DE202012103726U1 - Elektrodenvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Elektrodenvorrichtung (1) zur Erfassung elektrischer Potentiale an der Hautoberfläche eines Lebewesens mit folgenden Merkmalen: a) ein flexibles flächiges dünnes Trägermaterial (2), b) eine Vielzahl von stiftartigen Elektroden (3), die jeweils eine Kontaktseite (31) aufweisen, die für einen direkten galvanischen Kontakt zur Hautoberfläche des Lebewesens eingerichtet ist, wobei die Elektroden (3) an dem Trägermaterial (2) befestigt sind und an einer Seite des Trägermaterials (2) mit der Kontaktseite (31) voran aus diesem herausstehen, c) eine in unmittelbarer Nähe jeder Elektrode (3) an dem Trägermaterial (2) befestigte und mit der jeweiligen Elektrode (3) elektrische verbundene elektronische Schaltung (4) zur Impedanzwandlung und/oder Signalverstärkung der von der Elektrode (3) aufgenommenen elektrischen Signale, d) wobei der Abstand (B) zwischen den Längsachsen jeweils zweier benachbarter Elektroden (3) 10 mm oder weniger beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektrodenvorrichtung zur Erfassung elektrischer Potentiale an der Hautoberfläche eines Lebewesens gemäß dem Anspruch 1. Mit solchen Elektrodenvorrichtungen lassen sich grundsätzlich elektrische Potentiale bzw. daraus abgeleitete Signale unterschiedlicher Art erfassen. Ein Hauptanwendungsgebiet solcher Elektrodenvorrichtungen liegt im Bereich der Erfassung von Elektroenzephalogrammen (EEG). Mit einem EEG wird die neuronale Aktivität nicht-invasiv erfasst. Die Elektrodenvorrichtung wird dazu z. B. an der Kopfoberfläche eines Menschen angeordnet.
  • Durch Verbesserungen im Bereich der Magnetresonanztomografie hat das EEG in Bezug auf die Lokalisation von Hirnaktivität, d.h. bei der räumlichen Bildgebung, zwar an Bedeutung verloren, wird aber in den Neurowissenschaften in vielen Fällen dennoch eingesetzt, da es eine kostengünstige Alternative zur Magnetresonanztomografie darstellt und insbesondere eine höhere zeitliche Auflösung bzw. Aufzeichnungsgeschwindigkeit ermöglicht. Daher können mit einem EEG Reaktionen auf akustische oder visuelle Stimuli schnell und präzise gemessen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der der Elektroenzephalografie neue Anwendungsbereiche erschlossen werden und insbesondere im Vergleich zur Magnetresonanztomografie eine in wirtschaftlicher, technischer und medizinischer Sicht konkurrenzfähige Alternative bereitgestellt wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch eine Elektrodenvorrichtung zur Erfassung elektrischer Potentiale an der Hautoberfläche eines Lebewesens mit folgenden Merkmalen:
    • a) ein flexibles flächiges dünnes Trägermaterial,
    • b) eine Vielzahl von stiftartigen Elektroden, die jeweils eine Kontaktseite aufweisen, die für einen direkten galvanischen Kontakt zur Hautoberfläche des Lebewesens eingerichtet ist, wobei die Elektroden an dem Trägermaterial befestigt sind und an einer Seite des Trägermaterials mit der Kontaktseite voran aus diesem herausstehen,
    • c) eine in unmittelbarer Nähe jeder Elektrode an dem Trägermaterial befestigte und mit der jeweiligen Elektrode elektrische verbundene elektronische Schaltung zur Impedanzwandlung und/oder Signalverstärkung der von der Elektrode aufgenommenen elektrischen Signale,
    • d) wobei der Abstand zwischen den Längsachsen jeweils zweier benachbarter Elektroden 10 mm oder weniger beträgt.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung ist im Vergleich zu bisherigen EEG-Elektrodenanordnungen eine erheblich erhöhte räumliche Auflösung der Erfassung von EEG-Signalen auf einer Hautoberfläche möglich. Gegenüber bekannten EEG-Elektrodenanordnungen kann die räumliche Auflösung z. B. im Bereich der humanen Elektroenzephalografie wenigstens um den Faktor 10 erhöht werden. Dies erlaubt es, mittels der über die Elektroden aufgenommenen Signale eine Untersuchung räumlicher Feinstrukturen des EEG und eine genauere Lokalisation von Hirnaktivität durchzuführen, da mittels der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung die EEG-Signale trotz der hohen räumlichen Auflösung störungsarm erfasst werden können. Mittels der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung können neben der Spontanaktivität in verschiedenen Frequenzbändern zwischen 1 und 100 Hz auch ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) erfasst werden.
