DE102016117354A1 - On the skin portable electrode - Google Patents

On the skin portable electrode Download PDF

Info

Publication number
DE102016117354A1
DE102016117354A1 DE102016117354.1A DE102016117354A DE102016117354A1 DE 102016117354 A1 DE102016117354 A1 DE 102016117354A1 DE 102016117354 A DE102016117354 A DE 102016117354A DE 102016117354 A1 DE102016117354 A1 DE 102016117354A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
contact layer
transfer layer
electrode
electrode according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016117354.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT New Textile Technologies GmbH
Original Assignee
NTT New Textile Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTT New Textile Technologies GmbH filed Critical NTT New Textile Technologies GmbH
Priority to DE102016117354.1A priority Critical patent/DE102016117354A1/en
Priority to PCT/DE2017/100791 priority patent/WO2018050172A1/en
Publication of DE102016117354A1 publication Critical patent/DE102016117354A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804Garments; Clothes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/0404Electrodes for external use
    • A61N1/0472Structure-related aspects
    • A61N1/0492Patch electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531Measuring skin impedance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

Eine auf der Haut tragbare Elektrode weist eine elektrische Kontaktschicht auf, die mit einem Stromanschluss verbunden ist, wobei zwischen Stromanschluss und Kontaktschicht eine elektrische Übertragungsschicht angeordnet ist.A skin-portable electrode has an electrical contact layer which is connected to a power connection, wherein an electrical transfer layer is arranged between the power connection and the contact layer.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf der Haut tragbare Elektrode, insbesondere in einem Bekleidungsstück, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to an electrode that can be worn on the skin, in particular in a piece of clothing, according to the preamble of claim 1.

In der DE 20 2007 017 033 U1 wird eine tragbare Pulsmesseinrichtung beschrieben, die zwei Sensorfelder zwischen zwei Gewebelagen umfasst, wobei in die der Haut zugewandte Gewebelage den Sensorfeldern zugeordnete Ausnehmungen eingebracht sind, um einen Kontakt mit der Haut herzustellen. Jedes Sensorfeld besteht aus einer Silikonschicht, in die elektrisch leitfähige Karbonpartikel eingebracht sind. Zusätzlich sind die Sensorfelder zwischen elektrisch isolierenden Silikonstreifen angeordnet, wobei der der Hautseite zugewandte Silikonstreifen ebenfalls Ausnehmungen aufweist, die mit den Ausnehmungen in der benachbarten Gewebelage fluchten. Die Sensorfelder sind mit einem Beflockungsmaterial versehen, um den Tragekomfort zu erhöhen. In the DE 20 2007 017 033 U1 a portable pulse measuring device is described which comprises two sensor fields between two layers of fabric, wherein in the skin-facing fabric layer of the sensor fields associated recesses are introduced to make contact with the skin. Each sensor field consists of a silicon layer, in which electrically conductive carbon particles are introduced. In addition, the sensor fields are arranged between electrically insulating silicone strips, wherein the skin side facing silicone strip also has recesses which are aligned with the recesses in the adjacent fabric layer. The sensor fields are provided with a flocking material to increase the wearing comfort.

Aus der EP 2 143 376 A2 ist eine auf der Haut tragbare Sensoreinrichtung mit zwei Einzelsensoren bekannt, die in eine Stofflage integriert sind. Auf der Rückseite weisen die Einzelsensoren eine elektrisch nichtleitende Sperrschicht auf. From the EP 2 143 376 A2 a skin-portable sensor device with two individual sensors is known, which are integrated in a fabric layer. On the back, the individual sensors have an electrically non-conductive barrier layer.

Die Einzelsensoren sind über elektrische Leiter, die durch die Stofflage hindurchgeführt sind, mit Anschlüssen verbunden. The individual sensors are connected via electrical conductors, which are passed through the fabric layer with terminals.

In der EP 2 803 315 A1 ist ein Elektrodenbrustgürtel mit zwei Einzelelektroden bekannt, die zwischen Isolationsschichten angeordnet sind, wobei der elektrische Anschluss über elektrische Verbindungen erfolgt, die durch eine Isolationsschicht hindurchgeführt sind. In the EP 2 803 315 A1 For example, an electrode chest belt with two individual electrodes is known, which are arranged between insulating layers, wherein the electrical connection is made via electrical connections, which are passed through an insulating layer.

Aus der EP 1 676 528 A1 ist ein Sensorsystem mit zwei Elektroden zwischen zwei Stofflagen bekannt, wobei die Elektroden jeweils über zwei Anschlüsse kontaktiert sind, die durch eine Stofflage hindurchgeführt sind. Die Anschlüsse bestehen aus einem Polyurethan, in das Textilfasern mit Silber eingebracht sind. From the EP 1 676 528 A1 is a sensor system with two electrodes between two layers of fabric known, the electrodes are each contacted via two terminals, which are passed through a layer of material. The connections consist of a polyurethane in which textile fibers are incorporated with silver.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen eine auf der Haut tragbare Elektrode mit hohem Tragekomfort zu schaffen. The invention has for its object to provide with simple measures a portable on the skin electrode with high comfort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die erfindungsgemäße, auf der Haut tragbare Elektrode kann als Sensor eingesetzt werden, über den Vitalparameter des Körpers anhand von Spannungsänderungen auf der Haut oder einer Änderung des elektrischen Hautwiderstandes ermittelt werden. Es ist auch möglich, die Elektrode als Signalgeber einzusetzen, über die elektrische Impulse auf die Haut übertragen werden, beispielsweise zur Muskelstimulation. The skin-portable electrode according to the invention can be used as a sensor, can be determined via the vital parameters of the body based on changes in the tension on the skin or a change in the electrical skin resistance. It is also possible to use the electrode as a signal generator, are transmitted via the electrical impulses to the skin, for example, for muscle stimulation.

