FI119908B - Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle - Google Patents
Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle Download PDFInfo
- Publication number
- FI119908B FI119908B FI20060175A FI20060175A FI119908B FI 119908 B FI119908 B FI 119908B FI 20060175 A FI20060175 A FI 20060175A FI 20060175 A FI20060175 A FI 20060175A FI 119908 B FI119908 B FI 119908B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- electrode
- measuring
- skin
- scalp
- measuring sensor
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 45
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 claims description 21
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 claims description 20
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 claims description 16
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 7
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002565 electrocardiography Methods 0.000 description 3
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 3
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 206010015037 epilepsy Diseases 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 206010010904 Convulsion Diseases 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 230000006931 brain damage Effects 0.000 description 1
- 231100000874 brain damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000003925 brain function Effects 0.000 description 1
- 208000029028 brain injury Diseases 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- GTKRFUAGOKINCA-UHFFFAOYSA-M chlorosilver;silver Chemical compound [Ag].[Ag]Cl GTKRFUAGOKINCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 210000000624 ear auricle Anatomy 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000000537 electroencephalography Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 208000028329 epileptic seizure Diseases 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000001595 mastoid Anatomy 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 1
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000275 quality assurance Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/296—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electromyography [EMG]
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
»
Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle
KEKSINNÖN ALA
5 Keksintö liittyy mittausantureihin. Erityisesti keksintö koskee anturia, jota käytetään biologisten jännitevaihtelujen mittaamisessa ihmisen tai eläimen kehon pinnalta.
KEKSINNÖN TAUSTAA
10 Kudoksissa syntyvien biologisten jännitevaihtelujen (esim. EEG, elektroenkefalografia, aivosähkötoiminta, EKG sydämen sähköinen toiminta) mittaus suoritetaan asettamalla iholle (esim. päänahalle) mittausantureita, elektrodeja, joiden kautta seurataan jännitevaihtelua (esim. aivojen kuorikerroksen jännitevaihtelua, EEG) johtamalla signaali vahvistinlaitteeseen. Aivojen toimintaa kuvaavan EEG:n jännitevaihtelu on tyypillisesti 5-250 pV ja taajuusalue 1-70 Hz. EEG 15 mittauksia tehdään sekä sairaaloiden erikoisosastoilla että yhä useammin varsinaisen erikoisosaston ulkopuolella. EEG tutkimusosastolla mittauksen suorittaa erikoistunut henkilökunta, joka on koulutettu käyttämään sekä mittauslaitteita että asettamaan mittausanturit niin, että ne ovat oikealla kohdalla, niiden kontakti on hyvä (mittausvastus eli impedanssi on riittävän matala) ja että ne pysyvät paikallaan mittauksen ajan. Tämä tapahtuu käyttäen erilaisia 20 kiinnitysjärjestelmiä, nauhoja, hihnoja, verkkoja, myssyjä tai elastista liimamaista kiinnitysmassaa.
EEG tutkimusosaston ulkopuolella mittauksen valmistelee ja suorittaa vähemmän koulutettu henkilökunta käyttäen suppeampia laitteistoja ja keskittyen suppeampiin kysymyksenasetteluihin. Näitä ovat mm. neurologisten potilaiden (alentunut tajunta, epilepsiakohtaus ja sen hoito jne) 25 seuranta sairaaloiden poliklinikalla, valvonta-, vuode-, teho-osastolla, leikkauksenaikaisen EEG toiminnan seuraaminen mm. anestesiasyvyyden määrittämiseksi ja muut EEG signaalia hyödyntävät mittaukset, mm unirekisteröinnit, ns. unipolygrafia jne. sairaalassa, tutkimuslaboratoriossa tai kotona. Vastaavia tilanteita on myös muiden biosignaalien (EKG, unimittaukset) suorittamisessa.