  • Bisher war man davon ausgegangen, dass die räumliche Auflösung bei der Elektroenzephalografie nicht mehr gesteigert werden kann. Ausgehend von den bisherigen technischen Möglichkeiten wurde angenommen, dass ein Elektrodenabstand von Zentimetern die Grenze der Möglichkeiten darstellt. Dies liegt u. a. daran, dass bei zu hoher Dichte der Elektroden von gegenseitigen Beeinflussungen und Störungen ausgegangen wurde. Insbesondere bei Verwendung von leitfähigen Kontaktmitteln, wie z. B. Elektrodengel, führt ein zu geringer Abstand zwischen den Elektroden praktisch zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden, so dass hierdurch die EEG-Signale gestört werden. Wird das Kontaktmittel nicht verwendet, führt der dann vorliegende relativ hohe Übergangswiderstand zwischen Haut und Elektrode zu einer Verschlechterung der Signalqualität, weil externe Störsignale eingestreut werden, wie Netz-Brummen oder Atmungs- und Herzschlagartefakte. Diese lassen sich auch durch eine anschließende digitale Filterung der Signale nicht mehr zufriedenstellend eliminieren. Da bei einer Verdichtung der Anordnung der Elektroden auch deren Querschnittsfläche und damit die Kontaktfläche zur Haut verringert werden muss, um einen ausreichenden Freiraum zwischen den Elektroden zu belassen, verschlechtert sich auch aus diesem Grund der Übergangswiderstand zwischen der Elektrode und der Haut und damit die Signalqualität.
  • Gemäß der Erfindung wird daher ein völlig neuartiger Weg vorgeschlagen, eine Elektrodenvorrichtung zur Erfassung elektrischer Potentiale an der Hautoberfläche eines Lebewesens auszubilden. So ist eine Vielzahl von stiftartigen Elektroden vorgesehen, die an einem flexiblen, flächigen dünnen Trägermaterial der Elektrodenvorrichtung befestigt sind. Dies stellt einerseits einen festen, immer gleichbleibenden Abstand zwischen den Elektroden sicher, so dass gerade bei der verdichteten Anordnung der Elektroden die erforderlichen Abstände sichergestellt werden. Durch Verwendung eines flexiblen, dünnen Trägermaterials kann die Elektrodenvorrichtung ohne weiteres an bestimmten Körperteilen, wie z. B. Körperteilen mit kleinen Krümmungsradien wie etwa dem menschlichen Kopf, so angeordnet werden, dass auch sämtliche Elektroden ausreichenden Hautkontakt haben. Die Verwendung von stiftartigen Elektroden, z. B. mit rundem Querschnitt, begünstigt die ultrahochdichte Anordnung der Elektroden, da der Platzbedarf deutlich geringer ist als der von bisher bekannten EEG-Ringelektroden.
