DE2735050C3

DE2735050C3 - Elektrode

Info

Publication number: DE2735050C3
Application number: DE2735050A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 8520 Buckenhof Szehi
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-03
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2735050A1; DE2735050B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode zur Abnahme oder Zuführung von elektrishen Signalen, mit einem Schaumstoffeinsatz als Bestandteil eines Kontaktteiles.

Elektroden dieser Art lassen sich zur Abnahme physiologischer Signale, wie EKG od. dgl. einsetzen. Ebensogut können über solche Elektroden einem Körper jedoch auch elektrische Signale, beispielsweise Reizstrom bei der Reizstrombehandlung, zugeführt werden. Wesentlich ist aber, daß bei Applikation die Elektroden am Körper des Patienten gut kontaktieren, so daß Signale vom Patientenkörper möglichst störungsfrei abgenommen werden können oder dem Patientenkörper über die Elektroden störungsfrei Strom zugeführt werden kann.

Insbesondere bei vergleichsweise großflächigen Elektroden, die speziell auch an Körperpartien eines Patienten mit unterschiedlichen bzw. wechselnden Wölbungen appliziert werden sollen, stellt sich die Aufgabe, das Kontaktteil zur Anlage an die Körper-Oberfläche zwecks Anpassung an die Körperkontur flexibel und möglichst weich auszubilden. Nebenbedingung ist dabei natürlich immer die hinreichende elektrische Leitfähigkeit des Kontaktteils. Vom Stand der Technik (beispielsweise DE-05. 26 29 549, US-PS

ίο 38 28 766, US-PS 36 96 807, DE-OS 24 59 627, DE-OS 27 54 465) sind auch bereits Elektroden bekannt geworden, bei denen Schaumstoffeinsätze Bestandteile der Kontaktteile sind. Solche Schaumstoffeinsätze dienen aber regelmäßig als Träger für ein Kontaktmittel, welches sie nach Art eines Schwammes speziell als flüssigen Elektrolyten oder als Elektrodengel aufnehmen. Damit sind zwar einerseits die Forderungen hinsichtlich der Weichheit des Kontaktteiles erfüllt, wobei im allgemeinen die Elektroden zusätzlich applikationsseitig abgepolstert sind; andererseits wird aber immer das zusätzliche Kontaktmittel zur Kontaktierung benötigt. Dies gilt insbesondere auch für die Elektroden nach der DE-OS 26 29 549 sowie nach der US-PS 38 28 766, bei' denen speziell offenzelliger Polyurethan-Schaumstoff als Schwammeinsatz für einen flüssigen Elektrolyten als Kontaktmittel verwendet ist.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es demgegenüber, eine verbesserte Elektrode anzugeben, die den

so Einsatz von zusätzlichem Kontaktmittel überflüssig macht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kontaktteil allein ein elektrisch leitender Polyäther-Schaumstoffeinsatz ist, der mit einer applikationsseiti-

⁶^' gen porenverschlossenen Kontaktfläche zur Herstellung des elektrischen Kontaktes ohne zusätzliche Anwendung von separaten Kontak'.rriiiteln bei Applikation versehen ist.

Die Erfindung verwendet also als Leitzusatz für die Elektrode allein den leitfähigen Polyäther-Schaumstoffeinsatz. Im Gegensatz zu den üblichen Schwammkörpern des Standes der Technik weist ein solcher elektrisch leitender Polyäther-Schaumsioff ohne zusatzliehe Kontaktflüssigkeit abgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auf. Es wird also erstmalig ein solcher Schaumstoff verwendet, der bereits ohne Elektrolyt im trockenen Zustand elektrisch leitend ist. Auf die bisher notwendige Ergänzung mit Kontaktflüssigkeit kann daher vollständig verzichtet werden. Dadurch erleichtert sich die Applikation der Elektrode bei ausgezeichneter Kontaktierung erheblich. Da der leitende Schaumstoff neben guter Leitfähigkeit auch ausgezeichnete Elastizität besitzt, ist ein exaktes Anliegen der gesamten Elektrodenfläche auf der Haut bei beliebiger Auswölbung der Applikationsstelle gewährleistet. Hieraus wiederum resultiert erhöhte Störsicherheit bei der Abnahme bzw. Zuführung der elektrischen Signale.

Trocken leitfähige Kontaktteile waren bisher zwar aus der DE-OS 1466 919 sowie der DE-OS 20 41 392 vorbekannt. Dort werden aber speziell entweder Silikongummi oder Textilfasern mit leitfähigen Graphitteilchen imprägniert, wodurch sich die efastischen Eigenschaften der Grundmaterialien, insbesondere auch deren Weichheit, erheblich verschlechtern. Trocken leitfähige Polyäther-Schaumstoffe waren dagegen bisher lediglich in ihrer Verwendung als Verpackungsmaterial für elektronische Bauteile zwecks Verhinderung elektrostatischer Aufladungen bekannt. Vorliegender jo Erfindung lag nun die Erkenntnis zugrunde, daß dieser trocken leitfähige Schaumstoff auch als Kontaktteil bei Elektroden verwendet werden kann. Versuche haben bestätigt, daß derartige erfindungsgemäße Elektroden eine störungsfreie Signalabnahme von einem Patientenkörper bzw. Stromzuführung zu einem Patientenkörper ermöglichen. Insbesondere bei Langzeitapplikationen solcher Elektroden ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteile.

