DE3136193C2 - Einmalelektrode für elektromedizinische Zwecke und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung von Einmalelektroden mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Es handelt sich dabei um Elektroden, welche insbesondere zur Aufnahme von Elektrokardiogrammen benutzt werden. •Üblicherweise bestehen diese Elektroden aus einer Klebefolie, z. B. aus PVC-Schaum, mit einer zentralen Öffnung, in welche ein tellerförmiger Sensor, der bo rückseitig mit einem nippelartigen Fortsatz versehen ist, mit diesem Fortsatz eingesetzt ist. Der Sensor ist bei den bekannten Elektroden ein Kunststofformteil, welches zunächst allseitig versilbert und dessen Silberbeschichtung anschließend auf elektrolytischem b5 Wege oder in einer Chloratmosphäre chloriert und dadurch in eine Silber/Silberchloridverbundschicht überführt wurde.

Bei den bekannten Elektroden wird der Sensor dadurch in seinem Träger, der Klebefolie, gehalten, daß auf den durch die Öffnung der Klebefolie hindurchgesteckten und nun auf der Rückseite dieser Klebefolie liegenden nippelartigen Fortsatz des Sensors ein elektrisches Gegenkontaktstück unter Bildung einer Art Druckkncpfverbindung aufgerastet wird.

Die Vorderseite der Elektrode und des Sensors wird bereits seitens des Herstellers mit einem elektrisch leitfähigen Gel beschichtet Damit das Gel % ährend der Lagerzeit nicht austrocknet, wird die gesamte Elektrode beim Hersteller versiegelt Der Arzt, welcher die Elektrode der Verwendung zuführt entnimmt die Elektrode der versiegelten Verpackung, legt sie mit der mit Gel beschichteten Vorderseite auf die Haut des Patienten auf, wo sie mittels der Klebefolie festgehalten wird, und verbindet die Elektrode mit einem Anzeigegerät indem auf den rückseitig angeordneten Gegenkontakt der Stecker eines Verbindungskabels aufgeschoben wird.

Anstelle eines Gels ist auch schon die Verwendung eines leitfähigen Klebers vorgeschlagen worden.

Der Unterschied zwischen einer sogenannten Einmalelektrode und einer wiederverwendbaren Elektrode besteht im wesentlichen darin, daß eine wiederverwendbare Elektrode mit einem recht massiven Silber/Silberchloridsensor ausgerüstet ist, wohingegen die Einmalelektrode am Kostengründen nur eine dünne Silber/Silberchloridschicht auf dem im übrigen aus Kunststoff bestehenden Sensor aufweist, und daß diese wiederverwendbare Elektrode nicht bereits vom Hersteller mit einem Gel versehen ist. Vielmehr muß das Gel jeweils "om Verwender aufgetragen und die Elektrode nach jeder Benutzung sorgfältig gereinigt werden, was mühsam ist und zur Entwicklung der Einmalelektroden geführt hat

Nun ist es keinesfalls so, daß eine Einmalelektrode bestimmungsgemäß nur für eine Messung verwendet werden soll. Schon bei der routinemäßigen Aufnahme eines Elektrokardiogramms werten die Herzströme vor und nach verschiedenen Belastungen gemessen und dazwischen werden die Elektroden vom Anzeigegerät getrennt, verbleiben jedoch bis zur nächsten Messung am Körper des Patienten. Ähnlich verhält es sich bei Patienten, die sich auf der Intensivstation eines Krankenhauses befinden und regelmäßig überwacht werden. Bei ihnen können die Einmalelektroden tagelang am Körper verbleiben.

