V6s,
V6m, V6l, RL und LL und der Verbinder 20 weisen ein freiliegendes
leitendes Material auf, das auf dem Träger 16 aufgedruckt
oder geätzt
ist. Als ein Beispiel können
die Elektroden RA, LA, V1, V2, V3, V4, V5s, V5m, V5l/V6s, V6m, V6l,
RL und LL und der Verbinder 20 hoch dehnfähiges Kupfer,
rollengeglühtes
Kupfer, Silberleittinte oder irgendeine von einer Vielzahl unterschiedlicher
Metallfolien aufweisen. Die Leiter 18 können ein leitfähiges Material
aufweisen, das auf dem Träger 16 aufgedruckt
oder geätzt
ist, und das anschließend
durch ein isolierendes Material abgedeckt ist.
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Die
Torsoelektroden V1–V6l
sind auf dem Träger 16 an
einer relativen Position gedruckt, die dafür abgepasst ist, die in 1 dargestellte
Elektrodenplatzierung bei einer Aufbringung auf einen Patienten
einzuhalten. Demzufolge kann ein Benutzer den Elektrodensatz 14 als
eine einzige Einheit positionieren und danach alle sechs Torsoelektroden
an dem Patien ten auf der Basis ihrer relativen Position auf dem
Träger 16 anbringen,
statt jede von den Torsoelektroden einzeln zu positionieren. Mit
anderen Worten kann ein Benutzer alle sechs Torsoelektroden zur
selben Zeit positionieren und dadurch die Effizienz erhöhen und
die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers im Vergleich zu bekannten Systemen,
welche die individuelle Positionierung jeder Elektrode einzeln erfordern,
verringern.
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Gemäß einer
Ausführungsform
enthält
der Elektrodensatz 14: einen perforierten Abschnitt 30, der
zwischen den Elektroden RL und LL angeordnet ist; einen perforierten
Abschnitt 32, der zwischen der Elektrode RL und den Elektroden
V1–V6l
angeordnet ist; einen perforierten Abschnitt 34, der zwischen
der Elektrode RA und den Elektroden V1–V6l angeordnet ist; und einen
perforierten Abschnitt 36, der zwischen den Elektroden
RA und LA angeordnet ist. Die perforierten Abschnitte 30–36 können während des
Stanzvorgangs erzeugt werden und sind dafür konfiguriert, den Vorgang
der Abtrennung einzelner Elektroden von dem Rest des Elektrodensatzes 14 zu
vereinfachen. Beispielsweise kann die Elektrode LL bequem von dem
Rest des Elektrodensatzes 14 an dem perforierten Abschnitt 30 getrennt
werden, um die Anbringung der Elektrode LL an dem linken Fußgelenk des
Patienten zu ermöglichen,
während
die Elektroden V1–V6l
an dem Torso des Patienten angebracht werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
enthält
der Elektrodensatz 14 eine Elektrodenpositionierungseinrichtung 40 und
eine Elektrodenausrichtungseinrichtung 42. Die Elektrodenpositionierungseinrichtung 40 weist
eine durch den Träger 16 definierte Öffnung auf,
die während
des Stanzvorgangs erzeugt werden kann. Die Elektrodenpositionierungseinrichtung 44 ist
in Bezug auf die Torsoelektroden V1–V6l so lokalisiert, dass,
wenn das Sternum des Patienten durch die Elektrodenpositionierungseinrichtung 40 hindurch
sichtbar ist, die Torso elektroden V1–V6l korrekt in Bezug auf den
Patienten positioniert sind. Die Elektrodenausrichtungseinrichtung 42 weist
eine im Wesentlichen gerade Linie auf, die auf dem Träger 16 aufgedruckt
ist. Die Elektrodenausrichtungseinrichtung 42 ist in Bezug
auf die Elektrodenpositionierungseinrichtung 40 und die
Torsoelektroden V1–V6l
so ausgerichtet, dass, wenn die Elektrodenausrichtungseinrichtung 42 im
Wesentlichen horizontal in Bezug auf den Patienten angeordnet ist, die
Torsoelektroden V1–V6l
korrekt in Bezug auf den Patienten ausgerichtet sind. Es sollte
angemerkt werden, dass sowohl durch die Positionierung als auch durch
die Ausrichtung des Elektrodensatzes 14 in der beschriebenen
Weise die Torsoelektroden V1–V6l mit
einem hohen Grad an Genauigkeit auf den bestimmten Abschnitten der
in 1 dargestellten Anatomie eines Patienten platziert
werden können.