  • Zudem wird eine in unmittelbarer Nähe jeder Elektrode an dem Trägermaterial befestigte und mit der jeweiligen Elektrode elektrisch verbundene elektrische Schaltung zur Impedanzwandlung und/oder Signalverstärkung der von der Elektrode aufgenommenen elektrischen Signale vorgeschlagen. Dies hat den Vorteil, dass die aufgenommenen EEG-Signale praktisch unmittelbar an derjenigen Stelle, an der sie aufgenommen werden, in eine weniger störungsempfindliche Form gewandelt werden können. Hierdurch werden Störeinflüsse durch Einstreuungen erheblich reduziert. Durch Versuche konnte gezeigt werden, dass mit der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung trotz einer etwa 10fach höheren räumlichen Auflösung die gleiche Signalqualität erreicht werden kann wie bei konventionellen EEG-Elektrodenanordnungen mit der bekannten geringen räumlichen Auflösung.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die erfindungsgemäße Elektrodenvorrichtung hinsichtlich der elektrischen Signale kompatibel zu bekannten EEG-Elektrodenanordnungen ist und somit an vorhandenen EEG-Aufzeichnungssystemen betrieben werden kann.
  • Die elektronische Schaltung kann als reine Impedanzwandlerschaltung ausgebildet sein, z. B. in Form eines Verstärkers mit dem Verstärkungsfaktor 1, oder kann alternativ oder zusätzlich als Signalverstärker ausgebildet sein. Durch die Impedanzwandlung wird das relativ hochohmige Eingangssignal der Elektroden in ein niederohmiges Ausgangssignal der Elektrodenvorrichtung gewandelt, das auch über etwas längere Leitungen an eine Auswerteschaltung übertragen werden kann und dort direkt weiterverarbeitet werden kann. Die elektronische Schaltung kann zusätzlich auch eine Vorauswertung der aufgenommenen Signale beinhalten, wie z. B. eine Analog/Digital-Wandlung, eine digitale Signalbearbeitung, z. B. durch einen digitalen Signalprozessor sowie eine digitale Datenkompressionseinheit. Auch eine drahtlose Funkübertragung der EEG-Signale ist möglich.
  • Der Impedanzwandler kann die Signale z. B. von einem Eingangswiderstand von 105 bis 1012 Ohm auf einen niedrigen Ausgangswiderstand von 20 bis 100 Ohm wandeln. Durch eine solche elektrodennahe Impedanzwandlung werden Störungen wie Netzeinstreuungen und das Übersprechen zwischen benachbarten Messkanälen stark verringert. Die Eingangsimpedanzen aller Messkanäle können hiermit aus Sicht eines EEG-Aufzeichnungssystems als gleich vorausgesetzt werden, wodurch eventuelle Unterschiede in den Messeigenschaften zwischen den Kanälen ausgeglichen und ein Vergleich der Signale über die verschiedenen Kanäle möglich gemacht wird. Die so erzeugten Ausgangssignale mit niedriger Impedanz können dann von höher-impedanten Standard-EEG-Ableitsystemen, die in der Regel auf Elektrodenwiderstände von weniger als 5 kOhm optimiert sind, verstärkt, gefiltert, digitalisiert und aufgezeichnet werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung kann damit ein Abstand zwischen den Längsachsen jeweils zweier benachbarter Elektroden von 10 mm oder weniger realisiert werden, insbesondere ein Abstand von 4 mm oder weniger, z. B. ein Abstand von nur 3 mm. Die Größe „Abstand zwischen den Längsachsen“ bezieht sich dabei auf gedachte Längsachsen der Elektroden, z. B. bei rotationssymmetrischen Elektroden deren Symmetrieachsen. Der Abstand zwischen den Längsachsen ist nicht zu verwechseln mit einem Freiraum zwischen den Elektroden, der aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Elektroden (Querschnittsfläche bzw. Durchmesser) immer geringer ist als der Abstand zwischen den Längsachsen benachbarter Elektroden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist bei der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung ein Freiraum zwischen den Elektroden von wenigstens 1 mm vorgesehen, insbesondere wenigstens 3 mm. Der Durchmesser der Elektroden kann jeweils 3 mm oder weniger betragen, insbesondere 1 mm oder weniger.
  • Mit der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung wird es ermöglicht, aufgrund der hohen räumlichen Erfassungsdichte der Signale auch höhere räumliche Frequenzen der aufgenommenen Potentiale aufzunehmen und auszuwerten. Im Vergleich zur Magnetresonanztomografie wird zudem eine höhere zeitliche Auflösung der aufgenommenen Signale erzielt. Insgesamt ergeben sich mit der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung völlig neue Ansätze für Untersuchungen im Bereich der Neurowissenschaften. Denn bisher war es gar nicht möglich zu erforschen, ob ein EEG informationstragende räumliche Feinstrukturen im Millimeterbereich besitzt.