Die Elektrode wird vorteilhafterweise in ein Bekleidungsstück integriert, beispielsweise in ein Hemd, ein T-Shirt, eine Hose wie zum Beispiel eine Sporthose, einen Büstenhalter oder dergleichen. Des Weiteren kann die Elektrode auch in einen Gürtel, einen Brustgurt oder eine Manschette integriert werden, die zum Beispiel über das Handgelenk oder das Fußgelenk gestülpt wird; auch derartige Gegenstände zählen im Sinne der Erfindung als „Bekleidungsstück“. The electrode is advantageously integrated into a garment, for example a shirt, T-shirt, trousers such as sports pants, brassiere or the like. Furthermore, the electrode can also be integrated into a belt, a chest strap or a cuff, which, for example, is slipped over the wrist or the ankle; Also such items count in the context of the invention as a "piece of clothing".

Des Weiteren ist es möglich, die Elektrode ohne Bekleidungsstück unmittelbar auf die Haut aufzusetzen. Furthermore, it is possible to place the electrode directly on the skin without clothing.

Die Elektrode kann als einzelne Elektrode verwendet werden, insbesondere in einem Bekleidungsstück, oder es sind in dem Bekleidungsstück zwei Elektroden vorhanden, beispielsweise um bei einem Stromfluss zwischen den Elektroden über die Haut den Hautwiderstand zu ermitteln. The electrode may be used as a single electrode, particularly in a garment, or there may be two electrodes in the garment, for example, to determine skin resistance during a current flow between the electrodes across the skin.

Die Elektrode wird im Einsatz unmittelbar auf der Haut platziert. Hierbei liegt eine elektrische Kontaktschicht, die Bestandteil der Elektrode ist, direkt auf der Haut auf. Es kann gegebenenfalls aber zweckmäßig sein, die Kontaktschicht auf der Hautseite mit einer Beflockung zu versehen, die das Tragegefühl und den Tragekomfort verbessert und Feuchtigkeit aufsaugt. Die Beflockung auf der Kontaktschicht schränkt die Funktion der Elektrode als Signalgeber oder Signalempfänger nicht oder zumindest nicht wesentlich ein. The electrode is placed directly on the skin during use. In this case, an electrical contact layer, which is part of the electrode, rests directly on the skin. However, it may be appropriate to provide the contact layer on the skin side with a flocking, which improves the feeling of wear and comfort and absorbs moisture. The flocking on the contact layer does not limit the function of the electrode as a signal generator or signal receiver or at least not substantially.

Bei der erfindungsgemäßen Elektrode ist die Kontaktschicht mit einem Stromanschluss verbunden, beispielsweise einem Stromleiter oder -kabel. Der Stromanschluss kann mit oder ohne mechanischen Kontakt mit der Kontaktschicht ausgeführt sein. Der Stromanschluss steht direkt in elektrischem Kontakt mit einer elektrischen Übertragungsschicht, die an der Kontaktschicht liegt. Die Kontaktschicht wird somit über die anliegende elektrische Übertragungsschicht mit dem Stromanschluss elektrisch verbunden. Die Übertragungsschicht, die gegebenenfalls den Stromanschluss von der Kontaktschicht separieren kann, erstreckt sich zumindest annähernd über die gesamte Länge der Kontaktschicht. Der Stromfluss erfolgt über den Stromanschluss auf die Übertragungsschicht und von der Übertragungsschicht auf die Kontaktschicht. In the electrode according to the invention, the contact layer is connected to a power connection, for example a conductor or cable. The power connection may be made with or without mechanical contact with the contact layer. The power connector is in direct electrical contact with an electrical transfer layer located on the contact layer. The contact layer is thus electrically connected via the adjacent electrical transfer layer to the power connector. The transfer layer, which may optionally separate the power connection from the contact layer, extends at least approximately over the entire length of the contact layer. The current flow takes place via the power connection to the transfer layer and from the transfer layer to the contact layer.

Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Kontaktschicht nicht wie im Stand der Technik an einer eng begrenzten Stelle mit Strom versorgt wird, was zu einer verhältnismäßig hohen Stromdichte im Kontaktbereich zwischen dem Stromanschluss und der Kontaktschicht führt und vom Benutzer als unangenehm empfunden werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung erfolgt vielmehr die elektrische Verbindung zwischen dem Stromanschluss und der Kontaktschicht über die Übertragungsschicht auf einer verhältnismäßig großen Länge der Kontaktschicht, wodurch lokal erhöhte Stromdichten in der Kontaktschicht vermieden werden. Die Stromübertragung zwischen dem Stromanschluss und der Kontaktschicht erfolgt gleichmäßig über die Länge der Kontaktschicht. Die Übertragungsschicht besitzt vorteilhafterweise einen geringeren elektrischen Widerstand als die Kontaktschicht, so dass selbst bei einem direkten mechanischen Kontakt zwischen dem Stromanschluss und der Kontaktschicht der Stromfluss flächig über die Übertragungsschicht auf die Kontaktschicht erfolgt. This embodiment has the advantage that the contact layer is not supplied, as in the prior art in a tightly limited place with power, resulting in a relatively high current density in the contact area between the power connector and the contact layer and can be perceived by the user as unpleasant. In the embodiment according to the invention, rather, the electrical connection between the power connection and the contact layer via the transfer layer over a relatively large length of the contact layer, whereby locally increased current densities are avoided in the contact layer. The power transmission between the power connector and the contact layer is uniform over the length of the contact layer. The transfer layer advantageously has a lower electrical resistance than the contact layer, so that even in the case of a direct mechanical contact between the power connection and the contact layer, the current flow takes place over the transfer layer over the contact layer.

Vorteilhafterweise weist die Übertragungsschicht zumindest annähernd die gleiche Fläche wie die Kontaktschicht auf und liegt unmittelbar an einer Seitenfläche der Kontaktschicht an, so dass über die gesamte Seitenfläche der Kontaktschicht eine elektrische Übertragung zwischen Kontakt- und Übertragungsschicht möglich ist. Dieser Effekt wird auch erreicht, falls die Übertragungsschicht in einer oder in zwei Dimensionen eine größere Erstreckung als die Kontaktschicht aufweist und somit in der Länge und/oder in der Breite über die Kontaktschicht hinausragt. Auch in diesem Fall ist die Seitenfläche der Kontaktschicht vollständig in Kontakt mit der Übertragungsschicht. Advantageously, the transfer layer has at least approximately the same area as the contact layer and abuts directly on a side surface of the contact layer, so that an electrical transfer between contact and transfer layer is possible over the entire side surface of the contact layer. This effect is also achieved if the transfer layer in one or in two dimensions has a greater extent than the contact layer and thus extends beyond the contact layer in length and / or width. Also in this case, the side surface of the contact layer is completely in contact with the transfer layer.

Die Übertragungsschicht und die Kontaktschicht unterscheiden sich vorteilhafterweise in zumindest einem Materialparameter. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die elektrische Leitfähigkeit, die in der Übertragungsschicht höher sein kann als in der Kontaktschicht. Vorteilhafterweise kann die Kontaktschicht schneller als die Übertragungsschicht elektrische Hautparameter erfassen. Dementsprechend weist die Kontaktschicht beispielsweise einen höheren elektrischen Widerstand auf als die Übertragungsschicht. The transfer layer and the contact layer advantageously differ in at least one material parameter. This is, for example, the electrical conductivity, which may be higher in the transfer layer than in the contact layer. Advantageously, the contact layer can detect electrical skin parameters faster than the transfer layer. Accordingly, the contact layer, for example, a higher electrical resistance than the transfer layer.

Der Unterschied zwischen dem Aufbau der Kontaktschicht und der Übertragungsschicht kann aber auch den mechanischen Aufbau der Schichten betreffen. So ist es beispielsweise möglich, dass die Übertragungsschicht ein Gestrick, Gewirk oder einen Stoff umfasst mit miteinander regelmäßig oder regellos verwobenen Fasern, wohingegen die Kontaktschicht als ein massiver Block ausgebildet sein kann. However, the difference between the structure of the contact layer and the transfer layer can also relate to the mechanical structure of the layers. Thus, for example, it is possible for the transfer layer to comprise a knitted fabric, knitted fabric or a fabric having fibers woven together regularly or randomly, whereas the contact layer may be formed as a solid block.

In der Ausführung der Übertragungsschicht als Gestrick, Gewirk oder Stoff können die Fasern der Übertragungsschicht aus einem nicht-elektrisch leitenden Material gefertigt sein, die jedoch mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen sind, beispielsweise mit einer Beschichtung aus Silber. In the embodiment of the transfer layer as a knitted fabric or fabric, the fibers of the transfer layer can be made of a non-electrically conductive material, but which are provided with an electrically conductive coating, for example with a coating of silver.

Die Übertragungsschicht ist, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung, aus einem Polyamid gefertigt. Die Kontaktschicht ist dagegen, gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung, aus Polyurethan gefertigt. In die Kontaktschicht können elektrisch leitfähige Partikel eingebracht sein, beispielsweise Ruß- bzw. Karbonpartikel. In der Kombination einer Fertigung der Kontaktschicht aus Polyurethan mit eingebrachten Karbonpartikeln erhält man den Vorteil eines raschen Ansprechverhaltens der Kontaktschicht sowohl in der Ausführung der Elektrode als Signalgeber als auch in der Ausführung als Sensor. The transfer layer is, according to a further advantageous embodiment, made of a polyamide. The contact layer is, however, made of polyurethane, according to another expedient embodiment. In the contact layer electrically conductive particles may be introduced, for example carbon black or carbon particles. The combination of a production of the contact layer of polyurethane with carbon particles introduced gives the advantage of rapid response of the contact layer both in the design of the electrode as a signal generator and in the embodiment as a sensor.