Bei den bekannten Einmalelektroden ist die Kontaktstelle zwischen dem Fortsatz des Sensors und dem darauf aufgerasteten Gegenkontaktstück eine besonders kritische Stelle, denn bei jedem Anschließen und Lösen eines elektrischen Verbindungskabels scheuert das Gegenkontaktstück mit seinem vorderen Rand auf dem Fortsatz des Sensors und erfahrungsgemäß ist die dünne Silber/Silberchloridschicht, welche weniger widerstandsfähig ist als eine reine Silberschicht, sehr bald stellenweise durchgescheuert, was zu einem erhöhten Obergangswiderstand oder sogar zum völligen Unterbrechen der elektrischen Verbindung führen kann. Letzteres ist bei Patienten, die einer intensiven Überwachung bedürfen, u. U. lebensgefährdend. Aber bereits ein erhöhter Übergangswiderstand kann die Messung unmöglich machen, da die zu übertragenden Ströme ohnehin äußerst gering sind.

Aus der US-PS 35 72 323 ist eine Einmalelektrode für elektromedir.inische Zwecke bekannt, welche als Sensor eine Verbundfolie aus Silber und Silberchlorid aufweist.

Der Sensor besitzt jedoch i. w. die Gestalt einer Scheibe ohne eine Ausbuchtung auf der Rückseite und ist zur Stabilisierung seiner Form in ein Gehäuse eingesetzt, welches rückseitig eine Ausnehmung besitzt, welche bis zur Rückseite des Sensors reicht. In diese Ausnehmung wird eine elektrische Anschlußleitung hineingeführt und mit der Rückseite des Sensors verlötet Anschließend wird die Ausnehmung zum Schutz der Lötstelle und zum Befestigen des Sensors im Gehäuse mit einem Gießharz ausgegossen. Diese gattungsfremde Elektrode wird zwar im Betrieb keine Probleme mit der elektrischen Kontaktierung der Sensorrückseite haben, doch ist dies erkauft mit einer unverhältnismäßig aufwendigen Herstellung, welche für eine Einmalelektrode nicht tragbar ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einmalelektrode zu schaffen, welche — ohne teurer zu sein als herkömmliche Einmalelektroden — eine erhöhte Betriebssicherheit, geringeren Übergangswiderstand und eine längere Lebensdauer aufweist als bekannte Einmalelektroden und welche sich mit der für einen Massenartikel gebotenen Einfachheit herstellen läßt

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Elektrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Elektrode besitzt auf der Vorderseite mit Silberchlorid einen Werkstoff, welcher hinsichtlich der elektrischen Aufnahmeempfindlichkeit und wegen des geringen Eigenrauschens des Sensors optimal ist, wohingegen die Rückseite der Elektrode, wo es auf hohe elektrische Leitfähigkeit zur Erzielung einer guten Ableitung der geringen aufgenommenen Ströme sowie auf gute Kontaktierbarkeit ankommt, frei von Silberchlorid ist.

Das Fehlen des Silberchlorids auf der Rückseite des Sensors führt zu einer höheren elektrischen Leitfähigkeit und zu einem geringeren Übergangswiderstand. Die erfindungsgemäße Elektrode verbindet den Vorteil der geringen Herstellkosten der bisherigen Einmalelektroden mit dem Vorteil einer wesentlich verlängerten Lebensdauer durch Ausbildung des Sensors als Formteil aus einer Verbundfolie, welche auf ein Kunststofformtei! als Träger verzichten kann; die Lebensdauer der neuartigen Einmalelektrode wird nicht durch ein Durchscheuern der rückseitigen Kontaktschicht, sondern durch den Verschleiß der i. w. aus Silberchlorid bestehenden Vorderseite begrenzt, die sich durch ein allmähliches Ansteigen des Eigenrauschens der Elektrode und durch eine allmählich nachlassende Aufnahmeempfindlichkeit bemerkbar macht. Plötzliche Ausfälle durch mangelhaften Kontakt auf der Sensorrückseite muß man bei der neuen Elektrode jedoch nicht befürchten.