  • Mit der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung lassen sich insbesondere EEG-Signale in einer hohen Signalqualität erfassen, die eine Lokalisation von Hirnaktivität erlauben, wie z. B. Stimulus-evozierte oder ereigniskorrelierte Potentiale.
  • Weitere Anwendungen der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung liegen im Bereich von technischen Systemen, die sog. Gehirn-Computer-Schnittstellen benötigen, z. B. Systeme, bei denen durch Hirnfunktionen und deren direkte elektrische Erfassung Steuerungsaufgaben durchgeführt werden können. Diese Steuerungsaufgaben können mit der erfindungsgemäßen Elektrodenvorrichtung aufgrund von deren hoher räumlicher Auflösung erheblich besser und präziser durchgeführt werden. Eine weitere, klinische Anwendungsmöglichkeit besteht in der Kartierung corticaler Funktionsstörungen und Läsionen. Durch die verbesserte räumliche Auflösung ermöglicht die Erfindung hier eine Verlaufskontrolle bei der Rehabilitation corticaler Störungen, die im Vergleich zur Magnetresonanztomographie deutlich weniger kostenintensiv und aufwendig ist.
  • Das Trägermaterial kann ein synthetisches oder ein Naturmaterial sein. Das Trägermaterial ist entweder ein isolierendes Material, oder, wenn es kein isolierendes Material ist, sind die Elektroden über zusätzliche Isolatoren an dem Trägermaterial befestigt. Z. B. kann ein Streifen aus Weich-PVC als Trägermaterial verwendet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Elektrodenvorrichtung für jede elektronische Schaltung wenigstens eine elektrische Leitung auf, mit der der jeweilige Ausgang der elektronischen Schaltung galvanisch mit einer gemeinsamen Auswerteschaltung verbunden ist. Die Auswerteschaltung kann z. B. ein externes, d. h. von der Elektrodenvorrichtung getrennt angeordnetes, Standard-EEG-Ableitsystem sein. Die gemeinsame Auswerteschaltung kann, ganz oder zumindest teilweise, auch an dem Trägermaterial befestigt sein. So kann z. B. eine in der Elektrodenvorrichtung integrierte Vorauswertung in Form einer Digitalisierung der Signale vorgesehen sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eine, mehrere oder alle Elektroden aus Silber hergestellt und weisen eine Silberchloridschicht wenigstens an der Kontaktseite auf. Es wurde herausgefunden, dass mit in dieser Art ausgebildeten Elektroden bestmögliche Signalübergänge von der Haut auf die Elektrode realisiert werden können, auch ohne Kontaktgel. Die Elektroden können z. B. aus Silberdraht gefertigt werden, der dann zur Erzeugung der Silberchloridschicht in eine z. B. dreimolare Kaliumchloridlösung getaucht wird. Die Silberchloridschicht wird dabei galvanisch erzeugt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kontaktseite bei einer, mehreren oder allen Elektroden abgerundet ausgebildet. Die abgerundete Form kann z. B. die Form einer Halbkugel oder jede andere abgerundete Form haben, durch die scharfe Kanten oder Grate am Rande der Elektrode vermieden werden. Hierdurch können Verletzungen beim Aufsetzen der Elektroden auf die Hautoberfläche vermieden werden. Zudem kann durch eine solche Bauform eine höchstmögliche Flexibilität in der Anwendung der Elektrodenvorrichtung erzielt werden, da das Elektrodenfeld sich an die individuelle Körperform anpassen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eine, mehrere oder alle Elektroden zylindrisch mit abgerundeter Spitze, die die Kontaktseite bildet, ausgebildet. Die Elektroden können z. B. aus einem Drahtmaterial