DE2217136C3 - Elektrode für medizinische Zwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für medizinische Zwecke, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Elektrode (DE-OS 19 65 146|i der eingangs genannten Art liegt das Kissen im zusammengepreßten Zustand in dem Hohlraum und wird in dieser Lage durch die Schutzschicht gehalten. Aufgrund dessen expandiert nach der Entfernung der Schutzschicht das poröse Kissen, wodurch sich die Gesamtsättigung der Elektrolyt-Flüssigkeit in dem sich expandierenden Kissen erniedrigt. Aufgrund dessen ist bei der bekannten Elektrode nicht gewährleistet, daß eine ausreichende elektrische Verbindung zwischen dem Elektroden-Kontakten und der Haut des Patienten hergestellt ist.

Falls bei der bekannten Elektrode das poröse Kissen gerade dem vorgegebenen Hohlraum des Schalenteils entspricht, d. h., daß das Kissen ohne Kompression in diesem Hohlraum liegt, besteht die Gefahr, daß das Kissen und damit der Elektrolyt nicht in ausreichendem Kontakt mit der Haupt des Patienten gelangt wodurch Fehlmessungen entstehen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektrode der vorausgesetzten Art zu schaffen, bei welcher einerseits das Kissen mit einer exakten Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit beschickt werden kann, so daß bei der Messung die Elektrolyt-Flüssigkeit gerade die Konzentration aufweist die für den speziellen Fall gewünscht wird, und daß andererseits gewährleistet ist daß das Kissen und damit die Elektrolyt-Flüssigkeit in guten Kontakt mit der Haut des Patienten gelangt Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst nach welchen das Kissen eine Dicke größer als die Tiefe des Hohlraums des Schaltenteils aufweist und vor dem Gebrauch aus dem Hohlraum herausragt und an der Schutzschicht ein vorgeformter Aufnahmeraum ausge-

to bildet ist der das herausragende, mit dem Elektrolyt getränkte Kissen aufnimmt

Aufgrund der genannten Maßnahmen ^:st das Kissen vor Gebrauch der Elektrode ohne Kompression in dem Hohlraum gehalten. Das Kissen kann demnach mit einer exakten Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit getränkt werden. Bei Gebrauch der Elektrode gelangt nach Abziehen der Schutzschicht das vorstehende Kissen durch Aufpressen der Elektrode in innigen Kontakt mit der Haut des Patienten, so daß der Elektrolyt eine exakte elektrische Verbindung zwischen der Haut des Patienten und dem Elektroden-Kontakt herstellt

Bei einer anderen Elektrode für medizinische Zwecke mit einem Schaltenteil kleinen Querschnitts, der von einem Stromleiter in Form eines Druckknopfes auf einer elastischen Schaumstoffplatte gehalten wird (DE-OS 21 06 124), besteht die Gefahr, daß die frei in dem Hohlraum der Elektrode befindliche Elektrolyt-Flüssigkeit herausfließt wenn die Schutzschicht von der Elektrode abgezogen wird. Es steht dann nicht mehr die erforderliche Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit zur Verfügung, wodurch Fehlmessungen eintreten können. Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Elektrode gewährleistet daß stets eine exakte Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit für die Messung zur Verfügung steht und daß der Elektrolyt eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Elektroden-Kontakt und der Haut des Patienten herstellt.

Bei einer weiteren bekannten Elektrode (DE-Gbm 69 32 916) wird das Kissen erst unmittelbar vor dem Gebrauch mit der Elektrolyt-Flüssigkeit getränkt, und zwar durch Eintauchen des Kissens in die Elektrolyt-Flüssigkeit Hierdurch ist nicht gewährleistet, daß das Kissen mit der vorgeschriebenen Menge an Elektrolyt-Flüssigkeit in der erforderlichen Konzentration beschickt ist. Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Elektrode bereits nach Abziehen der Schutzschicht gebrauchsfertig und das Kissen ist, wie erläutert, mit einer exakten Menge von Elektrolyt-Flüssigkeit mit der erforderlichen Konzentration beschickt.

so Im folgenden wird die Erfindung anhand besonderer Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Unterseite einer erfindungsgemäß mit einem Schutzüberzug versehenen Elektrode,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Elektrode und den Schutzüberzug entlang der Linie 2-2 aus F i g. 1,

F i g. 3 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Unterseite der Elektrode, wobei der Schutzüberzug entfernt ist,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung der Art und Weise, in der der Schutzüberzug von der Elektrode entfernt wird und

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung der auf der Hand eines Patienten befestigten Elektrode.