30 Näissä mittauksissa käytetään usein vain muutamaa (esim. 1-4 kpl) EEG mittauskanavaa, vastaten 2-4-6 mittauskohtaa päänahalla. Elektrodien pysyminen paikallaan ja hyvä ihokontakti (matala impedanssi) on myös näissä mittauksissa ensiarvoisen tärkeää pitkäaikaismittauksen onnistumiseksi. Näiden ominaisuuksien saavuttaminen on helppoa otsan hiuksettomalla alueella, 35 johon voidaan liimata elektrodi, mutta hiuspohjan alueella se on hankalaa. Kuppimaisten elektrodien asettelu hiuspohjaan vaatii ihon puhdistamista mm. rasvaisuudesta ja mekaanista valmistelua, lievää mekaanista raapimista ihon kuivan ja kuolleen pintakerroksen (epidermis) poistamiseksi, hiusten asettelua mittauselektrodista syrjään ja liimamaisen mittauspastan tai kumiverkon tai myssyn elektrodien kiinnittämiseksi ja pitämiseksi paikallaan.
Yksinkertaisimmat EEG mittaukset voidaan tehdä yhdellä mittauskanavalla (anestesian seuranta) 5 käyttäen potilaan otsalle liimattavaa kertakäyttöistä elektrodia (kaupallisesti esim. GE/Datex Entropiaelektrodi, Aspect Medical System elektrodi). Kaksikanavainen EEG voidaan myös mitata liimattavilla kertakäyttöelektrodeilla otsan alueelta tai korvan seudusta (korvalehden nipukka, korvan takana oleva luinen alue eli mastoideum). On kuitenkin tilanteita, joissa EEG otsan alueen mittausta laajemmin hiuspohjan alueelta antaisi kliinisesti tärkeää lisäinformaatiota (epilepsia, 10 aivovaurion aiheuttama paikallinen häiriö, unimittaukset) ja/tai otsan alueelta tulee erilaisia virhelähteitä aiheuttavia artefaktoja. Samoin aina, jos mittauskohtia on yli kolme, tarvitaan mielellään laajempi elektrodiasettelu kuin mainitut hiuksettomat alueet.
Tällä hetkellä haluttaessa pitkäaikainen EEG elektrodiasettelu päänahan hiuspohjan alueelle, 15 käytetään joko liimamaisella pastalla halkaisijaltaan noin 10 mm kokoisten elektrodikuppien kiinnittämistä tai vastaavalla ns. kolloidi-liimalla hiusten sekaan tapahtuvaa liimausta. Lyhyempi mittaus voidaan toteuttaa erikoisvalmisteisella elektrodimyssyllä, jossa elektrodikupit on kiinnitetty joustavaan pohjamateriaaliin.
20 Elektrodien asettelussa hiukset käännetään jokaisessa mittauskohdassa syrjään, ihoa raaputetaan kuivan sarveistuneita soluja sisältävän epidermis- ihokerroksen poistamiseksi ja elektrodi painetaan pastan kanssa ihoon, jolloin saadaan haluttu hyvä elektrodikontakti. Hyvä ja stabiili mittauskontakti saavutetaan hopea-hopeakloridi (Ag-AgCI) pinnoitetulla elektrodilla, esim. hopeakloridipintainen kuppielektrodi.
25
Jos elektrodin kontakti muuttuu mittauksen aikana huonoksi, tulee signaaliin häiriöitä ja useimmiten elektrodi joudutaan irrottamaan ja kiinnittämään kokonaan uudelleen. Käytännössä tämä tarkoittaa usein kaikkien elektrodien irrottamista ja uudelleen kiinnittämistä, koska kiinnitysverkko täytyy samalla poistaa. Kuvattu menettelyn hankaluus aiheuttaa sen, että usein 30 joudutaan tyytymään otsaelektrodiasetteluun, ellei saatavilla ole koulutettuja hoitajia tekemään elektrodiasettelua, mikä taas ei ole mahdollista päivystysaikaan, esim yöllä.
