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Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung zur Anbringung am und/oder im Ohr eines Menschen, wobei die Elektrodenanordnung ausgebildet ist, um auf die Oberfläche des Ohres einen transkutanen elektrischen Stimulationsreiz auszuüben, und wobei die Elektrodenanordnung mindestens eine Stimulationselektrode und mindestens eine Referenzelektrode aufweist.
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Es ist generell bekannt, durch invasive und non-invasive Reizung der Nerven Einfluss auf deren neurophysiologische und neuroelektrische Qualität und damit auf die Funktion der stimulierten Nerven zu nehmen. Hierdurch können verschiedene Krankheitszustände behandelt werden. Es existieren zahlreiche Vorrichtungen sowohl zur invasiven als auch zu non-invasiven Stimulation.
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Die vorliegende Erfindung stellt auf die Methode der transkutanen elektrischen Nervenstimulation ab. Bei diesem Verfahren werden Impulsströme verschiedener Stromformen, Amplituden, Impulsdauern und Frequenzen durch die Haut hindurch an verschiedenen Nerven appliziert und verändern deren Statusparameter in vorteilhafter Weise.
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Eine Elektrodenanordnung der eingangs genannten Art ist aus der
DE 10 2005 003 735 B4 bekannt. Hier ist eine Vorrichtung zur transkutanen Stimulation des Vagusnervs des menschlichen Körpers beschrieben, die einen zur Einführung in den Gehörgang vorgesehenen bügelförmigen Fortsatz aufweist, der an seinem in den Gehörgang einzuführenden Ende einen Elektrodenkopf aufweist. Hier sind in Richtung der Achse des Gehörgangs beabstandet zwei punktförmige Elektroden angeordnet. Mit dieser vorbekannten Lösung kann bereits eine effektive transkutane Stimulation insbesondere des Bereichs im Gehörgang erfolgen, wo der Vagusnerv verläuft. Allerdings sind die stimulierbaren Areale begrenzt.
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Aus der
US 2003/0195588 A1 ist ein nach Art eines Gehörgang-Stöpsels ausgebildeter Elektrodenkopf bekannt, der Elektroden in Form geschlossener Ringe aufweist. Auch hiermit ist eine transkutane Stimulation möglich. Allerdings ergeben sich aufgrund der relativ starren Struktur des Elektrodenkopfes Einschränkungen, wenn es um die Anpassungsfähigkeit der Elektroden an die innere Oberfläche des Gehörgangs geht.
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In manchen Fällen wird das Einführen eines Elektrodenkopfes in den Gehörgang als unangenehm empfunden. Demgemäß sind die vorbekannten Lösungen unter diesem Gesichtspunkt gelegentlich nicht optimal geeignet. Vielmehr besteht der Wunsch mancher Anwender, die gewünschte bzw. erforderliche transkutane Stimulation vornehmen zu können, ohne einen Elektrodenkopf in den Gehörgang einführen zu müssen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung der gattungsgemäßen Art so fortzubilden, dass dem genannten Nachteil Rechnung getragen werden kann. Demgemäß soll eine Elektrodenanordnung geschaffen werden, die sich für eine effektive transkutane Stimulation eignet, ohne die Einführung von Elektrodenelementen in den Gehörgang erforderlich zu machen. Es soll also eine effektive Stimulation bei guter Handhabung der Elektrodenanordnung durch den Benutzer möglich werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stimulationselektrode und die mindestens eine Referenzelektrode auf oder an einem Trägerelement angeordnet sind, das zum Klemmen des Tragus des Ohres ausgebildet ist.
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Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass ein erster Kontaktabschnitt des Trägerelements zur Kontaktierung einer nach innen gerichteten Oberfläche des Tragus ausgebildet ist und dass ein zweiter Kontaktabschnitt des Trägerelements zur Kontaktierung einer nach außen gerichteten Oberfläche des Tragus ausgebildet ist.
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Die mindestens eine Stimulationselektrode kann dabei auf dem ersten Kontaktabschnitt und die mindestens eine Referenzelektrode auf dem zweiten Kontaktabschnitt angeordnet sein.