Der Polynther-Schaumstoffeinsatz kann mit seiner applikationsseitigen Kontaktfläche direkt an der Haut des Patienten anliegen (insbesondere bei Wechselspannungsbetrieb mit konstanter Spannung}. Zur Kontaktflächenvergrößerung und Herabsetzung des Übergangswiderstandes Elektrode-Haut ist es vorteilhaft, auf der Kontaklfläche ein angefeuchtetem Elektrodenpapier anzubringen. Dieses Elektrodenpapier, das vorzugsweise aus saugfähigem, ca. 0,4 mm dickem Zellstoff (Vlies) bestehen kann, nimmt nur die zur Herabsetzung des Elektrodenwiderstandes notwendige Flüssigkeitsmenge auf. In vorteilhafter Ausgestaltung wird das Anbringen eines solchen Elektrodenpi.piers optimal vereinfacht, da die applikationsseitige Kontaktfläche des Polyäther-Schaumstoffeinsatzes — insbesondere durch oberflächlich porenverschließende Lackierung, d. h. sogenanntes coating — glatt ausgebildet wird. An einer solchen glatten Fläche haftet ein angefeuchtetes Elektrodenpapier allein aufgrund Adhäsion.

Die Elektrode gemäß der Erfindung läßt sich als Einfach' oder auch Mehrfachelektrode einsetzen. In der Ausbildung als Mehrfachelektrode ist dabei eine der gewünschten Zahl der Kontaktstellen entsprechende Anzahl von Polyäther-Schaumstoffeinsätzen auf einem gemeinsamen Elektrodenträger angeordnet. In vorteilhafter Ausgestaltung sind dann die Polyäther-Schaum- t>5 Stoffeinsätze applikationsseitig mit einem gemeinsamen Elektrodenpapier abgfdickt. Die von Polyäther-Schaumstoffeinsätzen freien Zwischenräume zwischen Elektrodenträger und gemeinsamen Elektrodenpapier sind dann vorzugsweise durch nichtleitende Einsätze, z, B. aus Moosgummi, ausgefüllt

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigt

F i g. 1 eine Einfachelektrode gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt,

>Fig. 2 eine Mehrfachelektrode in Draufsicht und Seitenansicht,

F i g. 3 eine Detailvergrößerung des Details A in Fig. 2.

In der F i g. 1 ist in einem Elektrodengehäuse 1 ein Elektrodenträger 2 aus nichtleitendem Moosgummi angeordnet, der zur Gehäuseöffnung hin einen PoIyäther-Schaumstoffeinsatz 3 trägt. Zwischen Moosgummi 2 und Schaumstoffeinsatz 3 liegt eine Metallgaze 4 als großflächiger Anschlußkontakt für eine elektrische Leitung S, über die ein Strom abgenommen oder zugeführt werden kann. Der Polyäthtr-Schaumstoffeinsatz 3 ist an seiner Applikationsfläche 6 durch oberflächlich porenverschließende Lackierung (sogenanntes coating) glatt ausgebildet Die glatte Räche 6 dient zur Aufnahme eines Elektrodenpapiers 7, das im angefeuchteten Zustand durch Adhäsion gut haften bleibt Das Elektrodenpapier, das vorzugsweise aus saugfähigem, 0,4 mm dickem Zellstoff (Vlies) besteht, nimmt nur die zur Herabsetzung des Flektrodenwiderstandes notwendige Flüssigkeitsmenge auf.

Die Mehrfachelektrode der Fig. 2 umfaßt insgesamt vier Polyäther-Schaumstoffeinsätze 9 bis 12, die auf Abstand voneinander an einem gemeinsamen Träger 8, bei dem es sich vorzugsweise wiederum um nichtleitenden Moosgummi handeit, gehaltert sind. Sämtliche Schaumstoffeinsätze 9 bis 12 sind entsprechend dem Einsatz der Elektrode der F i g. 1 ausgebildet d. h. sie besitzen glatte Applikationsflächen aufgrund oberflächlich porenverschließender Lackierung. Sämtliche Schaumstoffeinsätze sind ferner an der Applikationsseite mit einem gemeinsamen Elektrodenpapier 13, z. B. wiederum Vlies, abgedeckt. Jeder Schaumstoffeinsatz 9 bis 12 ist ferner mit einem Metailßazegeflecht großflächig kontaktiert Jedes Metallgeflecht ist mit einer eigenen Leitung zur Stromabnahme bzw. Stromzuführung versehen. In der Fig.2 und auch in der Detailvergrößerung der F i g. 3 ist eine solche Metallgaze speziell für den SchaumstoJfeinsatz 10 mit 15 bezeichnet. Die zugehörige Stromleitung ist mit 16 gekennzeichnet. Die Stromleitungen der restlichen drei Polyäther-Schaumsvoffeinsätze sind in der Fig.2 mit 17,18 und 19 angedeutet. In der Detailvergrößerung der Fig.3 ist außerdem die papiertragende lackierte Appiikationsfläche des Polytäher-Schaumstoffeinsatzes 10 mit 14 bezeichnet. Aus der Detailvergrößerung geht auch hervor, daß die von Polyäther-Schaumstoffeinsätzen 9 bis 12 freien Zwischenräume zwischen Elektrodenträger 8 und gemeinsamem Elektrodenpapier 13 durch nichtleitend': Einsätze, vorzugsweise ebenfalls aus Moosgummi, ausgefüllt sind, die eine gut federnde Kontaktierung ohne Bruchgefahr des Elektrodenpapiers 13 gewährleisten.