Eräs tekniikan tasoa edustava ratkaisu on jousielektrodi (Sleep Sense, USA, Spring EEG electrode #5025) eli käytännössä teräslankaspiraali, joka avataan erityisen työkalun avulla 35 mekaanisesti venyttämällä ennen asettamista ihokontaktin. Kun avausmekanismi irrotetaan, teräslangat puristavat hiuksia voimakkaasti väliinsä ja elektrodi tarrautuu kiinni hiuksiin. Tällä tavalla elektrodi pysyy kiinnittyneenä ilman kuminauhoja ja liimaa. Elektrodia varten ihon käsittely ja elektrodipastan asettelu tapahtuu kuitenkin kuten kuppielektrodeissa. Jos elektrodikontakti huononee, se irroitetaan. Sen jälkeen hiuspohjaa valmistellaan uudelleen ja elektrodi asetetaan uudelleen erityistä työkalua käyttäen.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
5
Keksinnön tavoitteena on vähentää ongelmatilanteita, jotka aiheutuvat mittauksiin elektrodien vajavaisesta ihokontaktista ja tällöin tarvittavista hankalista elektrodien uudelleensijoitus- ja kiinnitysmenettelyistä.
10 Keksinnön tavoite saavutetaan elektrodirakenteella, jossa elektrodin ihmisen tai eläimen kehon pintaa eli ihoa vasten sijoittuvan mittausalueen/mittauspinnan varsinainen kontaktipinta ihoon nähden on muotoiltu niin, että se voidaan asettaa helposti hiuskerroksen läpi hiusten väliin päänahalle ja jonka mekaaniset ominaisuudet mahdollistavat ihon mekaanisen raaputtamisen elektrodin ollessa paikallaan anturi-iho kontaktin parantamiseksi. Elektrodin mittauspinta 15 muodostuu elektrodin kontaktipinnasta ja kontaktipinnan rakenteiden määrittelemän kuvion väliin jäävästä tilasta elektrodin ollessa painettuna ihoa vasten. Elektrodin kontaktipinta yhdistää nimensä mukaisesti anturin ihoon joko suoraan kontaktin tai esim. ihon päälle/kontaktipintaan valellun sähköä johtavan ja mahdollisesti liimamaisen aineen kuten elektrodipastan kautta.
20 Keksinnön mukainen mittausanturi biologisten sähköjännitteiden mittaamiseksi ihmisen tai eläimen kehon pinnalta, esimerkiksi aivosähkötoiminnan (EEG) mittaamiseksi päänahan alueelta tai muun signaalin mittaamiseksi karvaiselta alueelta, on tunnettu siitä, että anturin mittauspinta sisältää elektrodin kontaktipinnan sekä kontaktipinnan 25 rakenteiden väliin jäävän tilan, joka kontaktipinta on epäjatkuva ja käsittää enintään 90% mittauspinnasta päästäen kehon pinnan hiukset, karvat tai muut ulokkeet asettumaan mainittuun väliin jäävään tilaan.
Keksinnön mukainen menetelmä biologisten sähköjännitteiden mittaamiseksi 30 on tunnettu siitä, että -hankitaan mainitunkaltainen anturi biologisten sähköjännitteiden mittaamiseksi, -sijoitetaan anturi kontaktiin ihon tai ihon päälle valellun sähköä johtavan materiaalin kanssa, ja -hangataan anturia ihoa vasten ihon pintakerroksen poistamiseksi anturin kontaktipinnan ja ihon 35 välisen mekaanisen kosketuksen avulla.