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Bezugnehmend
auf 3 ist dort eine isometrische Querschnittsansicht
der Elektrode RA gemäß einer
optionalen Ausführungsform
dargestellt. Die Elektrode RA ist für Veranschaulichungszwecke dargestellt,
und es dürfte
verständlich
sein, dass die restlichen Elektroden LA, V1, V2, V3, V4, V5s, V5m, V5l/V6s,
V6m, V6l, RL und LL in ähnlicher
Weise konfiguriert sein können.
Ein leitendes Gel 44 und eine Abdeckung 46 sind
an der Elektrode RA gesichert, wie es nachstehend im Detail beschrieben
ist.
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Das
leitfähige
Gel 44 stellt ein leitendes Medium zwischen der Oberfläche der
Haut des Patienten und der Elektrode RA bereit, um die elektrische Aktivität des Patientenherzens
besser zu überwachen.
Das leitende Gel 44 kann auch eine Haftung erzielen, um
die Elektrode RA nach ihrer Aufbringung festzuhalten. Das leitende
Gel 44 kann direkt auf der Elektrode RA als Teil des Herstellungsprozesses
des Elektrodensatzes 14 aufgebracht werden. Die Abdeckung 46 ist
dafür konfiguriert,
das leitende Gel 44 zu schützen, bis die Elektrode RA
auf einem Patienten aufgebracht wird. Die Abdeckung 46 ist
an dem Umfang der Elektrode RA mit einem Kleber so befestigt, dass
das leitende Gel 44 dazwischen angeordnet ist. Die Abdeckung 46 kann
eine Abziehlasche 48 enthalten, so dass ein Benutzer unmittelbar
vor der Aufbringung der Elektrode RA auf einem Patienten bequem die
Abdeckung 46 von der Elektrode RA abziehen kann. Gemäß einer
alternativen Ausführungsform kann
eine einzige große
(nicht dargestellte) Abdeckung eingesetzt werden, um mehrere Elektroden
(z. B. die Torsoelektroden V1–V6l)
zu schützen.
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Im
Wesentlichen nutzt diese Beschreibung Beispiele, um die Erfindung,
einschließlich
ihrer besten Ausführungsart,
zu offenbaren, und um auch jedem Fachmann auf diesem Gebiet zu ermöglichen, die
Erfindung, einschließlich
der Herstellung und Nutzung aller Vorrichtungen oder Systeme und
Durchführung
aller darin einbezogenen Verfahren, auszuführen. Der patentierbare Schutzumfang
der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere
Beispiele umfassen, die dem Fachmann auf diesem Gebiet einfallen.
Derartige weitere Beispiele sollen innerhalb des Schutzumfangs der
Ansprüche
liegen, wenn sie Strukturelemente besitzen, die sich nicht von dem
Wortsinn der Ansprüche
unterscheiden, oder wenn sie äquivalente
Strukturelemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem
Wortsinn der Ansprüche
enthalten.
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Es
ist hierin ein Elektrodensatz 14 offenbart. Der Elektrodensatz 14 enthält einen
ein isolierendes Material aufweisenden Träger 16 und mehrere
auf dem Träger 16 angeordnete
Elektroden RA–LL.
Die Elektroden RA–LL
weisen ein im Wesentlichen freiliegendes leitendes Material auf.
Der Elektrodensatz enthält
auch mehrere auf dem Träger 16 angeordnete
Leiter 18. Die Leiter 18 weisen ein im Wesentlichen isoliertes
leitendes Material auf und sind jeweils mit einer der Elektroden
RA–LL
verbunden. Die Elektroden RA–LL
sind auf dem Träger 16 in
Bezug zueinander so positioniert, dass sie gemeinsam auf bestimmten
Abschnitten der Anatomie eines Patienten platziert werden können.
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1
- 10
- Diagnose/Überwachungs-System
- 12
- Steuereinrichtung
- 14
- Elektrodensatz
- RA–LL
- Elektroden
- I–V6
- Ableitungen
-
2
- 14
- Elektrodensatz
- 16
- Träger, Basis
- 18
- Leiter
- 20
- Verbinder,
Anschluss
- 30
- Perforierter
Abschnitt
- 32
- Perforierter
Abschnitt
- 34
- Perforierter
Abschnitt
- 36
- Perforierter
Abschnitt
- 40
- Elektrodenpositionierungseinrichtung
- 42
- Elektrodenausrichtungseinrichtung
- RA–LL
- Elektroden
-
3
- 44
- Leitendes
Gel
- 46
- Abdeckung
- 48
- Abziehlasche
- RA
- Elektrode