DE2310320A1

DE2310320A1 - Vorrichtung zur messung von herzschlaegen

Info

Publication number: DE2310320A1
Application number: DE19732310320
Authority: DE
Inventors: Jun Herbert E Reinhold; Stanley Jay Sarnoff
Original assignee: Survival Technology Inc
Current assignee: Meridian Medical Technologies Inc
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1973-03-01
Publication date: 1973-09-20
Also published as: BR7301491D0; DE2310320C3; JPS48100996A; ES439320A1; IL41530A; AR204393A1; CA987739A; CH558167A; FR2174206A1; AU5241573A; NL7302874A; DE2310320B2; US3792700A; BE795976A; JPS5412760B2; IL41530A0; FR2174206B1; ES412169A1; GB1426951A; IT976603B

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. Walter Abitz

Dr. Dieter F. Wort 2310320

Dr. Hans-A. Brauns 26. juni 1973

8 München 86, Pitnzsnaueistr. 2Ä P-337

P 23 10 320.0
Neue Beschreibungsseiten

SURVIVAL TECHNOLOGY, INC. 7801 Woodmont Avenue, Bethesda, Maryland, V. St. A.

Vorrichtung zur Messung von Herzschlägen

Die Erfindung besteht in einer Verbesserung einer Vorrichtung zur überwachung des Herzschlags einer Person. Die überwachungsvorrichtung besteht dabei aus einer Einrichtung zum Umsetzen eines vom Herzschlag erhaltenen elektrischen Signals in sowohl ein visuelles als auch akustisches Signal, sowie aus einer mit der Einrichtung verbundenen Elektrodenanordnung, die sich im Kontakt mit der Person befindet, um ein den Herzschlag anzeigendes Signal aufzunehmen. Die Verbesserung liegt in der Elektrodenanordnung und besteht aus einem Paar von Elektroden, von denen jede einen leitend getränkten Kunststoffelektrodenkörper aufweist, ein flexibles leitendes, in den Körper eingebettetes Teil und eine mit dem Drahtnetz verbundene elektrische Zuleitung.

Die Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung geschieht in der Weise, dass in jeder Achselhöhle des Patienten eine Elektrode angelegt wird und der benachbarte Armbereich dazu verwendet wird, die Elektrode im Bereich der Achselhöhle gegen den Rumpf zu drücken.

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P-337 t, 26. Juni 1973

Der ungeheure Forschungs- und Entwicklungsaufwand auf dem Gebiet der Herzüberwachung hat zu vielen interessanten und wertvollen Entwicklungen geführt, die sowohl die Schaltung des Herzmonitors selbst als auch die Elektroden betreffen, die so eingerichtet sind, dass sie zum {aufnehmen des Herzschlagsignals am Patienten angelegt werden. Diese Erfindung betrifft dabei die Elektrode und das Verfahren zum Empfang des Herzschlagsignals.

Bisher hatten die Elektroden die Form von in mannigfaltiger Weise geformten Metallteilen, die in direkten Kontakt mit der Haut gebracht wurden. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit wurde oft eine leitende Salbe zwischen die Elektrode und die Haut gebracht. Eine solche Anordnung bringt viele und verschiedenartige Probleme mit sich. Zum Beispiel infolge des direkten Kontakts zwischen Elektrode und Körper und der chemischen Natur jedes mit der Polarisation zusammenhängenden Problems wurden chemische Reaktion, Hautreizung, mögliches Rauschen und Kontakt- oder Bewegungsartefakt beobachtet. Die chemische Reaktion kann bis zu einer Batteriewirkung ansteigen oder eine für die Haut schädliche chemische Reaktion kann sich entwickeln.

Obwohl alle das Kontakt- und Bewegungsartefakt betreffenden Konzeptionen nicht vollständig aufgeklärt werden können, ist es offensichtlich, dass durc:~ Änderung de- verwende-

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ten Druckes hervorgerufene Widerstandsänderung, durch Scherung verursachte Änderung in der Leitunrsicr.enverteilung und eine während einer Bewegung· mögliche Verformung der Elektroden wesentliche Paktoren sind. Zusätzlich kann die Bewegung von Muskeln und Knochen im Bereich der Elektroden und dazwischen erhebliche Rauschpegelerhöhung mit anschliessender schlechter Signaldiskriminierung verursachen.

Es muss auch berüchsichtigt werden, dass Patienten fetallelektroden, leitende Salbe und komplizierte Massnahmen, um die Elektroden am' Körper in ihrer Stellung zu halten, beständig ablehnen.

Um viele der erwähnten Probleme zu beseitigen, wurden Elektroden aus Kunststoff hergestellt mit einem leitenden Medium im Inneren, um das offensichtlich sehr schwache Herzschlagsignal aufzunehmen. Hier wurden wieder leitende Salben und ähnliches verwendet, um sicherzustellen, dass die Elektrode eine geeignete und notwendige Signalstärke aufnimmt.