gefertigt werden, indem dieses an gewünschten Stellen durchtrennt wird, so dass eine Vielzahl von Elektroden einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Die abgeschnittenen Drahtstücke werden dann an einem Ende geschliffen, so dass eine abgerundete Spitze entsteht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Elektroden in einer oder mehreren Reihen linienartig hintereinander angeordnet. Dies eröffnet besonders günstige Einsatzmöglichkeiten der Elektrodenvorrichtung im Bereich der Erfassung der Hirnaktivität von Lebewesen, insbesondere eine räumlich fein aufgelöste Lokalisation von bestimmten Stimulus-evozierten oder ereigniskorrelierten Potentialen. Die Elektrodenvorrichtung bildet dann durch die linienartig hintereinander angeordneten Elektroden eine kammartige Anordnung, die einerseits gut z. B. am Hinterkopf eines Menschen zu befestigen ist und außerdem die gleichmäßige, äquidistante Erfassung von EEG-Signalen von der Hautoberfläche ermöglicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Trägermaterial in Form eines länglichen schmalen Streifens ausgebildet, der eine wesentlich größere Länge als Breite aufweist. Insbesondere können sich die eine oder die mehreren Reihen von Elektroden linienartig in Längsrichtung des Streifens erstrecken, also über die im Vergleich zur Breite größere Länge des Streifens. Auch dies begünstigt die Untersuchungsaktivitäten im Bereich der Neurowissenschaften, insbesondere die Erfassung der neuronalen Aktivität bei Menschen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei einer, mehreren oder allen Elektroden zwischen der Elektrode und dem Eingang der elektronischen Schaltung wenigstens ein ohmscher Widerstand vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass elektrische Rückwirkungen der in Folge der elektronischen Schaltung aktiv, d. h. mit einer elektrischen Versorgungsenergie betriebenen, Elektrodenvorrichtung auf die Hautoberfläche des Lebewesens vermieden bzw. soweit reduziert werden können, dass keine Nachteile für das Lebewesen zu befürchten sind. Insbesondere kann eine Reihenschaltung aus zwei ohmschen Widerständen vorgesehen werden, was den Vorteil hat, dass eine Art doppelte Absicherung gegenüber Fertigungsfehlern der ohmschen Widerstände oder gegenüber einer Fehlbestückung realisiert wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eine, mehrere oder alle elektronischen Schaltungen einzeln oder in Gruppen über wenigstens einen der jeweiligen elektronischen Schaltung oder der Gruppe elektronischer Schaltungen zugeordneten und unmittelbar in deren Nähe angeordneten Pufferkondensator elektrisch gepuffert. Dies hat den Vorteil, dass eventuelle Störeinflüsse der Stromversorgung auf die Impedanzwandler bzw. Signalverstärker minimiert werden, wie z. B. elektromagnetische Einstreuungen über die Anschlusskabel der Stromversorgung oder Schwingungen in der Stromversorgung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 – eine Elektrodenvorrichtung in Seitenansicht und
  • 2 – die Elektrodenvorrichtung gemäß 1 in Draufsicht und
  • 3 – eine Anwendung der Elektrodenvorrichtung bei einer EEG-Erfassung und
  • 4 – weitere Details des Aufbaus der Elektrodenvorrichtung.
  • In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
  • Die 1 zeigt eine Elektrodenvorrichtung 1 in einer Seitenansicht, die 2 zeigt dieselbe Elektrodenvorrichtung 1 in einer Draufsicht auf die in 1 oben liegende Seite der Elektrodenvorrichtung. In den 1 und 2 ist folgendes erkennbar.