In der Zeichnung ist eine Elektrode 10 dargestellt welche aus einer runden elastischen Polsterung oder

Scheibe 12 besteht, welche über einem in der Mitte angeordneten, umgestülpten Schalenteil 14 vorgesehen und zwischen diesem und einer Klemmplatte 16 auf der Scheibe 12, welche dieselbe Form wie das angestülpte Schalenteil 14 aufweist und mit diesem ausgerichtet ist, gehalten wird. Das umgestülpte Schalenteil 14 weist die Form einer Hohlraumdichtung mit einer runden flachen Grundplatte mit einem halbkreisförmigen oder U-förmigen Ringflansch auf. Der Durchmesser des Schalenteiles 14 ist wesentlich größer als seine Höhe. Diese Teile werden durch einen Metalleiter zusammengehalten, welcher aus einem Druckteil eines Dmckknopfes gebildet wird, und einen unteren kreisförmigen Plattenabschnitt 20, aus dessen Mitte sich ein hohles Kontaktstück 22 nach oben erstreckt sowie einen oberen Plattenabschnitt 24, welcher zur Aufnahme des Kontaktstückes 22 einen nach oben ragenden hohlen Flansch 26 aufweist

Die Teile werden dadurch zusammengefügt und zusammengehalten, daß das Schalenteil 14 und die Klemmplatte 16 auf den gegenüberliegenden Seiten der Platte 12 in der Mitte angeordnet und ausgerichtet werden. Dann wird durch die zueinander ausgerichteten Öffnungen in der Mitte der Platte 12 und der Teile 14 und 16 das hohle Kontaktstück 22 in den hohlen Flansch 26 eingesetzt. Durch Zusammendrücken der Druckknopfteile wird das obere Ende des Kontaktstückes 22 nach innen umgeschlagen, während die Seitenwandungen nach außen gedrängt werden, wodurch die Teile des Druckknopfes fest miteinander verkeilt sind.

Die untere Fläche der Platte 12 ist mit einer im Handel erhältlichen Klebemittelschicht 28, z. B. einer Acrylklebeschicht, die für medizinische Verwendung geeignet ist, versehen. Bis zur Verwendung der Elektrode 10 ist die Klebemittelschicht 28 durch eine Schutzfolie 30 aus Papier geschützt, welche einen mit der Klebemittelschicht 28 in Verbindung stehenden Abreißstreifen aufweist.

Vorzugsweise ist die Platte 12 aus aufgeschäumtem Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid, geformt, wodurch die richtige Luftzufuhr für die Haut oder die entsprechende Belüftung derselben sichergestellt ist. Eine derartige Platte ist biegsam, schmiegt sich leicht der Form der Haut an und ermöglicht eine ungehinderte Bewegung der Haut, auf welcher sie angebracht ist. Das 4'S Schalenteil 14 kann aus einem thermoplastischen plattenförmigen Material vakuumverformt sein, welches leicht biegsam, jedoch genügend starr ist, um eine Ah^nickung desselben zu verhindern. Zur Bildung des Napfteiles können verschiedene Kunststoffmaterialien verwendet werden, beispielsweise Vinyl, lineares Polyäthylen und Celluloseacetobutyrat.

Die bisher beschriebenen Teile können identisch mit den Teilen der in der oben genannten Patentanmeldung beschriebenen Elektrode «ein. Aus dieser geht hervor, daß die Elektrode zahlreiche Vorteile aufweist, die in eister Linie auf den kleinen Querschnitt und auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die elastische Platte 12 bei Anwendung auf der Haut einen federnd angelegten Druck zwischen der Haut und dem Rand des Schalenteiles 14 aufrechterhält. Auch wenn die Elektrode 10 einen kleinen Querschnitt aufweist, weshalb sie über längere Zeiträume hinweg verwendet werden kann, ohne die Bewegungsfreiheit des Patienten zu behindern, bleibt ein unveränderlicher Zwischenraum zwischen der Haut des Patienten und dem elektrischen leitenden Plattenabschnitt 20 erhalten. Für Personen, bei denen die Elektrode 10 angewendet wird, bedeutet dies kein ungewöhn'ich unangenehmes Gefühl, da der Flansch des Schaleiteiles U-förmig ausgebildet ist. Jedoch wirkt der Flansch des Schalenteils mit der ihn umgebenden und mit einer Klebschicht versehenen Platte 12 so zusammen, daß auf der Haut eine kreisförmige Vertiefung entstehe während sich die Haut leicht in die Höhlung des Napfteiles hineinwölbt. Falsche Signale aufgrund einer relativen Bewegung der Teile werden auf einem Minimum gehalten, da immer zwischen der Fläche der mit dem Elektrolyten in Verbindung stehenden Haut und dem leitenden Plattenabschnitt 20 des Druckknopfes 18 ein im wesentlichen gleichmäßiger Abstand erhalten bleibt