Zusätzlich muss darauf hingewiesen werden, dass die Haut selbst einen beträchtlichen Widerstandswert besitzt. Ausserdem ist die Entfernung, die das Herzschlagsignal zurücklegen muss, bevor es die Aufnahme-Elektroden erreicht, von beträchtlicher Bedeutung. Eine Elektrode, die ohne jede Vorbereitung am Körper angelegt werden könnte, wäre am erstrebenswertesten.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellen.

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Figur 1 zeigt die Art und Weise, in der die Elektroden zur Aufnahme des Herzschlagsignals am Körper des Anwenders angebracht werden.

Figur 2 ist ein Schema der Komponenten einer typischen Vorrichtung zur Pulsbestimmung und -überwachung.

Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemässen Elektrode.

Figur 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 3 und zeigt die Lage des leitenden Netzes im Elektrodenkörper.

Figur 5 ist ein horizontaler Schnitt entlang der Linie 5-5 von Figur 4 und zeigt das Netz und die vom Elektrodenkörper umgebene Zuleitung.

Die erfindungsgemässen Elektroden sind so ausgelegt, dass sie mit einem batteriebetriebenen Herznonitor, wie er etwa in der US-PS 3 613 670 beschrieben ist, verwendet werden können. Diese Vorrichtung nimmt das von den beiden auseinanderliegenden Elektroden empfangene Signal auf und setzt es in ein den Herzschlag anzeigendes Signal um, das in einem pulsierenden Licht oder einem hörbaren Piepton besteht.

Wie in Figur 1 gezeigt, hält der Patient 10 den Herzmonitor 12 in seiner linken Hand und hat die Elektroden 14 und 16 in seinen Achselhöhlen angelegt, wobei er mit dem oberen Teil eines jeden Arms gegen die Elektrode drückt, um festen Kontakt mit dem Körper herzustellen.

Gemäss Figur 2 sind die Elektroden 14 und 16 an den Herzmonitor 12 angeschlossen, der ein Länpchen 18 zur Erzeugung eines visuellen Signals aufweist und einen Lautsprecher 20

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für das hörbare Piepen. Auch ist der Monitor 12 mit einem "Ein"- und "Aus"-Schalter 22 versehen. Zusätzliche Einrichtungen können im Herzmonitor 12 vorhanden sein, das Blinklämpchen 18 und der Piepton-Lautsprecher 20 sind jedoch die wichtigsten Elemente für diese Art der Herzüberwachung.

Der Aufbau der beiden einander gleichen Elektroden I¹I und 16 wird in den Figuren 3 bis 5 gezeigt. Die Elektrode hat einen Körper 30 aus mit Kohlenstoff gefülltem Kunststoff, vorzugsweise einem Vinylkunststoff, obwohl auch andere Kunststoffe verwendet werden können. Der Körper 30 hat ein rechteckiges Basisteil 32, auf dem ein dreieckiges Oberteil 34 sitzt. Wie in der Querschnittsansicht von Figur 4 gezeigt, hat der Körper einen fünfeckigen Querschnitt mit einem horizontalen Boden 36, mit parallelen, vertikalen und gleichen Seiten 38 und 40 und mit nach innen geneigten oberen Seiten 42 und 44 gleicher Länge.

Gemäss den Figuren 4 und 5 ist ein leitender Schirm oder ein leitendes Netz 50 so in den Körper 30 eingebettet, dass der Schirm oder das Netz bezüglich des Bodens 36 horizontal angebracht sind. Die blanken Enden 52 der Zuleitung 54 sind an das Netz 50 angelötet und in ähnlicher Weise in den Körper 30 eingebettet.

Die verwendete Elektrode ist etwa 6,3 cm (2 1/2 inches) lang und 2,9 cm (1 1/8 inches) breit. Die Dicke im Mittelbereich, der am grössten ist, beträgt etwa 0,64 cm (1/4 inch). Vorzugsweise wird eine Litze für die Zuleitung 54 verwendet, um die gewünschte Biegsamkeit und einfache Handhabung zu erreichen.

Obwohl die Anwendung des Monitors bereits ausreichend erläutert wurde, folgt eine kurze Zusammenfassung :

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Wenn jemand seinen Puls zu überprüfen wünscht, ^Ί zt er die Elektroden 1^4 und 16 in die Achselhöhlen und versichert sich, dass die Elektroden fest sitzen, Während er den Herzmonitor in seiner Hand hält, legt er aev. Schalter 22 in Ji^ "Ein"-Stellung, worauf das Herzschlags!gnal sofort entweder von dem Blinklich 18 oder dem akustischen Pieptongeber 20 hervorgebracht wird. Wenn dar.,,,f irgendein Verdacht bezüglich des Herzschlages besteht ,. snll der Anwender sofort seinen Arzt anrufen und ihn den Herzschlag hören lassen und sich zumindest vorübergehende Pflege verordnen ]assen.

