DE1566079A1 - Elektrode fuer die Abnahme elektro-physiologischer Spannungen oder Stroeme von der Hautoberflaeche - Google Patents

Description

• Elektrode für die Abnahme elektro-physiologischer Spannungen oder Ströme von der Hautoberfläche.
• Die vorliegende Erfindung betrifft die Ausbildung von Elektroden, die zur Abnahme elektro-physiologischer Aktionsspannungen dienen, so z.B. bei der Elektrokardiographie, und an die Extremitäten oder an die Brustwand anzulegen sind. Über den grundsätzlichen Aufbau solcher bekannter Elektroden geben die Druckschriften der beiden US-Patente: 3,151,619 und 3,187,745 hinreichend Aufschluss. Solche Elektroden haben meist Napfform und zwar entweder beim Elektrodenkontakt selbst oder bei dem nicht leitenden Kontaktträger. Die Napfmulde ist mit einer elektrolytisch leitenden Paste gefüllt, die sowohl mit dem eigentlichen Elektrodenkontakt als auch mit der Hautoberfläche in Berührung stehen soll, um den Übergangswiderstand möglichst gering zu halten.
• Für beide bekannten Elektrodenformen ist es kennzeichnend, dass die Flächenausdehnung des eigentlichen Elektrodenkontaktes im wesentlichen mit der Ausdehnung der Berührungsflache zwischen Elektrodenpaste und Haut übereinstimmt.
• Untersuchungen haben gezeigt, das diese Elektrodenform keine optimalen Bedingungen sowohl hinsichtlich der Verminderung des Übergangswiderstandes als auch in Bezug auf Festigkeit und Lebensdauer der Elektroden-Kontakte ergibt. Nit vorliegender Erfindung wird ein wesentlich verbesserter Aufbau solcher Elektroden vorgeschlagen, mit welchem ein sehr geringer blektrischer Übergangswiderstand erreicht werden kann, ohne dass grossflächige Elektrodenkontakte benutzt werden müssen, die entweder aus Edelmetallen oder aus empfindlicheren spröden Metall-Legierungen bestehen, um Polarisationseffekte möglichst gering zu halten. Ausserdem soll mit dieser verbesserten Form vermieden werden1 dass bei Bewegungen die Kontaktfläche wesentlich geändert oder der Übergangswiderstand stark variiert wird.
• Die verbesserte Ausbildung von Elektroden ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und in Figur 1 und 2 dargestellt, von welchen erstere einen Längsschnitt durch einen Elektrodenkörper und letztere diesen in Quersthnitt in einer etwa durch den Napfrand gehenden Ebene (Schnittlinie II-II) zeigt.
• Während bei den bekannten Formen von Körperelektroden ein napfförmig ausgehöhlter Elektrodenträger 1 aus Isolierstof-, z. B.
• Hartplastik bereits benutzt wurde, um den eigentlichen Elektrodenkontakt 2 von der Haut entfernt zu halten, und die Zwischenfügung einer elektrolytisch leitenden Paste zu ermöglichen, ist das besondere Kennzeichen der erfindungsgemässen Ele-htrodenform der Umstand, dass der aus einem formbeständigen Isoliermaterial bestehende Elektrodenträger 1 die Form eines umgekehrten Tellers hat, dessen äusserer, breit ausladender Rand 1a die Auflage gegenüber der Haut 7 und dessen Bodenteil lc eine Fassung für dqs eigentliche Kontaktplättchen 2 bildet1 während die zwischen Rand 1a und Bodenteil Ic liegende Tellerfläche sturnpfkegelig ausgehöhlt ist und somit eine flache, kegelige fulde 3 zwischen dem Kontaktplättchen 2 und der Hautoberfläche 7 verbleibt. Dieser llohlraum wird in üblicher Weise mit einem pastenförmigen Elektrolyten, der Elektrodenpaste, ausgefüllt. Der Sinn dieser erfindungsgemässen Konstruktion besteht darin, dass zwischen der Elektrodenpaste und der Haut eine möglichst grosse Berührungsfläche gebildet werden Solli während im Vergleich zu ihr die lfächenmässige Erstreckung des eigentlichen Kontaktplättchens nur ein Bruchteil betragen soll. Einerseits wird dadurch nur wenig wertvolles Elektrodenmaterial zur Bildung des Kontakitpläiichens benötigt, andererseits wird aber auch die Bruchfestigkeit des eigentlichen Elektrodenkontaktes 2 erhöht. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn dieser Elektrodenkontakt 2 aus bestimmten Netallverbindungen oder -Legierungen besteht, die zwar eine sehr geringe oder keine Polarisationsspannung haben, aber sehr spröde und leicht zerbrechlich sind, welche Gefahr demnach mit der Flächenausdehnung von Elektroden aus solchen Stoffen wächst. Schliesslich wird durch den grossen Unterschied in der Flächenerstreckung der Hautkontaktfläche und des Elektrodenplättchens auch vermieden, dass während der filuskelbewegungen die Gefahr einer unmittelbaren Berührung zwischen dem Sontaktplättchen und der liautoberfläche entsteht, wodurch nämlich grosse Widerstandsschwankungen entstehen würden, die als Artefakte in das zu übertragende Signal eingehen.
• Durch eine weiter vervollkommnete Ausbildung kann dieser Gefahr noch mehr vorgebeugt werden, nämlich daduch, dass auf der Tellerfläche 1d zwischen dem Tellerrand 1a und dem Tellerboden 1c Erhebungen Ib, vorzugsweise in Form radial sich erstreckender Rippen belassen sind, deren Höhe etwa derjenigen des Tellerrandes entspricht und deren gesamter Flächenquerschnitt (siehe Figur 2) nur ein Bruchteil der Fläche des Muldenquerschnitts sein soll. Diese Erhebungen schliessen eine unmittelbare Berührung des Elektrodenkontaktplättchens 2 mit der Hautoberfläche 7 praktisch völlig aus, ohne dass sie den Übergangswiderstand wesentlich beeinflussen. Selbstverständlich dürfen sie den Zusammenhang der Elektrodenpaste zwischen dem Tellerrand la und dem Elektrodenplättchen nicht unterbrechen, wofür ihre radiale Erstreckung besonders günstig ist.
• Das Eektrodenplättchen 2 kann mit seiner vom durchbrochenen Tellerboden Ic gebildeten Fassung verklebt oder in sonst geeigneter Form verbunden sein. Es ist zweckmässig, ein besonderes metallisches Zwischenstück 4 zwischen der Signalübertragungsleitung und dem Kontaktplättchen 2, etwa in Zapfen-, Stift- oder Knopfform vorzusehen, welches Zwischenstück mit dem Plättchen 2 verlötet, verpresst oder einfach durch Druck angepresst ist.
• Ein solcher A;npressdruck kann z.B. mittels eines Sprengringes 5 erzeugt werden, der sich mit seinem inneren Rand auf einem kurzen Flanschteil 4b des Zwischenstückes 4 und mit seinem äusseren Rand in einer Einkragung des Bodenteils Ic abstützt. Ausserdem kann der Zwischenraum mit einem Giessharz 6 ausgefüllt werden, um die Teile insgesamt fest miteinander zu verbinden.
• Der Rand la des Kontakt trägers kann etwa zylindrisch ausgebildet sein, um den Abstand zwischen Kontakt 2 und Haut zu vergrössern und zu gewährleisten, dass wirklich nur der Rand la mit der Hautoberfläche unmittelbar in Berührung kommt, sonst aber eine grössenmässig definierte, sich nicht ändernde Berührungsfläche zwischen Elektrodenpaste und Haut gewahrt bleibt. Meist jedoch liegt zwischen dem hand la und der Haut noch ein beidseitig klebender Ring, der eine gute, langdauernde Haftung des Elektrodenträgers 1 auf der Haut herstellt. Zum wiederholten Gebrauch müssen dann nur die Elektrodenpaste und der in Figur 1 nicht besonders gezeigte Ring ausgewechselt werden.