Elektrodi on valmistusteknisesti ja rakenteellisesti kohtuullisen yksinkertainen, edullinen, soveltuu kiinnitettäväksi joko nauha/myssy menetelmällä tai liimamaisella elektrodipastalla. Elektrodi voidaan saattaa toimivaan ihokontaktiin ilman työkaluja. Elektrodi soveltuu myös kertakäyttöiseksi. Elektrodi soveltuu etenkin EEG mittauksiin, mutta sitä voidaan käyttää myös muiden biologisten jännitevaihtelujen kuten esim. sydämen sähkötoiminnan EKG, lihasten sähkötoiminnan EMG, silmien tuottaman sähkötoiminnan EOG mittaamiseksi. Elektrodin 5 mittauspinnan sisältämän kontaktipinnan rakenteet ja erityisesti niiden kulma- ja reunaosat luovat puolestaan raaputuspinnan, jonka avulla voidaan elektrodia liikuttamalla edullisesti suorittaa ihon pintakerroksen mekaanista käsittelyä poistamatta elektrodia ihokontaktista.
Keksinnön eräässä suoritusmuodossa elektrodi käsittää poikkileikkaukseltaan litistettyn ellipsiin, 10 sylinteri- tai spiraalimaiseen muotoon taivutetun metallilangan, johon on kiinnitetty EEG mittauslaitteen vahvistimen mittauskaapeli. EEG mittauksen suorittava sairaalan työntekijä asettaa elektrodin halutulle paikalle tutkittavan päänahan hiusten peittämälle iholle. Hän valuttaa geelimälstä elektrodipastaa iholle ja mekaanisesti edestakaisilla liikkeillä raaputtaa elektrodilla päänahkaa kevyesti painaen sen ihoa vasten. Hän kiinnittää elektrodin paikalleen joustavalla 15 hihnalla. Hän määrittää käytettävällä erityisellä EEG mittauslaitteen impedanssimittauksella elektrodin ihovastuksen. Jos se on huonompi kuin laitteen vaatima, hän toistaa raaputuksen ja suorittaa muita asiaankuuluvia ihon puhdistusmenetelmiä (mm. rasvan poistaminen liuottimena kuten sprii) pienentääkseen impedanssia. Sen jälkeen hän aloittaa EEG mittauksen.
20 Keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa elektrodi sisältää kaulusosan, joka ympäröi elektrodia muodostaen elektrodin onton metalliosan ympärille kuppimaisen rakenteen. Kuppimaiseen rakenteeseen valutetaan runsas määrä geelimäistä elektrodipastaa, jonka tarkoitus on pitää mittauksen laatu suotuisana. Rakenne ohjaa asteittain elektrodipastan mittausalueelle korvaamaan kuivuvan ja haihtuvan geelimäisen elektrodipastan. Suoritusmuodossa 25 elektrodipastaa ei tarvitse näin lisätä toistuvasti, joka vaatii erityisosaamista ja voi aiheuttaa mittausartefaktaa, vaan kertaalleen valutettu materiaali riittää pitkäksi aikaa esim. pitkäaikaisen potilasmittauksen suorittamiseen korkealaatuisena. Mikäli elektrodi kiinnitetään alueelle, jossa ei esiinny hiuksia tai karvoja, voidaan se liimata elektrodin yli kulkevalla liimamaisella kudoksella (teippi), jolloin elektrodipasta jää tässäkin tapauksessa onton elektrodirakenteen sisään ja 30 mahdollistaa pitkäaikaisen elektrodipastan säilymisen mittauksen kontaktipinnassa. Elektrodin sylinterimäisestä langasta muodostunuva elastinen rakenne ja epätasainen epäjatkuva ihon pintaan kohdistuva pinta mahdollistavat, että sitä pienillä edestakaisilla liikkeillä hieroen voidaan elektrodin ja ihon välistä mittausvastusta edelleen vähentää 35 Edelleen, keksinnön eräässä suoritusmuodossa esim. sairaala tai tutkimuslaitos hankkii keksinnön mukaisia elektrodeja, hoitohenkilökunta kiinnittää ne kuvatulla tavalla potilaaseen ja suorittaa mittauksia, joiden tuloksia voidaan käyttää potilaan hoidossa.