Der Aufbau der Elektrode mit Kontaktschicht, Übertragungsschicht und Stromanschluss hat den weiteren Vorteil, dass die Übertragungsschicht auch bei einem nur lokalen Kontakt mit dem Stromanschluss eine gleichmäßige Stromübertragung auf die Kontaktschicht gewährleistet. Es kann beispielsweise ausreichend sein, dass der Stromanschluss lediglich den Randbereich der Übertragungsschicht elektrisch kontaktiert, wobei die Stromübertragung von dem Randbereich der Übertragungsschicht ausgehend zumindest weitgehend gleichmäßig über den Kontakt zur Kontaktschicht auf diese übertragen wird. The structure of the electrode with contact layer, transfer layer and power connection has the further advantage that the transfer layer ensures a uniform current transfer to the contact layer even with only local contact with the power connector. For example, it may be sufficient for the electrical connection to only electrically contact the edge region of the transfer layer, the current transfer being transmitted from the edge region of the transfer layer to the contact layer at least substantially uniformly over the contact layer.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung, in der der Stromanschluss einen Stromleiter bildet, erstreckt sich ein nicht-isolierter Leitungsabschnitt des Stromleiters zumindest annähernd über die Länge der Übertragungsschicht und steht in elektrischem Kontakt mit der Übertragungsschicht. According to a further advantageous embodiment, in which the current connection forms a current conductor, a non-insulated line section of the current conductor extends at least approximately over the length of the transfer layer and is in electrical contact with the transfer layer.

Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weist die Elektrode auf der der Übertragungsschicht abgewandten Seite des Stromanschlusses eine elektrisch isolierende Isolationsschicht auf. Die Isolationsschicht kann als eine Polyurethanschicht ausgebildet sein. Die Isolationsschicht kann gegebenenfalls aus dem gleichen Material wie die Kontaktschicht bestehen, jedoch ohne elektrisch leitende Partikel, so dass die Isolationsschicht elektrisch isolierend wirkt. According to yet another expedient embodiment, the electrode has an electrically insulating insulating layer on the side of the power connection facing away from the transfer layer. The insulating layer may be formed as a polyurethane layer. If appropriate, the insulating layer may consist of the same material as the contact layer, but without electrically conductive particles, so that the insulating layer has an electrically insulating effect.

In der Ausführung des Stromanschlusses als Stromkabel bzw. Stromleiter ist ein Kabelabschnitt vorteilhafterweise an der Elektrode seitlich nach außen geführt und kann an eine Stromquelle oder an eine Auswerteeinheit oder an einen Transmitter angeschlossen werden. In the embodiment of the power connection as a power cable or conductor, a cable section is advantageously guided laterally outwards at the electrode and can be connected to a power source or to an evaluation unit or to a transmitter.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be found in the further claims, the description of the figures and the drawing. Show it:

1 einen Schnitt durch eine Elektrode, an die ein Stromkabel angeschlossen ist, 1 a section through an electrode to which a power cable is connected,

2 einen Schnitt durch eine Elektrode in einer weiteren Ausführung, mit einem Stromanschlussknopf, 2 a section through an electrode in a further embodiment, with a power connector button,

3 eine Draufsicht auf die Elektrode gemäß 2. 3 a plan view of the electrode according to 2 ,

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Die in 1 dargestellte Elektrode 1 kann in ein Bekleidungsstück 2 integriert werden, bei dem es sich gegebenenfalls auch um einen Gürtel, einen Gurt, eine Manschette oder dergleichen handeln kann. Die Elektrode 1 umfasst eine Kontaktschicht 3, eine Übertragungsschicht 4, einen Stromanschluss 5 sowie eine Isolationsschicht 6, die jeweils parallel zueinander verlaufen und aneinander liegend ausgebildet sind, so dass ein unmittelbarer physischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht 3 und der Übertragungsschicht 4, zwischen der Übertragungsschicht 4 und dem Stromanschluss 5 und zwischen dem Stromanschluss 5 und der Isolationsschicht 6 gegeben ist. Bei Gebrauch liegt die Außenseite der Kontaktschicht 3 unmittelbar auf der Haut der betreffenden Person auf. Die Elektrode 1 kann entweder als ein Sensor verwendet werden, beispielsweise zum Messen des elektrischen Hautwiderstandes der Person, oder als Signalgeber, beispielsweise zum Aussenden von Stromimpulsen zur Muskelstimulation. In the 1 represented electrode 1 can be in a piece of clothing 2 integrated, which may possibly also be a belt, a belt, a cuff or the like. The electrode 1 includes a contact layer 3 , a transfer layer 4 , a power connection 5 and an insulation layer 6 which are each parallel to each other and are formed lying against each other, so that a direct physical contact between the contact layer 3 and the transfer layer 4 , between the transfer layer 4 and the power connection 5 and between the power connection 5 and the insulation layer 6 given is. In use, the outside of the contact layer is located 3 directly on the skin of the person in question. The electrode 1 can either be used as a sensor, for example for measuring the electrical skin resistance of the person, or as a signal generator, for example, to send out current pulses for muscle stimulation.