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Es ist alternativ aber auch möglich, dass die mindestens eine Stimulationselektrode und die mindestens eine Referenzelektrode auf einem der Kontaktabschnitte angeordnet ist, wobei der andere Kontaktabschnitt frei von Elektroden ist. Gemäß dieser Ausgestaltung ist also vorgesehen, dass die Elektroden auf derselben (ipsilateralen) Seite einer der klemmenden Wangen, d. h. auf einem der beiden Kontaktabschnitte, des Trägerelements angeordnet sind, während die gegenüberliegende (kontralateral) Seite der anderen klemmenden Wange, d. h. des anderen Kontaktabschnitts, des Trägerelements keine Elektroden trägt. Demgemäß drückt der eine Kontaktabschnitt, der mit den Stimulations- und Referenzelektroden versehen ist, dieselben auf die Hautoberfläche im Tragusbereich, während der andere Kontaktabschnitt – frei von Elektroden – lediglich den Gegenklemmdruck aufbringt.
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Das Trägerelement ist dabei bevorzugt als U-förmige Struktur ausgebildet, wobei die beiden Kontaktabschnitte an einem Verbindungsschenkel angeordnet sind. Das Trägerelement kann dabei mit den Kontaktabschnitten und dem Verbindungsschenkel als einstückiges Teil ausgebildet sein.
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Das Trägerelement kann weiterhin zwei Griffabschnitte aufweisen, mit denen die Kontaktabschnitte durch gegensinnige Druckbeaufschlagung relativ zu dem Verbindungsschenkel verschwenkt werden können. Das Trägerelement samt Griffabschnitten kann ebenfalls als einstückiges Teil ausgebildet sein.
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An der Außenseite der Kontaktabschnitte und/oder an der Außenseite der Griffabschnitte kann mindestens ein Griffelement angeordnet sein, mit dem das Halten der Elektrodenanordnung und deren Handhabung erleichtert werden. Das Griffelement kann dabei als eingearbeitete Vertiefung im Kontaktabschnitt bzw. im Griffabschnitt ausgebildet sein.
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Das Trägerelement kann gemäß einer alternativen Ausgestaltung auch ein die beiden Kontaktabschnitte tragendes elastisches Bügelelement umfassen.
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Es können eine Anzahl einzelner Stimulationselektroden und eine Anzahl einzelner Referenzelektroden auf oder an dem Trägerelement angeordnet werden. Die einzelnen Stimulations- oder Referenzelektroden werden dabei bevorzugt durch Metallkontakte gebildet, die im Material der Kontaktabschnitte verankert sind.
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Die Metallkontakte können einen konvexen, insbesondere kugelförmigen Oberflächenabschnitt aufweisen. Sie können durch einen Spritzgießprozess, mit dem die Kontaktabschnitte hergestellt werden, mit den Kontaktabschnitten verbunden werden.
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Die Metallkontakte ragen vorzugsweise aus der Grundkontur der Kontaktabschnitte etwas hervor, vorzugsweise um mindestens 0,2 mm. Dies verbessert den elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden und der Hautoberfläche.
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Die die mindestens eine Stimulationselektrode bzw. mindestens eine Referenzelektrode tragende Oberfläche der Kontaktabschnitte des Trägerelements ist vorzugswiese eben bzw. flächig ausgebildet.
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Das Trägerelement kann aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem biokompatiblen Elastomermaterial bestehen, besonders bevorzugt aus Silikon oder aus einem Material, das Silikon aufweist.
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Auf oder an dem Trägerelement kann mindestens ein Schmuckelement angeordnet sein. Das Schmuckelement ist bevorzugt ein Edelstein oder ein Halbedelstein. Damit kann erreicht werden, dass die Elektrodenanordnung als Schmuckstück erscheint und nicht als medizinisches Gerät, was die Akzeptanz bei einigen Anwendern der Anordnung erhöht.
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Die Elektrodenanordnung kann zumindest teilweise aus einem leitfähigen Kunststoff bestehen. Sie kann auch aus einem Kunststoff bestehen, der zumindest abschnittsweise mit einer leitfähigen Oberfläche versehen ist. Die Leitfähigkeit des Kunststoffs bzw. der Kunststoffoberfläche kann zur Verwirklichung der Elektroden genutzt werden.