Wie bereits erwähnt, sind die Vorteile der erfindungsgenässen Elektrode zahlreich und bedeutend. Vor allem ist bei diesem Elektrodenaufbau keine leitende Salbe notwendig, so dass diese Verwirrung und anschliessende Belästigung ausgeschaltet ist. Zusätzlich ist der Kunststoff, aus dem der Elektrodenkörper hergestellt ist, im allgemeinen inert, so dass keine chemische Reaktion zwischen ihm und der Haut des Anwenders stattfindet. Auch findet keine Reaktion aufgrund der Feuchtigkeit oder öligkeit statt, die sich auf der Haut des Anwenders findet. Auch korrodiert die Elektrode nicht und ist leicht zu reinigen, so dass sie eine hohe Lebensdauer hat. Allergieprobleme treten ebenfalls nicht auf. Das über einen grossen Bereich der rechteckigen Elektrodengrundfläche verwendete leitende Netz führt zu bester Signalaufnahme und erhöht so die Zuverlässigkeit auch unter ungünstigen Umständen.

Die Form der Elektrode lH ist nicht notwendig auf die beschriebene Form begrenzt, wenn auch diese Formgebung einige Vorteile hat, vor allem wenn sie in der Achselhöhle verwendet wird. Die Länge ist so gewählt, dass die Elektrode leicht zu handhaben ist und schnell in de¹: Achselhöhle- angelegt werden kann. Die Grundfläche 36 und die dreieckige Spitze 3^

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ermöglichen es dem zum Oberkörper gehörenden Teil der Achselhöhle, die Grundfläche 36 auΓ zunehmen, und dem Oberarm am dreieckigen Teil 3*J anzugreifen. Dies sorgt für guten Griff und Kontakt, so dass der Arm in seiner normalen entspannten LaRe die Elektrode in der Achselhöhle festhält und einen für die Aufnahme des Herzschlagsignals ausreichenden Kontakt herstellt.

Das Anbringen der Elektroden I^ und 16 in den Achselhöhlen des Anwenders bringt viele Vorteile mit sich. Vor allem ist der Bereich der Achselhöhe v/arm und im allgemeinen etwas feucht, so dass sehr gute Verhältnisse für die übertragung schwacher elektrische Signale bestehen. Zusätzlich können einige Salzarten oder dergleichen vorhanden sein, die einen Elektrolyten darstellen und die Signalaufnahme weiter erhöhen. Ausserdem bedeutet das Anbringen der Elektroden in den Achselhöhlen, dass die Elektroden sich in enger Machbarschaft mit dem Herz befinden, so dass ein starkes Signal aufgenommen wird. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass das Stratum corneum im Bereich der Achselhöhle relativ dünn ist, wodurch der Hautwiderstand verkleinert wird. Die Körpersubstanz, die das Herzschlagsignal durchdringt, um zu den Elektroden in den Achselhöhlen zu gelangen, bereitet weniger Schwierigkeiten bei der Signalübertragung, als bei der Messung des Herzschlags durch Signalabnahme an den Unterarmen oder Unterschenkeln beobachtet würde.

Der Gedanke, nicht korrodierende Elektroden in der Achselhöhle anzulegen, um Herzschlagsignale aufzunehmen, ist offenbar ein wesentlicher Fortschritt in der Herzüberwachung.

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Claims

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Patentansprüc h e

!.Vorrichtung zur überwachung des Herzschlags einer Person, bestehend aus einer Vorrichtung zum Umsetzen von elektrischen Signalen, die vom Herzschlag ausgehen, in sowohl sichtbare als auch hörbare Signale und aus Elektroden, die mit dieser Vorrichtung verbunden sind und sich mit der Person in Kontakt befinden, um ein den Herzschlag anzeigendes Signal aufzunehmen, gekennzeichnet durch eine Elektrodenanordnung, die zwei Elektroden (1*1, 16) aufweist, von denen jede einen leitend imprägnierten Kunststoff-Elektrodenkörper (30) besitzt, sowie ein biegsames leitendes Bauteil (50), das in den Körper (30) eingebettet ist, und einen Anschluss (5*0, der elektrisch mit dem Netz (50) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der leitend imprägnierte Kunststoffkörper (30) der Elektrode aus einem mit Kohlenstoffteilchen versehenen Vinylkunststoff hergestellt ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das biegsame leitende Bauteil (50) aus

, einem metallenen Netz besteht.

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