Die Kontaktschicht 3 ist elektrisch leitend ausgebildet und besteht beispielsweise aus Polyurethan mit darin eingebrachten elektrisch leitfähigen Partikeln, beispielsweise Rußpartikeln. The contact layer 3 is formed electrically conductive and consists for example of polyurethane with it introduced electrically conductive particles, such as soot particles.

Die flächig an der Kontaktschicht 3 anliegende Übertragungsschicht 4 unterscheidet sich im Hinblick auf ihren Aufbau von der Kontaktschicht 3. Die Übertragungsschicht besteht beispielsweise aus einem Polyamid und ist zum Beispiel als ein Gestrick, Gewirk oder Stoff mit regelmäßig angeordneten Fäden aus dem Poylamid gefertigt. Die Übertragungsschicht 4 ist ebenso wie die Kontaktschicht 3 elektrisch leitend ausgebildet, wobei die elektrische Leitfähigkeit durch eine elektrisch leitende Beschichtung der Fäden hergestellt wird, aus dem der Stoff oder das Gestrick oder Gewirk gefertigt ist, beispielsweise einer Silberbeschichtung. The area at the contact layer 3 attached transfer layer 4 differs in terms of their structure of the contact layer 3 , The transfer layer consists for example of a polyamide and is made for example as a knitted fabric or knitted fabric with regularly arranged threads of the polyamide. The transfer layer 4 is just like the contact layer 3 formed electrically conductive, wherein the electrical conductivity is produced by an electrically conductive coating of the threads from which the fabric or knit or knitted fabric is made, for example, a silver coating.

Die Übertragungsschicht 4 liegt auf der der Hautseite abgewandten Seitenfläche der Kontaktschicht 3 flächig an. Vorteilhafterweise weisen die Kontaktschicht 3 und die Übertragungsschicht 4 die gleiche Querschnittsfläche und Querschnittsform auf, so dass die Kontaktschicht 3 vollständig an ihrer der Hautseite abgewandten Seitenfläche von der Übertragungsschicht 4 bedeckt ist. The transfer layer 4 lies on the skin side facing away from the side surface of the contact layer 3 flat on. Advantageously, the contact layer 3 and the transfer layer 4 the same cross-sectional area and cross-sectional shape, so that the contact layer 3 completely on its side facing away from the skin side surface of the transfer layer 4 is covered.

Die Übertragungsschicht 4 wird elektrisch von dem Stromanschluss 5 kontaktiert, der im Ausführungsbeispiel als ein Stromkabel oder Stromleiter ausgebildet ist. Ein nicht-isolierter Abschnitt des Stromkabels 5 erstreckt sich über die gesamte Länge der Übertragungsschicht 4 und liegt unmittelbar auf Kontakt mit der Übertragungsschicht 4, wobei die Breite der Übertragungsschicht 4 größer ist als die Breite bzw. Dicke des Stromkabels 5. Der Strom im Stromkabel 5 wird über die Übertragungsschicht 4 gleichmäßig auf die Kontaktschicht 3 übertragen, so dass lokal erhöhte Stromdichten in der Kontaktschicht 3 vermieden werden. Bei einem Einsatz der Elektrode 1 als Sensor erfolgt in umgekehrter Richtung eine gleichmäßige Stromübertragung von der Kontaktschicht 3 über die Übertragungsschicht 4 auf den nicht-isolierten Abschnitt des Stromkabels 5. The transfer layer 4 gets electric from the power connector 5 contacted, which is formed in the embodiment as a power cable or conductor. A non-insulated section of the power cable 5 extends over the entire length of the transfer layer 4 and is due to contact with the transfer layer 4 , wherein the width of the transfer layer 4 is greater than the width or thickness of the power cable 5 , The electricity in the power cable 5 is over the transfer layer 4 evenly on the contact layer 3 transmit, so that locally increased current densities in the contact layer 3 be avoided. When using the electrode 1 as a sensor in the reverse direction, a uniform current transfer from the contact layer 3 over the transfer layer 4 on the non-insulated section of the power cord 5 ,

Das Stromkabel 5 ist seitlich über die Elektrode 1 hinausgeführt, wobei der hinausragende Abschnitt des Stromkabels 5 eine elektrische Isolation aufweist und im weiteren Verlauf in einen Kontaktstück 7 mündet, über das der Anschluss an eine Stromquelle, einen Transmitter oder eine Auswerteeinheit erfolgt. Der Übergang zwischen dem nicht-isolierten Abschnitt des Stromkabels 5, der innerhalb der Elektrode auf Kontakt zur Übertragungsschicht 4 liegt, und dem herausragenden, isolierten Teil des Stromkabels 5 erfolgt über einen Übergangsabschnitt 8 des Stromkabels. Der Übergangsabschnitt 8 kann innerhalb oder außerhalb des sandwichartigen Pakets der Elektrode liegen. The power cable 5 is laterally over the electrode 1 led out, wherein the protruding portion of the power cable 5 has an electrical insulation and later in a contact piece 7 opens, via which the connection to a power source, a transmitter or an evaluation unit takes place. The transition between the non-insulated section of the power cable 5 which is in contact with the transfer layer within the electrode 4 and the protruding, isolated part of the power cord 5 takes place via a transitional section 8th of the power cable. The transition section 8th may be inside or outside the sandwiched packet of the electrode.