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Vorteilhaft ist, dass durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der Elektrodenanordnung eine sehr einfache Anwendung durch den Benutzer möglich ist, wobei kein Einführen eines Abschnitts der Elektrodenanordnung in den Gehörgang erforderlich ist. Es hat sich vielmehr herausgestellt, dass die transkutane Beaufschlagung der nach außen und der nach innen gerichteten Oberfläche des Tragus des Ohres bereits eine effektive Stimulation erlaubt, so dass der angestrebte medizinische Effekt der Stimulation erreicht werden kann. Die vorgeschlagene Stimulation wird von manchen Anwendern als weniger unangenehm empfunden, als wenn dieselbe im Gehörgang erfolgt.
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In vorteilhafter Weise kann über flächig ausgebildete Kontaktabschnitte und eine Anzahl kleiner Stimulations- bzw. Referenzelektroden eine optimale Stromeinleitung auf die Tragusoberfläche erfolgen, so dass der gewünschte Stimulationseffekt gegeben ist. Hiermit ist also eine gute Ein- und Ableitung von Strom mittels der Elektroden möglich. Das Gewebe des Tragus wird hierbei zwangsläufig transversal durchströmt, so dass auch in der Tiefe liegende Verästelungen des Vagusnervs vom Stromfluss sicher erfasst werden.
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Eingesetzt wird hierfür ein starrer oder federnder Clip, der entweder eine nutartige Vertiefung aufweist, in die der relativ weiche Tragus eingeschoben werden kann, oder aber es sind zwei gegeneinander gespannte Flächen bzw. Backen vorhanden, die den Tragus sanft klemmen. Als Elektroden kommen bevorzugt eine Anzahl kleiner Metallelektroden zum Einsatz, die aus den Kontaktabschnitten etwas hervorstehen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Ohrmuschel (Pinna) eines Menschen,
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2 die Ohrmuschel mit einer Elektrodenanordnung, die auf den Tragus des Ohrs aufgesetzt ist, um eine transkutane Stimulation vorzunehmen,
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3 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung zur Stimulation des Tragus gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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4 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung zur Stimulation des Tragus gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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5 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung zur Stimulation des Tragus gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
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6 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung zur Stimulation des Tragus gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
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7 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung zur Stimulation des Tragus gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung und
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8 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung zur Stimulation des Tragus gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist ein Ohr 2, genauer gesagt eine Ohrmuschel (Pinna) eines Menschen, skizziert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein spezieller Bereich des Ohrs 1 einer transkutanen Stimulation ausgesetzt wird, nämlich der Tragus 8 des Ohrs 1. Der Tragus 8 hat eine nach innen, d. h. in Richtung des Kopfinneren gerichtete Oberfläche 3 sowie eine nach außen, d. h. vom Kopf weg gerichtete Oberfläche 4.
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In 2 ist dargestellt, wie eine Elektrodenanordnung 1 über dem Tragus 8 (s. 1) platziert wird, um auf den Tragus eine transkutane Stimulation auszuüben. Die Elektrodenanordnung 1 ist gemäß 2 mit einem Kabel 21 versehen, das zu einem Steuergerät führt, das für die elektrische Versorgung der Elektrodenanordnung 1 sorgt. Es sei allerdings erwähnt, dass es im Rahmen einer Miniaturisierung auch möglich ist, in die Elektrodenanordnung 1 die Steuerelektronik samt Energieversorgung zu integrieren.
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Zu erwähnen ist im Zusammenhang mit 2 auch noch, dass die Elektrodenanordnung 1 mit einem Schmuckelement 20, beispielsweise in Form eines Edelsteins, versehen sein kann, um die Anordnung 1 als Schmuck erscheinen zu lassen.
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Eine erste Ausführungsform der vorgeschlagenen Elektrodenanordnung 1 ist in 3 skizziert. Die Elektrodenanordnung 1 weist ein Trägerelement 7 auf, das – von oben gesehen – eine im wesentlichen U-förmige Ausgestaltung hat. Diese wird durch zwei Kontaktabschnitte 9 und 10 gebildet, die über einen Verbindungsschenkel 11 miteinander verbunden sind.