Die Einfachelektrode der Fi g. 1 eignet sich insbesondere zum Einsatz bei der Abnahme eines EKG oder sonstiger physiologischer Körpersignale. Die Mehrfachelektrode der F i g. 2 wird hingegen bevorzugt bei der Reizstrombehandlung (Diagnostik und Therapie) eingesetzt, wo beisDielsweise zur Erzeugung eines Interfe-

renzstroiiifeldes dem Patientenkörper gleichzeitig mehrere zu überlagernde Reizströme zugeführt werden sollen. Ausgleichsströme zwischen den Polyäther-Einsätzen sind bei entsprechend dünnem Elektrodenpapier vernachlässigbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrode zur Abnahme oder Zuführung von elektrischen Signalen, mit einem Schaumstoffeinsatz als Bestandteil eines Kontaktteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil allein ein elektrisch leitender Polyäther-Schaumstoffeinsatz (3 bzw. 9 bis 12) ist, der mit einer applikationsseitigen porenverschlossenen Kontaktfläche (6 bzw. 14 etc.) zur Herstellung des elektrischen Kontaktes ohne zusätzliche Anwendung von separaten Kontaktmitteln bei Applikation versehen ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyäther-Schaumstoffeinsatz (3) an einer leitenden Trägerplatte, vorzugsweise aus Graphit oder Leitgummi, gehaltert ist.

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyäther-Schaumstoffeinsatz (3 bzw. 9 bis iZ\ an einer nichtleitenden Trägerplatte (2 bzw. 8) vorzugsweise aus Moosgummi, unter Zwischenschaltung einer elektrischen Leitungskontaktierung (4 bzw. 15 etc.) gehaltert ist

4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kontaktierung (4 bzw. 15 etc.) eine Metallgaze ist, an der die elektrische Leitung (5 bzw. 16 bis 19) zur Abnahme oder Zuführung der elektrischen Signale angeschlossen ist.

5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyäther-Schaumstoffeinsatz (3 bzw. 9 bis 12) an seiner applikationsseitigen porenverschlossenen Kontaktflache (6 bzw. 14 etc.) mit einem Kontaktpapier (7 bzw. 13) versehen ist, das dm Λ Aufnahme von Flüssigkeit den Elektrodenwiderstand herabsetzt

6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Polyäther-Schaumstoffeinsatz (3 bzw. 9 bis 12) an der applikationsseitigen Kontaktfläche (6 bzw. 14 etc.) glatt ist, so daß das Elektrodenpapier (7 bzw. 13) im angefeuchteten Zustand lediglich durch Adhäsion gut haftet.

7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die applikationsseitige Kontaktfläche (6 bzw. 14 etc.) des Polyäther-Schaumstoffeinsatzes (3 bzw. 9 bis 12) aufgrund oberflächlich porenverschlleßender Lackierung (sogenanntes coating) glatt ist.

8. Elektrode nach einem der Ansprüche 5 bis 7,. dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrodenpapier feiner, vorzugsweise ca. 0,4 mm dicker, saugfähiger Zellstoff (Vlies) dient.

9. Elektrode nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausbildung der Elektrode als Mehrfachelektrode (ζ. Β. gemäß F i g. 2) eine der gewünschten Zahl der Kontaktstellen entsprechende Anzahl von Polyäther-Schaumstoffeinsätzen (9 bis 12) auf einem gemeinsamen Elektrodenträger (8) angeordnet sind.

10. Elektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyäther-Schaumstoffeinsätze (9 bis 12) applikationsseitig mit einem gemeinsamen Elektrodenpapier (13) abgedeckt sind.

11. Elektrode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der von Polyäther-Schaumstoffeinsätzen (9 bis 12) freie Zwischenraum zwischen Elektrodenträger (8) und gemeinsamen Elektrodenpapier (13) durch nichtleitende Einsätze, vorzugs-

weise aus Moosgummi, ausgefüllt ist

12. Elektrode nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß in Sandwichbauweise zwischen Moosgummi als Elektrodenträger und dem die Zwischenräume füllenden Moosgummi an den Verbindungsstellen zu den Polyäther-Schaumstoffeinsätzen (9 bis 12) als Leitverbindung Metallgaze (15 etc) Hegt, an der jeweils elektrische Leitungen (16 bis 19) zur Abnahme bzw. Zuführung von elektrischen Signalen ankontaktiert sind.