Bevorzugt verwendetes Edelmetall für die Einmalclektrode ist Silber, insbesondere Feinsilber. Zwar können auch edlere Metalle eingesetzt werden, die ebenfalls eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzen, doch sind diese für den hier gegebenen Einsatzzweek im Vergleich zu Silber einfach zu teuer. Statt Silber können auch Silberlegierungen eingesetzt werden, doch ist bei der Auswahl der Legierungskomponenten darauf zu achten, daß sich die Legierung ähnlich edel wie Silber verhält, damit das Silbcrchlorid nicht zu Silber reduziert und statt dessen eine Legierungskomponente des

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Silbers (oder eines anderen fur die Rückseite des Sensors eingesetzten Edelmetalls) chloriert wird.

Der Einsatz anderer Silberhalogenide als Silberchlorid ist weniger günstig, da andere Silberhalogenide lichtempfindlicher sind als Silberchlorid.

Besonders geeignete Sensoren sind solche, deren auf der Rückseite der Verbundfolie gelegene Schicht aus Silber oder einer Silberlegierung 0,05 mm bis 0,3 mm, vorzugsweise ca. 0,1 mm dick ist und deren auf der Vorderseite der Verbundfolie gelegene Silberchloridschicht G,l μηι bis 5 ,um, vorzugsweise ca. 1 μπι dick ist

Der Sensor aus Verbundfolie weist eine an seiner Rückseite gelegene Ausbuchtung auf, auf welche ein elektrisches Gegenkontaktstück (z. B. der Stecker eines zum Elektrokardiographen führenden Verbindungskabels) aufgerastet wird. Zur Stabilisierung und Stützung der Ausbuchtung des Sensors ist in diese vorzugsweise ein Füllkörper, vorzugsweise eine Kugel, eingefügt Damit der Füllkörper aus der Ausbuchtung nicht herausgleiten kann, ist sein Durchmesser zweckmäßig größer als die lichte Weite der Eintrittsöffnung der Ausbuchtung.

Die Herstellung des Sensors kann so vor sich gehen, daß man eine Edelmetallfolie, insbesondere Silberfolie, einseitig galvanisch oder durch Einbringen in line Chlorgasatmosphäre chloriert und anschließend mechanisch urviformt Dies erfordert jedoch ein aufwendiges Abdecken der Rückseite der Folie, um dort eine Chlorierung zu verhindern. Besonders vorteilhaft hingegen ist das im Anspruch 6 aufgeführte Herstellungsverfahren. Danach wird zunächst ein Band oder eine Platte aus reinem Silberchlorid auf ein Band oder eine Platte aus dem für die Rückseite der Verbundfolie vorgesehenen edlen Metallwerkstoff, insbesondere also auf Silber, aufgewalzt Unter Verminderung der Schichtdicken entsteht so eine Verbundfolie, welche auf der Vorderseite aus reinem Silberchlorid besteht und deshalb zur Aufnahme der geringen Ströme in der medizinischen Meßtechnik besonders geeignet ist, während die Rückseite der Verbundfolie rein metallisch ist Diese Verbundfolie wird nun mechanisch weiterverarbeitet, d. h., es werden entsprechend der gewünschten Sensorgröße Scheiben aus der Verbundfolie ausgestanzt oder auf andere Weise ausgeschnitten und zur Bildung einer zentralen Ausbuchtung z. E. durch Tiefziehen umgeformt.

Das Ausstanzen, Tiefziehen und ggfs. das Einfügen eines Füllkörpers in die Ausbuchtungen können durch ein kombiniertes Werkzeug preisgünstig in einem Arbeitsgang erfolgen.

Das Walzen der Verbundfolien erfolgt vorzugsweise kalt, was begünstig! wird dadurch, daß sich sowohl Silberchlorid als auch viele Edelmetallwerkstoffe, insbesondere das bevorzugt verwendete Silber (Feinsilbet), gut kaltwalzen lassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhnnd der schematischen Zeichnung nachfolgend erläutert.