Auf der der Übertragungsschicht 4 abgewandten Seite ist der nicht-isolierte Abschnitt des Stromkabels 5 von einer Isolationsschicht 6 bedeckt. Die Isolationsschicht 6 besteht beispielsweise aus Polyurethan, jedoch ohne elektrisch leitende Partikel, so dass die Isolationsschicht 6 elektrisch isolierend wirkt. On the transfer layer 4 opposite side is the non-insulated section of the power cord 5 from an insulation layer 6 covered. The insulation layer 6 consists for example of polyurethane, but without electrically conductive particles, so that the insulation layer 6 electrically insulating acts.

Die Hautseite der Kontaktschicht 3 kann gegebenenfalls mit einem Beflockungsmaterial versehen sein, um den Tragekomfort bei einem Kontakt der Elektrode mit der Haut zu verbessern. Die Beflockung schränkt die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktschicht 3 nicht oder zumindest nicht in einer signifikanten Weise ein. The skin side of the contact layer 3 may optionally be provided with a flocking material to improve comfort in contact of the electrode with the skin. The flocking limits the electrical conductivity of the contact layer 3 not or at least not in a significant way.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Elektrode 1 dargestellt, die in ein Bekleidungsstück integriert werden kann und grundsätzlich die gleiche Funktion und Ausgestaltung wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 aufweist. Im Unterschied zu 1 ist jedoch bei 2 der Stromanschluss 5 als ein Stromanschlussknopf ausgebildet, der auf der der Haut 9 abgewandten Seite durch die Isolationsschicht 6 sowie durch die darauf folgende Übertragungsschicht 4 hindurchragt und sich bis in die Kontaktschicht 3 hineinerstreckt. Der Stromanschlussknopf 5 ist beispielsweise als ein Magnetknopf ausgebildet, der magnetisch ausgeführt ist und entsprechend über Magnetkräfte an einem Gegenstück angedockt werden kann, um die elektrische Stromübertragung zum Gegenstück bzw. vom Gegenstück sicherzustellen. Alternativ zu einer Ausführung als Magnetknopf ist auch eine mechanische Verbindung, beispielsweise als ein Druckknopf, zu einem entsprechend ausgebildeten Gegenstück möglich. In 2 is another embodiment of an electrode 1 shown, which can be integrated into a piece of clothing and basically the same function and design as in Embodiment according to 1 having. In contrast to 1 is included 2 the power connection 5 designed as a power connector button on the skin 9 opposite side through the insulation layer 6 and by the subsequent transfer layer 4 protrudes through and into the contact layer 3 hineinerstreckt. The power connection button 5 For example, it is designed as a magnetic button, which is designed magnetically and can be docked correspondingly via magnetic forces on a counterpart to ensure the electrical power transmission to the counterpart or the counterpart. As an alternative to a design as a magnetic button, a mechanical connection, for example as a push button, to a correspondingly formed counterpart is also possible.

Der Stromanschlussknopf 5 weist im Bereich der Kontaktschicht 3 einen radial nach außen sich erstreckenden Kragen auf, über den der Stromanschlussknopf 5 mechanisch sicher in der Elektrode 1 gehalten ist. Der Kragen ermöglicht eine formschlüssige Verankerung des Stromanschlussknopfes 5 in der Elektrode 1. Sowohl der radial überstehende Kragen als auch die Mantelfläche des Stromanschlussknopfes 5 stehen in Kontakt mit der Übertragungsschicht 4, die wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel sich flächig entlang der Kontaktschicht 3 erstreckt. Die Übertragungsschicht 4 weist insbesondere einen geringeren elektrischen Widerstand als die Kontaktschicht 3 auf, so dass der Stromfluss von dem Stromanschlussknopf 5 zumindest im Wesentlichen über die Übertragungsschicht 4 und von dieser weiter flächig auf die Kontaktschicht 3 erfolgt. Dagegen ist der unmittelbare Stromeintrag von dem Stromanschlussknopf 5 direkt auf die Kontaktschicht 3 vernachlässigbar klein. The power connection button 5 points in the area of the contact layer 3 a radially outwardly extending collar over which the power connector button 5 mechanically safe in the electrode 1 is held. The collar allows a positive anchoring of the power connector button 5 in the electrode 1 , Both the radially protruding collar and the outer surface of the power connector button 5 are in contact with the transfer layer 4 , as in the previous embodiment, flat along the contact layer 3 extends. The transfer layer 4 in particular has a lower electrical resistance than the contact layer 3 on, allowing the flow of current from the power connector button 5 at least essentially via the transfer layer 4 and from this wider area on the contact layer 3 he follows. In contrast, the direct current input from the power connector button 5 directly on the contact layer 3 negligible small.