Erfindungsgemäß wird zunächst der Elektrolyt mit der Elektrode 10 dadurch zusammengefügt, daß ein scheibenförmiges Kissen 32 aus nicht leitfähigem, offenzelligem Material mit einem Elektrodengel getränkt wird. Vorzugsweise weist das Kissen 32 einen Durchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Grundplatte des Schalenteiles 14 ist und eine Dicke, die größer als die Tiefe des Schalenteiles 14 ist. Das Kissen wird ausreichend mit dem Elektrodengel durchsetzt so daß beim Aufpressen der Elektrode 10 auf die Haut das Gel das gesamte Volumen des Hohlraumes zwischen der Haut und dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 ausfüllt worauf zwischen der Haut und dem leitiähigen Plattenabschnitt 20 durch das Gel ein guter elektrischer Kontakt gesichert ist.

Das Kissen 32 kann aus offenzelligem, aufgeschäumten Polyurethanmaterial hergestellt sein, jedoch sind andere Schaumstoffe ebenfalls hierfür geeignet. Das Elektrodengel kann einen vollkommen herkömmlichen Aufbau haben, der, wie jedem Fachmann bekannt sein wird, so eingestellt ist, daß mit der Haut ein guter elektrischer Kontakt zustande kommt und welcher auch mit der Platte 20 einen guten elektrischen Kontakt aufweist, vorausgesetzt die Platte 20 weist Silber oder ein anderes geeignetes Metall auf, oder besteht aus demselben. Das Kissen 32 kann mit dem Gel durch Eintauchen in eine genügend große Menge desselben getränkt werden, worauf sie unter Druck ausgedrückt wird und der Druck allmählich verringert wird, bevor das Kissen aus dem Gel entfernt wird; dies geschieht in ähnlicher Weise wie man einen Schwamm mit Wasser durchtränkt.

Da das Kissen 32 mit dem Gel durchtränkt ist, neigt es dazu, an dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und der Grundplatte des Schalenteiles 14 anzukleben. Diese Haftkraft genügt, um das getränkte Kissen 32 einfach auf dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und am Schadenteil Hohne weitere Klebmittel richtig anzuordnen. Ist dies geschehen, so ist die Elektrode 10 gebrauchsfertig.

In F i g. 5 ist gezeigt, wie die Elektrode 10 an einer Hand H befestigt ist, wobei ein Aufnahmeteil 34 des Dmckknopfes in gestrichelten Linien eingezeichnet und mit dem Druckteil 18 in Eingriff gebracht ist. Da das Kissen 32 vorzugsweise dicker als die Tiefe des Schalenteiles 14 ist, wird sie beim Aufbringen der Elektrode auf die Hand zusammengedrückt. Dementsprechend ist das Kissen 32 fest gegen jede Bewegung im Schalenteil 14 gesichert, während falsche Signale, die aus einer Bewegung des Kissens 32 resultieren, vermieden werden. Zudem hat ein Zusammendrücken des Kissens 32 den wünschenswerten Nebeneffekt, das dazu beigetragen wird, daß das Elektrodengcl die gesamte Fläche der vom Flansch des Schalenteiles umschlossenen Haut gründlich abdeckt, während

sichergestellt ist, daß durch das Gel von der Haut zu dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 ein geschlossener Stromweg vorhanden ist. Dieser Stromweg wird durch die miteinander verbundenen Druckknopfteile 18 und 34 vervollständigt, von wo aus er zu einer Stromleitung 36 verläuft, welche gestrichelt eingezeichnet ist. Die von der Haut kommenden elektrischen Signale werden durch die Leitung 36 zu einem Verstärker und einer Ableseeinrichtung geführt, die jedoch nicht abgebildet sind.

Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Schutzschicht 38 für das Schalenteil 14 und das mit Gel durchtränkte Kissen 32 vorgesehen, so daß die Elektrode 10 gebrauchsfertig aufbewahrt werden kann. Aus F i g. 1 und 2 geht hervor, daß die Schutzschicht 38 einen im wesentlichen flachen Streifen aus nichtleitfähiger Kunststoffolie aufweist, welche mit flachen Enden 40, die in derselben Ebene liegen, und einem erhöhten, zylinderförmigen Mittelabschnitt 42 versehen sind, dessen Innendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Schalenteiles 14 entspricht. Die Höhe des zylinderförmigen Mittelabschnittes 42 ist größer als die Gesamthöhe des Schalenteiles 14 und des Kissens 32, wodurch die innere Grundfläche 44 des Mittelabschnittes 42 im Abstand zu dem Kissen 32 angeordnet ist. Die Grundplatte des Mittelabschnittes 42 weist jedoch in der Mitte eine nach innen gerichtete konische Vertiefung 46 auf. deren unterstes Ende von der Ebene der flachen Enden 40 um einen beträchtlich kleineren Betrag als die Dicke des Kissens 32 entfernt ist. Aus den oben genannten Gründen ist die Vertiefung 46 so gestaltet, daß nach dem Zusammenfügen der Teile die Berührungsfläche zwischen der Vertiefung 46 und dem Kissen 32 beträchtlich kleiner ist als die Gesamtberührungsfläche zwischen dem Kissen 32 und dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und der Grundplatte da Schalenteiles 14.

Die Schutzschicht 38 wird auf der Rückseite der Folie 30 angebracht, wobei der zylinderförmige Mittelabschnitt 42 über das Schalenteil 14 gestreift und an der Folie 30 mittels der Klebstellen 48 befestigt ist. Der Schutzüberzug dient nicht nur dazu, eine Verschmutzung des Kissens 32 zu verhindern, sondern auch, um das Kissen 32 fest im Schalenteil 14 und gegen den leitfähigen Plattenabschnitt 20 zu halten, da die konische Vertiefung mit dem Kissen 32 in Eingriff steht. Wird die Elektrode verwendet so wird die Schutzfolie einfach von der Platte 12 abgezogen, wobei auch die Schutzschicht 38 mit entfernt wird, wie in F i g. 4 gezeigt ist, aus welcher auch ersichtlich ist, daß das Schaumstoffkissen 32 wegen seiner Elastizität wieder seine ursprüngliche Scheibenform angenommen hat.

Wie aus Fig.4 weiterhin ersichtlich ist bleibt das Kissen 32 im Schalenteil 14 eingepaßt und wird nicht — und das ist wichtig — mit der Schutzschicht 38 zusammen entfernt da, wie bereits erwähnt die Berührungsfläche und damit die Haftfähigkeit zwischen der Vertiefung 46 und dem getränkten Kissen 32 kleiner ist als die zwischen dem Kissen 3Z dem leitfähigen Plattenabschnitt 20 und dem Schalenteil 14.

Die Schutzschicht 38 ist vorzugsweise genügend biegsam, so daß er sich von selbst an die Folie 30 anpaßt wenn diese von der Platte 12 abgezogen wird. Jedoch sollte sie genügend in sich gefestigt sein, so daß ihr Mittelabschnitt 42 nicht umknickt wenn die Elektrode gelagert wird, wodurch die Berührungsfläche zwischen dieser und dem Kissen 32 unerwünscht groß wird. Es ist offensichtlich, daß eine Vielzahl von verschiedenen Kunststoffmaterialien zu diesem Zweck verwendet werden können. Polyvinylbutyral, welches in die abgebildete Form vakuumverformt wurde, hat sich als zufriedenstellend erwiesen.

Nach Zusammenfügung der Elektrode und der Schutzschicht können diese für unbegrenzte Zeit bis zur Verwendung gelagert werden. Um jedoch eine unerwünschte Feuchtigkeitsansammlung in der zwischen dem Schalenteil 14 und dem Mittelabschnitt 42 der Schutzschicht 38 gebildeten Kammer zu verhindern, um auch ein Austrocknen des Elektrodengels zu vermeiden, werden die zusammengefügte Elektrode und die Schutzfolien 30, 38 vorzugsweise in einer geeigneten luft- und wasserdichten Verpackung aufbewahrt.

Die Elektrode 10 hat keine kritischen Abmessungen, jedoch wurde ein gemäß der Erfindung gebautes Modell mit Erfolg getestet, bei welchem das Schalenteil 14 und die Klemmplatte 16 eine Tiefe in der Größenordnung von 0,23876 cm (0,094 inch) aufweisen und auf einer elastischen Platte 12 mit einer Dicke von 0,3175 cm (0,125 inch) befestigt sind. Die Gesamthöhe der zusammengebauten Elektrode liegt in der Größenordnung von nur 0,762 cm (0,3 inch). Der Durchmesser des Schalenteiles, und dementsprechend des Klemmteiles.

betrug etwa 2,2225 cm (0,875 inch), während der Durchmesser der Grundplatte des Schalenteiles etwa 1,27 cm (0.5 inch) und der Durchmesser des Plattenabschnittes 20 des Druckknopfes 1,016 cm (0,4 inch) betrug. Der Durchmesser der Kunststoffplatte liegt vorzugsweise in der Größenordnung des Zwei- bis Dreifachen des Durchmessers des Schalenteiles 14, um damit eine breite Fläche für die Berührung mit der Haut mit dem Klebstreifen 28 zu schaffen, wodurch die Elektrode 10 fest an der Haut befestigt wird.