Die dargestellte Elektrode besteht aus einem Sensor 1 in Gestalt eines kreisrunden Formteils mit einer Ausbuchtung 2 auf dar Rückseite 3, deren größte lichte Weite größer ist als die lichte Weite c/des Halses 26 der Ausbuchtung. Die Ausbuchtung 2 beginnt mit dsm Hals 2b und erweitert sich daran anschließend in einen gerundeten Kopf 2a. In der Ausbuchtung 2 befindet sich zur Stabilisierung ihrer Form ein als Kugel ausgebildeter Füllkörper 5 rus hartem Kunststoff, deren Durchmesser größer ist als die lichte Weite c/des Halses 2b der Ausbuchtung 2. Der verbleibende Raum der

Ausbuchtung 2 ist angefüllt mit einem elektrisch leitfähigen Gel 6.

Der Sensor I ist mit seiner Ausbuchtung 2 in eine kreisrunde öffnung 7 in einem PVC-Schaumstoffklebestreifen 8 eingesetzt: die öffnung 7 umschließt den Hals , 2b eng. In der öffnung 7 wird der Sensor 1 festgehalten durch die zwischen dem Klebefilm des PVC-Schaumstoffklebestreifens 8 und der Rückseite 3 des Sensors 1 wirksame Haftung.

Der Sensor I ist aus einer ca. 0,1 mm dicken m Verbundfolie geformt, welche aus einer die Vorderseile 4 bildenden Schicht aus Silberchlorid und aus einer die Rückseite 3 bildenden Schicht 13 aus Feinsilber besteht. Die Verbundfolie wird vorzugsweise hergestellt durch Kaltaufwalzen eines ursprünglich 0,1 mm bis 0.5 mm dicken Silberchloridbandes auf ein ursprünglich 5 mm bis IO mm dickes Feinsilberband. Die in der Verbundfolie nur noch wenige μπι dicke Silberchloridschicht 14 haftet recht gut auf der Schicht 13 und besitzt eine verhältnismäßig hohe Abriebfestigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einmalelektrode für elektromedizinische Zwekke, insbesondere zur Aufnahme von Elektrokardiogrammen, welche in einen elektrisch isolierenden i Träger eingesetzt einen unter Verwendung eines Verbundwerkstoffs vom Typ Edelmetall/Silberchlorid hergestellten, elektrisch leitenden Sensor aufweist, dessen Vorderseite zum Auflegen auf die menschliche Haut bestimmt und dessen Rückseite ι ο mit einer Ausbuchtung versehen ist, welche zum Einführen in ein dazu passendes elektrisches Gegenkontaktstück dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) aus einer Verbundfolie besteht, deren Vorderseite (4) aus Silberchlorid, gegebenenfalls mit Restteilen von Silber, und deren Rückseite (3) aus Silber oder aus einem Metall oder einer Metallegierung besteht, welche nicht unedler ist als Silber.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 4aß die Rückseite (3) der Verbundfolie aus Feinsüber besteht.

3. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine 0,05 mm bis 03 mm, vorzugsweise ca. 0,1 mm dicke Schicht (13) aus Silber oder einer Silberlegierung auf der Rückseite (3) der Verbundfolie.

4. Elektrode nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine 0,1 μπι bis 5 μηι, vorzugsweise ca. 1 μπι dicke Silberchloridschicht (14) auf der Vorderseite (4) der Verbundfolie.

5. Elektrode nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausbuchtung (2) de& Sense: s (1) ein Füllkörper (5) eingefügt ist.

6. Verfahren zur Herstellu g eines Sensors für eine Elektrode mit den Merkmalen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Band oder eine Platte aus Edelmetall, insbesondere aus Silber oder aus einer ähnlich edlen Silberlegierung, ein Band oder eine Platte aus Silberchlorid unter Verminderung der Dicke aufgewalzt, aus der so entstandenen Verbundfolie Scheiben ausgestanzt und zur Bildung einer zentralen Ausbuchtung umgeformt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzen und das Umformen kalt erfolgt.