In 3 ist eine Draufsicht auf die Elektrode 1 mit dem Stromanschlussknopf 5 dargestellt. Die verschiedenen Schichten der Elektrode 1, welche die Kontaktschicht 3, die Übertragungsschicht 4 sowie die Isolationsschicht 6 umfassen, sind streifenförmig ausgebildet und besitzen abgerundete Schmalseiten. Alle Schichten in der Elektrode 1 besitzen zumindest annähernd die gleiche Grundfläche und liegen deckungsgleich übereinander. In 3 is a plan view of the electrode 1 with the power connection button 5 shown. The different layers of the electrode 1 which the contact layer 3 , the transfer layer 4 as well as the insulation layer 6 include, are strip-shaped and have rounded narrow sides. All layers in the electrode 1 have at least approximately the same area and are congruent to each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202007017033 U1 [0002] DE 202007017033 U1 [0002]
  • EP 2143376 A2 [0003] EP 2143376 A2 [0003]
  • EP 2803315 A1 [0005] EP 2803315 A1 [0005]
  • EP 1676528 A1 [0006] EP 1676528 A1 [0006]

Claims (15)

Auf der Haut tragbare Elektrode, insbesondere in einem Bekleidungsstück (2), mit einer elektrischen Kontaktschicht (3), die mit einem Stromanschluss (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kontaktschicht (3) eine elektrische Übertragungsschicht (4) anliegt, die sich zumindest annähernd über die gesamte Länge der Kontaktschicht (3) erstreckt, wobei der Stromanschluss (5) an die elektrische Übertragungsschicht (4) angeschlossen ist. Skin-portable electrode, in particular in a piece of clothing ( 2 ), with an electrical contact layer ( 3 ), which have a power connection ( 5 ), characterized in that at the contact layer ( 3 ) an electrical transfer layer ( 4 ) is present, at least approximately over the entire length of the contact layer ( 3 ), wherein the power connection ( 5 ) to the electrical transfer layer ( 4 ) connected. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Übertragungsschicht (4) zwischen dem Stromanschluss (5) und der Kontaktschicht (3) angeordnet ist. Electrode according to Claim 1, characterized in that the electrical transfer layer ( 4 ) between the power connection ( 5 ) and the contact layer ( 3 ) is arranged. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsschicht (4) sich zumindest annähernd über die gesamte Fläche der Kontaktschicht (3) erstreckt. Electrode according to Claim 1 or 2, characterized in that the transfer layer ( 4 ) at least approximately over the entire surface of the contact layer ( 3 ). Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsschicht (4) ein Gestrick oder Stoff umfasst. Electrode according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the transfer layer ( 4 ) comprises a fabric or fabric. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Übertragungsschicht (4) ein elektrisch leitendes Material eingebracht ist, beispielsweise ein Silber. Electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the transfer layer ( 4 ) an electrically conductive material is introduced, for example a silver. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Material als Beschichtung in der Übertragungsschicht (4) vorliegt. Electrode according to Claim 5, characterized in that the electrically conductive material is used as a coating in the transfer layer ( 4 ) is present. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsschicht (4) aus Polyamid gefertigt ist. Electrode according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the transfer layer ( 4 ) is made of polyamide. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschicht (3) aus Polyurethan gefertigt ist. Electrode according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contact layer ( 3 ) is made of polyurethane. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kontaktschicht (3) elektrisch leitfähige Partikel eingebracht sind, beispielsweise Rußpartikel. Electrode according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the contact layer ( 3 ) electrically conductive particles are introduced, for example soot particles. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschicht (3) auf der Hautseite mit einer Beflockung versehen ist. Electrode according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the contact layer ( 3 ) is provided on the skin side with a flocking. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromanschluss (5) als Stromkabel ausgebildet ist. Electrode according to one of claims 1 to 10, characterized in that the power connection ( 5 ) is designed as a power cable. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromanschluss (5) als Stromanschlussknopf ausgebildet ist. Electrode according to one of claims 1 to 10, characterized in that the power connection ( 5 ) is designed as a power connector button. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Übertragungsschicht (4) abgewandten Seite des Stromanschlusses (5) eine Isolationsschicht (6) angeordnet ist. Electrode according to one of claims 1 to 12, characterized in that on the transfer layer ( 4 ) facing away from the power supply ( 5 ) an insulation layer ( 6 ) is arranged. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsschicht (4) einen geringeren elektrischen Widerstand als die Kontaktschicht (3) aufweist. Electrode according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the transfer layer ( 4 ) has a lower electrical resistance than the contact layer ( 3 ) having. Bekleidungsstück mit einer Elektrode (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14. Garment with an electrode ( 1 ) according to one of claims 1 to 14.
DE102016117354.1A 2016-09-15 2016-09-15 On the skin portable electrode Pending DE102016117354A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016117354.1A DE102016117354A1 (en) 2016-09-15 2016-09-15 On the skin portable electrode
PCT/DE2017/100791 WO2018050172A1 (en) 2016-09-15 2017-09-15 Electrode for wearing on the skin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016117354.1A DE102016117354A1 (en) 2016-09-15 2016-09-15 On the skin portable electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016117354A1 true DE102016117354A1 (en) 2018-03-15

Family

ID=60001632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016117354.1A Pending DE102016117354A1 (en) 2016-09-15 2016-09-15 On the skin portable electrode