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Der sich ergebende Raum zwischen den beiden Kontaktabschnitten 9 und 10 ist vorgesehen, um den Tragus 8 dazwischenzuschieben. Demgemäß ist der lichte Abstand der beiden Kontaktabschnitte 9, 10 so gewählt, dass eine sanfte kraft- bzw. reibschlüssige Halterung der Elektrodenanordnung 1 am Tragus 8 möglich ist.
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Die beiden eben ausgebildeten Kontaktabschnitte 9, 10 haben an der dem Tragus 8 zugewandten Seite, d. h. an der die Oberflächen 3 und 4 des Ohres 2 kontaktierenden Seite, eine Anzahl von Stimulationselektroden 5 und Referenzelektroden (nicht sichtbar in 3). Dabei sind eine Anzahl kleiner Elektroden 5, 6 vorgesehen, die jeweils eine konvexe bzw. kugelförmige Oberfläche aufweisen. Die Elektroden 5, 6 sind im Material der Kontaktabschnitt 9, 10 verankert, bevorzugt sind sie beim Spritzgießen der Kontaktabschnitte 9, 10 umspritzt worden und so in den Kontaktabschnitten 9, 10 verankert. Die Elektroden 6 sind zu den Elektroden 5 in Anzahl und Größe gespiegelt vorgesehen, was für diese Ausführungsform genauso gilt wie für die anderen Ausführungsbeispiele.
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Mittels der Elektroden 5, 6 kann auf die Oberflächen 3 und 4 des Ohres (s. 1) und insbesondere des Tragus 8 – dort wo der Vagusnerv verläuft – eine transkutane elektrische Nervenstimulation vorgenommen werden. Zwischen den Stimulationselektroden 5 und den Referenzelektroden 6 wird hierfür ein elektrisches Potential erzeugt.
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Die hierfür nötigen Mittel sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt, so dass sie hier nicht weiter beschrieben werden müssen. Exemplarisch wird auf die
DE 10 2005 003 753 B4 der Anmelderin verwiesen und hierauf ausdrücklich Bezug genommen.
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Das Material der Kontaktabschnitte 9, 10 ist bevorzugt ein weicher Kunststoff (z. B. Silikon oder Polyurethan), wobei eine Shore-Härte im Bereich zwischen 30 und 50 vorgesehen werden kann.
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Damit die Elektrodenanordnung 1 leicht auf den Tragus 8 aufgesetzt bzw. von diesem wieder abgezogen werden kann, weisen die Kontatkabschnitte 9, 10 an ihren Außenseiten 14 bzw. 15 Griffelemente 18 auf, die im Ausführungsbeispiel als parallel zueinander angeordnete Nuten ausgebildet sind. Sie dienen dazu, dass die Finger des Benutzers der Elektrodenanordnung 1 beim Fassen der Elektrodenanordnung einen guten Halt haben, wenn die Elektrodenanordnung 1 gehalten und auf den Tragus 8 aufgesetzt wird.
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Die Variante der Elektrodenanordnung 1 gemäß 4 ist nach Art eines Clips ausgeführt und insgesamt leichter ausgebildet als die Lösung gemäß 3. Grundsätzlich entspricht die Ausgestaltung der gemäß 3. Das Trägerelement 7 ist auch hier U-förmig ausgebildet. Die Struktur, bestehend aus Kontaktabschnitten 9 und 10 mit dazwischen angeordnetem Verbindungsschenkel 11, hat eine federelastische Eigenschaft, so dass sich die beiden Kontaktabschnitte 9, 10 mit den Elektroden 5, 6 elastisch an die Oberflächen 3 bzw. 4 des Ohrs 1 und namentlich des Tragus 8 anlegen und dort Halt finden.
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Die weitere Variante gemäß 5 unterscheidet sich dadurch von denjenigen gemäß 3 und 4, dass hier in Verlängerung der Kontaktabschnitte 9, 10 jenseits des Verbindungsschenkels 11 Griffabschnitte 12 und 13 vorgesehen sind. An den Außenseiten 16 bzw. 17 der Griffabschnitte 12, 13 sind Griffelemente 18 angeordnet.