KUVIOIDEN ESITTELY
Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin 5 Kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäistä suoritusmuotoa, jossa suoritetaan EEG:n potilasmittaus. Kuvio 2 esittää keksinnön toista suoritusmuotoa, jossa suoritetaan pitkäaikaismittausta.
Kuvio 3 esittää vuokaaviota menetelmästä biologisten sähköjännitteiden mittaamiseksi sairaalaan tai muuhun käyttöpaikkaan toimitetulla keksinnön mukaisella mittausanturilla.
10 KEKSINNÖN SUORITUSMUOTOJEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS
Kuviossa 1 esitetään keksinnön mukaisen elektrodin ensimmäinen edullinen suoritusmuoto. Kuviossa 1 EEG elektrodi (1) koostuu esim. hopeapintaisesta tai hopeisesta langasta/nauhasta tai metallilastusta (2) (esim. 0.3-3.0 mm paksu), joka on kierretty tai mekaanisesti työstetty 15 litistettyyn pyöreään tai soikeaan tai litistettyyn sylinterimäiseen muotoon (leveys 2-20mm, syvyys 2-20 mm, korkeus 2-20 mm). Elektrodin kokonaiskontaktipinta on epäjatkuva ja koostuu metallisesta mittauspinnasta ja mittauspinnan väliin jäävästä osasta. Elektrodin ihoa vasten asettuva kontaktipinta asettuu ihon muodon mukaisesti. Elektrodi on kiinnitetty ihoon (3) joustavalla hihnalla, joka pitää sen mekaanisesti paikallaan ihoa vasten.. Ihon ja elektrodin 20 kontaktipinnan välissä on sähkönjohtavuutta edistävää tahnaa eli elektrodipastaa (4). Ihon pintakerros on täten elektrodin kanssa kontaktissa. Ihoa on raaputettu elektrodilangalla mittausvastuksen (impedanssin) pienentämiseksi mittauksen aloituksen yhteydessä.
Hopeoituun lankaan on kiinnitetty liitin (10) ja siihen johdin (11) EEG- vahvistimeen (12). 25 Vahvistimen tuottamaa signaalia käytetään potilasdiagnostiikassa.
Kierteinen rakenne mahdollistaa sen, että elektrodi asettuu hiusten (5) väliin ja elektrodina toimivat langat saavuttavat ihon pinnan muodostaen elektrodin epäjatkuvan kontaktipinnan ihoon nähden.
30
Mittauspinnasta, eli kontaktipinnaan muodostavien lankojen ja niiden väliin jäävien “tyhjien” alueiden määrittelemästä kokonaisalueesta ja sen sisällä vastaavasti kontaktialueesta tulee riittävän suuri, kun kierteitä on riittävä määrä. Kierteiden kokonaismäärä ja niiden keskinäinen etäisyys toisistaan (kontaktipinnasta), joko vakioitu tai vaihteleva, ja ne määrittävät kontaktipinnan 35 osuuden koko mittauspinnasta; mikäli kierteet ovat kontaktipinnassa lähellä toisiaan, kontaktipinta saattaa käsittää esim. 90% koko mittauspinnasta, kun taas kierteiden väliä kasvatettaessa tai kierteiden lukumäärää pienennetään pituuden säilyessä ennallaan, kontaktipinnan suhteellinen osuus pienenee ollen lopulta esim. 50%, 30% tai 25% koko mittauspinnasta.
5
Mittauspinnan kontaktipintojen välit mahdollistavat päänahan hiusten tai ihon karvojen asettumisen niin, että kontaktipinta asettuu ihoa vasten ja mainitut hiukset ja karvat asettuvat kontaktipinnan ulkopuolelle. Tämä ratkaisu on vähentämässä mittausvastusta eli impedanssia.