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016117354A1 (en)
WO (1) WO2018050172A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0367320A1 (en) 1988-10-05 1990-05-09 Niels Kornerup Electric generator, compress, combination of compresses, and system for the treatment of wounds by means of electric stimulation
US5218973A (en) 1991-03-22 1993-06-15 Staodyn, Inc. Disposable wound treatment electrode
DE69504842T2 (en) 1994-06-30 1999-05-12 Physio Control Corp ELECTRODE WITH DEGASSING
EP1676528A1 (en) 2004-12-28 2006-07-05 Polar Electro Oy Sensor system, garment and heart rate monitor
DE202006007226U1 (en) 2006-04-27 2007-09-06 Militz, Detlef textile electrode
DE202007017033U1 (en) 2007-04-23 2008-02-21 Ntt New Textile Technologies Gmbh Portable pulse measuring device
EP2143376A2 (en) 2001-02-19 2010-01-13 Polar Electro Oy A sensor arrangeable on the skin
DE102012107855A1 (en) 2012-08-27 2014-05-28 movisens GmbH Electrode banded belt e.g. chest belt for measuring heart rate of human body, has stretchable-fixed reinforcement fabric that is deposited on electrode to large extent
EP2803315A1 (en) 2013-05-15 2014-11-19 Polar Electro Oy Heart activity sensor structure

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1203286A (en) * 1982-06-16 1986-04-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Bioelectrode
US6038464A (en) * 1998-02-09 2000-03-14 Axelgaard Manufacturing Co., Ltd. Medical electrode
US6745082B2 (en) * 2001-10-22 2004-06-01 Jens Axelgaard Current-controlling electrode with adjustable contact area

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0367320A1 (en) 1988-10-05 1990-05-09 Niels Kornerup Electric generator, compress, combination of compresses, and system for the treatment of wounds by means of electric stimulation
US5218973A (en) 1991-03-22 1993-06-15 Staodyn, Inc. Disposable wound treatment electrode
DE69504842T2 (en) 1994-06-30 1999-05-12 Physio Control Corp ELECTRODE WITH DEGASSING
EP2143376A2 (en) 2001-02-19 2010-01-13 Polar Electro Oy A sensor arrangeable on the skin
EP1676528A1 (en) 2004-12-28 2006-07-05 Polar Electro Oy Sensor system, garment and heart rate monitor
DE202006007226U1 (en) 2006-04-27 2007-09-06 Militz, Detlef textile electrode
DE202007017033U1 (en) 2007-04-23 2008-02-21 Ntt New Textile Technologies Gmbh Portable pulse measuring device
DE102012107855A1 (en) 2012-08-27 2014-05-28 movisens GmbH Electrode banded belt e.g. chest belt for measuring heart rate of human body, has stretchable-fixed reinforcement fabric that is deposited on electrode to large extent
EP2803315A1 (en) 2013-05-15 2014-11-19 Polar Electro Oy Heart activity sensor structure

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018050172A1 (en) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012112153B4 (en) Process for producing a textile-based electrode and textile-based electrode
DE60319535T2 (en) MECHANISM FOR THE ELECTRICAL CONNECTION OF AN ELECTRONIC DEVICE TO A CLOTHING PIECE
DE102009052929B4 (en) Knitwear with moisture sensor
DE102014018683B4 (en) EMS stimulus current transmitting element, as well as EMS garment equipped with the EMS stimulus current transmitting element
EP3188788B1 (en) Ems exercise device, as well as ems garment and method for ensuring the functionality of an ems training device
WO2009043196A1 (en) Textile electrode device, particularly for multi-channel electrostimuation or electrophysiological measurements, and method for the production thereof
DE102009013627A1 (en) Clothing, particularly upper body clothing with device for electro-muscle-stimulation, has connecting plug and electrical connecting element which is provided between connecting plug and electrode
DE202014102737U1 (en) Device for electrical stimulation of the leg muscles
DE102016224565A1 (en) Textile and / or clothing unit
DE102018104774B3 (en) On the skin portable electrode as well as garment
DE202007017033U1 (en) Portable pulse measuring device
DE102016117354A1 (en) On the skin portable electrode
DE102018101561B3 (en) An electrically conductive yarn for garment electrodes, garment and method of making an electrically conductive garment for garments for stimulation and data collection of body areas
DE102013225702A1 (en) Textile-based electrode, process for its preparation and use
DE102004039765A1 (en) Article of clothing for attaching e.g. ID systems and blue tooth modules comprises electrical internal and external components arranged on the surface of the article so that electrical lines extend between the external components
DE102010022729A1 (en) Antistatic footwear i.e. boot, for wearing over full-fledged electrostatic dissipative shoe that is utilized by employee during manufacturing microelectronic products, has contacting area forming part of tread surface
EP3269856A1 (en) Knitted push button
DE10156652B4 (en) Sensor for local and / or time-resolved force or pressure measurement
DE10047533A1 (en) Intelligent clothing item provided with sensor e.g. for monitoring vital functions of wearer, has sensor electrical line acting as antenna
DE202017003996U1 (en) Baby sleeping bag with a breath control device
DE202020100505U1 (en) Undergarment to be worn under an electrical muscle stimulation garment
DE202013011290U1 (en) Electrode system for a biopotential detector system and biopotential detector system
DE102018101559B9 (en) Garment for the stimulation of body areas and method for its production
DE102018101565B3 (en) Textile material and system for stimulating body areas of horses
DE102022110523A1 (en) Electrode for a piece of clothing, a belt or a bandage

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: A61B0005040800

Ipc: A61B0005280000

R016 Response to examination communication