Claims (4)

1. Ansprtiche 1. Elektrode für die Abnahme elektro-physiologischer. Spannungen oder Ströme von der Hautoberfläche, mit einem den eigentlichen Elektrodenkontakt (2) fassenden und ihn im Abstand von der Hautoberfläche. (7) haltenden Elektrodenträger (1) aus Isolierstoff,dessen der Haut (7) zugekehrter Teil zur Aufnahme eines den Ubergangswiderstand herabsetzenden pastenförmigen Elektrolyten ausgehöhlt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenträger (1) die Form eines umgekehrten Tellers hat, dessen äusserer breit ausladender Rand (la) die Auflagefläche zur Haut und dessen Bodenteil eine Fassung für das Kontaktplättchen. (2) bildet, und wobei die zwischen Rand (ta) und Bodenteil (lc) liegende Tellerfläche (ld) eine stumpfkegelige Mulde (3) zwischen Boden und Hautoberfläche bildet.
2. 2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfläche (led) muldenseitig Erhebungen, vorzugsweise in Form radial'sich erstreckender Rippen (1b). mit einer Höhe etwa gleich derjenigen des Tellerrandes (1a), besitzt.
3. 3. Elektrode nach Anspruch t und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des eigentlichen Kontaktplättchens (2) nur einen Bruchteil sowohl desjenigen des äusseren Tellerrandes (la) als auch desjenigen der Mulde (3) beträgt.
4. 4. Elektrode nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur leitenden Verbindung zwischen dea Kontaktplättchen (2) und der Signalübertragungsleitung ein mit ersteren verlötet e s , verpresstes oder an ihn nur angedrücktes, durch den Bodenteil des Elektrodenträgers (1) hindurchgestecktes, metallisches, stift-, zapfen- oder knopfförmiges Zwischenstück (4) dient.