Elektrodi on mekaanisesti tukeva, jotta sitä liikuttamalla voidaan suorittaa tärkeä ihon pintakerroksen (epidermis) mekaaninen käsittely edestakaisilla pienillä liikkeillä ihon pintaa raaputtaen. Elektrodin mittauspinnan muoto voi olla suora, kovera tai kupera alla olevan ihon tai päänahan muodon mukaisesti. Sylinterimäinen tai spiraalimainen elektrodin rakenne on joustava 10 soveltuen siihen, että se on esim. venyvän kiinnityshihnan alla ihoa vastaan aiheuttamatta painehaittaa. Kiinnityshihna voi olla leveä painaen koko elektrodirakennetta tai elektrodissa voi olla uloke, ura, tappeja, kohoumia tai epätasaisuuksia, joiden avulla elektrodi kiinnitetään venyvällä hihnalla tai hihnoista muodostuvalla verkolla tai elastisella myssyllä esim. päänahan iholle. Elektrodin päälle voidaan valuttaa myös liimamaisesti jäykkää elektrodipastaa tai 15 kolioidiliimaa, joka kovettuessaan kiinnittää elektrodin ja mittauspinnan ihoon. Mikäli elektrodi asetetaan alueelle, jossa ei ole hiuksia tai karvoja, se voidaan kiinnittää elektrodin yli kulkevalla liimapintaisella kudoksella (teippi, joustava liimapintainen kangas tms).
Elektrodin valmistusmateriaali voi olla metallilanka, -lastu tai metallipäällysteinen muu materiaali 20 (keinomateriaali kuten muovi). Sylinterimäinen, spiraalimainen ja mittauspinnan epätasaisuuteen sopiva kovera tai kupera muoto saavutetaan valmistamalla elektrodi kiertämällä, taivuttamalla, punomalla, valamalla tai muuten mekaanisesti muovaamalla. Kierretty sylinterimäinen muoto tekee rakenteen elastiseksi, jolloin elektrodin mekaaninen kiinnittäminen ihoa vasten käyttäen venyviä hihnoja, myssyä, teippiä tms on luotettavaa elastisen rakenteen painuessa tasaisesti ihoa 25 vasten. Pintamateriaalina on esim. hopea (Ag), jonka pintakalvo on hopeakloridia (AgCI) ja on siksi mittausteknisesti edullinen.
Mittauselektrodi on liitetty mittauselektroniikkaan käyttäen liitintä tai johdinta. Mittauselektrodi voi olla myös suoraan kiinnitettynä (integroituna) mittauselektroniikkaan tai sen osaan, joka on 30 kuvatuilla kiinnitysmenetelmillä kiinnitetty suoraan potilaan ihoon tai päänahkaan.
Kuvio 2 esittää keksinnön toista edullista suoritusmuotoa. Kuvassa elektrodisylinterin (20) ympärillä on materiaaliltaan esim. muovinen kaulusosa (21), joka muodostaa “kupin” elektrodin asettuessa päänahkaa vasten. Elektrodi on näin ontto ja “kuppiin” valutettu elektrodipasta (22) 35 hakeutuu asteittain ihon (23) ja elektrodin väliin estäen iho-elektrodikontaktin kuivumisen ja impedanssin huonontumisen mittauksen aikana. Astiamainen ontto muoto mahdollistaa ison pastamäärän käyttämisen esim. pitkäaikaismittauksessa.
•
Kaulusosa saattaa olla kiinteä osa elektrodia tai irroitettava ja uudelleen kiinnitettävä. Kaulusosan materiaali saattaa olla muovin lisäksi muuta elastista elektrodin muotoon soveltuvaa tai metallikalvoa. Kaulusosa saattaa olla osa elektrodin kiinnitysjärjestelmää kuten hihnat ja myssy, jolla elektrodi painautuu ihoa vasten. Tällöin kaulusosa muodostaa hihnan tai myssyn kanssa 5 suljetumman astian, jossa elektrodipasta säilyy haihtumatta. Kun mittauselektrodi on asetettu alueelle, jossa ei esiinny hiuksia tai karvoja, voidaan vastaava astiamainen rakenne saavuttaa niin, että sylinterimäisen onton epäjatkuvan pinnan sisältävän anturin yli on asetettu anturia suurempi liimapintainen kudos (teippi, venyvä elastinen kangas tms), joka kiinnittää elektrodin ihoo ja samalla estää elektrodipastan haihtumisen elektrodista ja mahdollistaa 10 pitkäaikaismittauksen. Kiinnitystäpä mahdollistaa epäjatkuvan elastisen elektrodin alapinnan hieromisen ihoa vasten, joka on edullista vähentäen ihon pintakerroksen mittausvastusta.