Der Durchmesser des Kissens 32 ist vorzugsweise genauso groß wie der Durchmesser der Grundplatte des Schalenteiles, d.h. 1,27 cm (0,5 inch) bei dem oben beschriebenen Modell. Die Dicke hat keine kritische Abmessung und hängt zum Teil von der Art des dafür verwendeten Materials und besonders davon ab, ob es sich dabei um ein relativ offenzelliges oder relativ geschlossenzelliges Material handelt. Auf jeden Fall sollte das Kissen 32 so dick sein wie die Tiefe des Schalenteiles, so daß die sich in das Schalenteil einwölbende Haut auf jeden Fall das Kissen 32 zusammendrückt, um damit verfälschte Ergebnisse aufgrund einer Bewegung zu verhindern. Zur Zeit wird angenommen, daß das Kissen 32 eineinhalbmal so dick wie die Tiefe des Schalenteiles 14 sein sollte, so daß durch das Zusammendrücken ein Überdruck auf das Kissen 32 gegen die Haut und gegen das Schalenteil gebildet wird, welcher das Kissen 32 in seiner festgelegten Stellung hält. Jedoch sollte das Kissen 32 nicht so dick sein, daß der Druck gegen die Klebemittelschicht 28 so wirkt daß der Rand des Schalenteiles 14 von der Haut abgehoben wird. Im allgemeinen kann das Kissen 32 eine Dicke in der Größenordnung von 0,254 bis 03556 cm (.1 bis .14 inch) bei dem beschriebenen Modell aufweisen. Die Berührungsfläche zwischen dem Kissen 32 und der konischen Vertiefung 46 ist bedeutend kleiner als der Durchmesser des Kissens 32 und liegt vorzugsweise in der Größenordnung von einhalbmal dem Durchmesser des Kissens. Die Höhe des erhabenen Mittelabschnittes 42, welcher über dem Kissen 32 liegt muß nur genügend dimensioniert sein, um einen Kontakt mit diesem zu vermeiden; 0,508 cm (0.2 inch) sind hierfür reichlich bemessen.

Außer dem Elektrolyten ist das einzige Teil der Elektrode 10 und der Schutzfolien 30, 38 das aus elektrisch leitfähigem Material besteht, der Druckknopf 18. Da alle anderen Teile nichtleitend sind, können sie aus billigem, im Handel leicht erhältlichem Kunststoffmaterial bestehen. Aus diesem Grunde, und da die

Elektrode sehr einfach in der Herstellung ist, ist die Herstellung zu sehr niedrigen Kosten möglich.

Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff »Elektrolyt« dient zur Bezeichnung von Pasten oder Gelen, die in erster Linie zur Leitung elektrischen Stroms unter Bio-Potentialen vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Elektrode fur medizinische Zwecke, welche an der Haut des Patienten haftet, bestehend aus einem einen zur Haut hin geöffneten Hohlraum begrenzenden Schalenteil, einer das Schalenteil umgebenden und von diesem nach außen sich erstreckenden elastischen Platte, die auf der dem Hohlraum zugelegenen Seite mit einer Klebemittelschicht versehen ist, einem am Boden des Hohlraums angeordneten, elektrischen Elektroden- Kontakt, einem in dem Hohlraum des Schalenteils angeordneten Kissen aus kompressiblem, porösem Material, das einen mit dem Elektroden-Kontakt in elektrischer Verbindung stehenden Elektrolyt trägt und einer entfernbaren Schutzschicht zum Halten des Kissens mit dem Elektrolyt in dem Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (32) eine Dicke größer als die Tiefe des Hohlraums des Schalenteils (14) aufweist und vor dem Gebrauch aus dem Hohlraum herausragt, und daß an der Schutzschicht (38) ein vorgeformter Aufnahmeraum (42) ausgebildet ist, der das herausragende, mit dem Elektrolyt getränkte Kissen (32) aufnimmt

   Z Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Aufnahmeraum (42) der Schutzschicht (38) eine Wand mit einer derartigen Ausbildung aufweist daß diese nur mit einem Teil der benachbarten Oberfläche des Kissens (32) in Berührung steht

   3. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Klebemittelschicht (28) zumindest teilweise überlappende Schutzfolie (30) lösbar an der Klebemittelschicht befestigt und die Schutzschicht (38) an der Schutzfolie (30) angebracht ist.