  • Die Elektrodenvorrichtung 1 weist ein Trägermaterial 2 auf, das flexibel ist und als flächiges dünnes Material ausgebildet ist. An einer bei der Aufnahme elektrischer Potentiale an einer Hautoberfläche der Hautoberfläche zugewandten Seite des Trägermaterials 2 (untere Seite in 1) steht eine Vielzahl von stiftartigen Elektroden 3 aus dem Trägermaterial 2 heraus. Die stiftartigen Elektroden 3 sind durch das Trägermaterial 2 hindurch zur gegenüberliegenden Seite geführt, so dass sie über entsprechende Leitungen 32 mit elektronischen Schaltungen 4 verbunden werden können. Für eine übersichtliche Darstellung sind in den 1 und 2 nur einzelne Elektroden 3 sowie einzelne Zuleitungen 32 mit Bezugszeichen versehen. Die nachfolgenden Erläuterungen betreffen aber auch die übrigen, nicht mit Bezugszeichen versehenen Elektroden und Zuleitungen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 sind insgesamt 64 Elektroden 3 an dem Trägermaterial 2 befestigt. Die Elektroden 3 sind linienartig in einer Reihe hintereinander angeordnet und bilden damit eine kammartige Struktur.
  • Die elektronischen Schaltungen 4, die z. B. einen Impedanzwandler und/oder einen Signalverstärker für jede Elektrode 3 aufweisen können, können z. B. auf Platinen gruppiert zusammengefasst sein, so dass eine Platine 4 die elektronischen Schaltungen 5 für z. B. jeweils vier Elektroden 3 aufweist. Auch andere Arten der Gruppierung sind vorteilhaft. Bei der Vierergruppierung können z. B. pro Platine vier Impedanzwandler in Form eines Vierfach-Operationsverstärker-Bausteins vorgesehen sein. Die elektronischen Schaltungen bzw. die Platinen 4 können mit jeweiligen Steckern 45 versehen sein, über die den elektronischen Schaltungen 4 Eingangssignale 5 zugeführt werden, wie z. B. die elektrische Versorgung oder eine Erdung. Die jeweiligen elektronischen Schaltungen 4 geben Ausgangssignale 6 ab, und zwar bei der beschriebenen Vierergruppierung genau vier Ausgangssignale 6, die die impedanzgewandelten Signale der von den Elektroden aufgenommenen Hautpotentiale wiedergeben.
  • Die Elektrodenvorrichtung 1 kann z. B. mit folgenden Maßen gefertigt sein:
    A = 4 mm
    B = 3 mm
    C = 1 mm
    D = 5 mm
    E = 10 mm
    F = 26 mm
    G = 17 mm
    H = 8 mm
    J = 5 mm
    K = 35 mm
    L = 200 mm
    M = 2 mm
  • Die 3 zeigt eine Anwendung der Elektrodenvorrichtung 1 bei der Aufnahme eines Elektroenzephalogramms. Die Elektrodenvorrichtung 1 ist z. B. über dem linken visuellen Cortex auf der okzipitalen Kopfoberfläche positioniert. Die Elektrodenvorrichtung 1 kann z. B. mit elastischen Bändern (nicht dargestellt) am Kopf befestigt werden. Die Elektrodenvorrichtung 1 ist mit einer gemeinsamen Referenzelektrode 7 über eine Leitung 8 verbunden. Über eine Leitung 9 werden die 64 Ausgangssignale der einzelnen Elektroden 3 der Elektrodenvorrichtung 1 an ein EEG-System 10 übertragen. Dieses wertet die empfangenen Signale aus und stellt diese z. B. als Kurvenverlauf auf einem Bildschirm dar.
  • Die 4 zeigt einen Abschnitt des Trägermaterials 2 mit darin angeordneten Elektroden 3, wobei in der Darstellung gemäß 4 die zur Hautoberfläche zu richtende Seite des Trägermaterials 2 oben dargestellt ist. Erkennbar ist, dass sechs Elektroden 3, die in zwei Reihen 11, 12 linienartig hintereinander an dem Trägermaterial 2 angeordnet sind, aus dem Trägermaterial 2 etwas herausstehen. Im linken oberen Bereich der 4 ist beispielhaft eine Elektrode 3 vergrößert in Seitenansicht dargestellt. Erkennbar ist, dass die Elektrode 3 aus einem zylindrischen Korpus 30 mit einer abgerundeten Kontaktseite 31 gebildet sein kann. Die Elektrode 3 ist über ein möglichst kurz auszuführendes Anschlusskabel 32 oder eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte mit einer elektronischen Schaltung bzw. Platine 4 verbunden. Von dieser elektronischen Schaltung sind unten in der 4 weitere Details dargestellt. Die elektrische Leitung 32 ist mit einem Eingangsanschluss 40 der elektronischen Schaltung verbunden. Der Eingangsanschluss 40 ist über eine Reihenschaltung von zwei Widerständen 41, 42, z. B. in der Größenordnung von jeweils 4,7 kOhm, mit einem Operationsverstärker 43, der in Spannungsfolgerschaltung geschaltet ist, verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist mit einem Ausgangsanschluss 44 der elektronischen Schaltung verbunden. An dem Ausgangsanschluss 44 werden die Ausgangssignale 6, d. h. ein Ausgangssignal pro in 4 dargestellter Schaltung, abgegeben.