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Zum Aufsetzen der Elektrodenanordnung 1 auf den Tragus 8 werden die Griffabschnitte 12 und 13 zusammengedrückt, so dass sich die Kontaktabschnitte 9, 10 ähnlich einer Wäscheklammer voneinander entfernen. Nach dem Aufschieben der beiden Kontaktabschnitte 9, 10 auf den Tragus 8 wird der Druck auf die Griffabschnitte 12, 13 wieder weg genommen, so dass die Elektrodenanordnung 1 kraft- bzw. reibschlüssig auf dem Tragus 8 sitzt.
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Eine weitere Variante der Elektrodenanordnung 1 ist in 6 skizziert. Hier sind wiederum Kontaktabschnitte 9 und 10 vorgesehen, die mit Stimulationselektroden 5 bzw. mit Referenzelektroden 6 versehen sind. Die beiden Kontaktabschnitte 9, 10 sind hier allerdings an einem Bügelelement 19 befestigt, das die beiden Kontaktabschnitte 9, 10 in Position hält, wenn die Elektrodenanordnung 1 auf den Tragus aufgesetzt ist.
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In 7 ist eine weitere Variante der Elektrodenanordnung 1 dargestellt. Die Elektrodenanordnung 1 besteht hier aus zwei vorzugsweise streifenförmigen und leicht gebogenen Kontaktabschnitten 9 und 10, die über ein Verbindungsmittel 22 miteinander verbunden sind, so dass sich eine klammerartige Ausgestaltung ergibt, die auf den Tragus aufgesetzt bzw. aufgeschoben werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist im übrigen etwas dargestellt, das analog auch für alle anderen Ausführungsbeispiele gilt: Es kann vorgesehen werden, dass nur einer der Kontaktabschnitte 9 oder 10 die Stimulations- und Referenzelektroden 5, 6 trägt, während der andere Kontaktabschnitt frei von Elektroden ist.
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Dies ist auch bei der letzten Variante der Elektrodenanordnung 1 vorgesehen, wie sie in 8 skizziert ist. Der Unterschied zur Lösung gemäß 7 besteht darin, dass die Verbindungsmittel 22 hier so ausgeführt sind, dass sie die beiden Kontaktabschnitte 9 und 10 auf Abstand zueinander halten. Demgemäß ist zur Klemmung des Tragus hier eine etwas geringere Biegung der Kontaktabschnitte 9, 10 nötig, als es in 7 der Fall ist.
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Nicht dargestellt ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der Elektroden 5 und 6. Diese müssen keineswegs alle geometrisch gleich ausgebildet sein. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass die Stimulationselektrode oder die Referenzelektrode wie z. B. in 3 gezeigt in Form einer Anzahl kleiner Elektroden verwirklicht ist, während die andere Elektrode als größere, flächig ausgebildete Einzelelektrode ausgeführt ist.
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In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugt Ausgestaltung vor, dass die Elektrode, die die innere Oberfläche 3 des Tragus 8 kontaktiert, in Form multipler kleiner Elektroden ausgebildet ist, während die Elektrode, die die äußere Oberfläche 4 des Tragus 8 kontaktiert, als größere Einzelelektrode ausgeführt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrodenanordnung
- 2
- Ohr
- 3
- Oberfläche des äußeren Ohres
- 4
- Oberfläche des äußeren Ohres
- 5
- Stimulationselektrode
- 6
- Referenzelektrode
- 7
- Trägerelement
- 8
- Tragus
- 9
- erster Kontaktabschnitt
- 10
- zweiter Kontaktabschnitt
- 11
- Verbindungsschenkel
- 12
- Griffabschnitt
- 13
- Griffabschnitt
- 14
- Außenseite des Kontaktabschnitts
- 15
- Außenseite des Kontaktabschnitts
- 16
- Außenseite des Griffabschnitts
- 17
- Außenseite des Griffabschnitts
- 18
- Griffelement
- 19
- Bügelelement
- 20
- Schmuckelement
- 21
- Kabel
- 22
- Verbindungsmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005003735 B4 [0004]
- US 2003/0195588 A1 [0005]
- DE 102005003753 B4 [0042]