Claims (12)

  1. Elektrodenvorrichtung (1) zur Erfassung elektrischer Potentiale an der Hautoberfläche eines Lebewesens mit folgenden Merkmalen: a) ein flexibles flächiges dünnes Trägermaterial (2), b) eine Vielzahl von stiftartigen Elektroden (3), die jeweils eine Kontaktseite (31) aufweisen, die für einen direkten galvanischen Kontakt zur Hautoberfläche des Lebewesens eingerichtet ist, wobei die Elektroden (3) an dem Trägermaterial (2) befestigt sind und an einer Seite des Trägermaterials (2) mit der Kontaktseite (31) voran aus diesem herausstehen, c) eine in unmittelbarer Nähe jeder Elektrode (3) an dem Trägermaterial (2) befestigte und mit der jeweiligen Elektrode (3) elektrische verbundene elektronische Schaltung (4) zur Impedanzwandlung und/oder Signalverstärkung der von der Elektrode (3) aufgenommenen elektrischen Signale, d) wobei der Abstand (B) zwischen den Längsachsen jeweils zweier benachbarter Elektroden (3) 10 mm oder weniger beträgt.
  2. Elektrodenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenvorrichtung (1) für jede elektronische Schaltung (4) wenigstens eine elektrische Leitung (46) aufweist, mit der der jeweilige Ausgang (44) der elektronischen Schaltung (4) galvanisch mit einer gemeinsamen Auswerteschaltung (10) verbunden ist.
  3. Elektrodenvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Auswerteschaltung (10) an dem Trägermaterial (2) befestigt ist.
  4. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder alle Elektroden (3) aus Silber hergestellt sind und eine Silberchloridschicht wenigstens an der Kontaktseite (31) aufweisen.
  5. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktseite (31) bei einer, mehreren oder allen Elektroden (3) abgerundet ausgebildet ist.
  6. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder alle Elektroden (3) zylindrisch mit abgerundeter Spitze, die die Kontaktseite (31) bildet, ausgebildet sind.
  7. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (C) einer, mehrerer oder aller Elektroden (3) jeweils 3 mm oder weniger beträgt, insbesondere 1 mm oder weniger.
  8. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Freiraum (M) zwischen jeweiligen benachbarten Elektroden (3) wenigstens 1 mm groß ist, insbesondere wenigstens 3 mm groß ist.
  9. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3) in einer oder mehreren Reihen (11, 12) linienartig hintereinander angeordnet sind.
  10. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (2) in Form eines länglichen schmalen Streifens ausgebildet ist, der eine wesentlich größere Länge (L) als Breite (E) aufweist.
  11. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer, mehreren oder allen Elektroden (3) zwischen der Elektrode (3) und dem Eingang (40) der elektronischen Schaltung (4) wenigstens ein ohmscher Widerstand (41, 42) vorgesehen ist.
  12. Elektrodenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder alle elektronischen Schaltungen (4) einzeln oder in Gruppen über wenigstens einen der jeweiligen elektronischen Schaltung (4) oder der Gruppe elektronischer Schaltungen (4) zugeordneten und unmittelbar in deren Nähe angeordneten Pufferkondensator elektrisch gepuffert ist.
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