Kuvio 3 esittää vuokaaviota keksinnön kolmannesta edullisesta suoritusmuodosta. Sairaalaan tai tutkimuslaitokseen toimitetaan keksinnön mukaisia mittauselektrodeja 30. Kun hoitohenkilökunta 15 haluaa suorittaa potilasmittauksen, mittauselektrodit asetetaan tutkittavaan 31. Tämä tapahtuu kuten Kuviossa 2 on yksityiskohtaisesti kuvattu asettamalla elektrodi hiuspohjan alueelle ja hankaamaalla ihon pintaa elektrodilla. Menetelmälle on tunnusomaista, että Kuviossa 2 kuvatut kiinnitys- ja laadunvarmistustoimenpiteet ovat helppo oppia ja suorittaa ja edullisia käytettäessä mittausta esim. päivystysosastolla, jossa ei ole tarjolla erikoiskoulutettua henkilökuntaa 20 suorittamaan mittaustoimenpiteitä. Erityisesti keksinnön käyttöön liittyvät toimenpiteet, joilla elektrodin impedanssi saadaan pysymään mittauksen aikana matalana tekevät diagnostisen tutkimuksen kuvatulla mittauselektrodilla tavanomaista tekniikkaa helpommaksi ja luotettavammaksi. Tällöin tuloksen luotettavuus ja diagnostinen taso paranee. Mittauselektrodien kautta rekisteröitävää mittaussignaalia 32 käytetään potilaan tai tutkittavan henkilön tilan 25 seurantaan ja mahdolliseen hoitotoimenpiteiden suorittamiseen.
Claims (6)
1. Mittausanturi ( 1, 20 ), jonka mittauspinta sisältää elektrodin kontaktipinnan ja kontaktipinnan rakenteiden väliin jäävän tilan, biologisten sähköjännitteiden mittaamiseksi ihmisen tai eläimen 5 kehon pinnalta, esimerkiksi aivosähkötoiminnan (EEG) mittaamiseksi päänahan alueelta tai muun signaalin mittaamiseksi karvaiselta alueelta, tunnettu siitä, että anturin kehon pintaa vasten asetettava kontaktipinta on epäjatkuva muodostuen samansuuntaisista pitkittäisistä lankaelementeistä ja käsittää enintään 90% 10 mittauspinnasta päästäen kehon pinnan hiukset ( 5), karvat tai muut ulokkeet asettumaan mainittuun lankaelementtien väliin jäävään epäjatkuvaan tilaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausanturi, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää kaulusosan tai reunan (21) , jotka yhdessä muodostavat astiamaisen onton rakenteen ja pitää 15 elektrodin sisään asetetun elektrodipastan (4, 22) tai geelin kuppimaisesti sisällään ja päästää sitä vain mittauspintaan.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausanturi, tunnettu siitä, että lisäksi mittausanturin 20 kontaktidimensio on leveys 2-20mm, pituus 2-20 mm, korkeus 2-20 mm soveltuen asetettavaksi päänahalle tai muualle iholle ja alapinnan muotoilu on sellainen, että ihoa vastaan tuleva osa eli elektrodin mittauspinta voi olla suora tai koveran tai kuperan kuppimainen vastaten mittauksen kohteena olevan ihon tai päänahan alueen pintaa.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausanturi, tunnettu siitä, että lisäksi mittausanturin mittaus- ja kontaktipinnan pinnanmuoto on yksityiskohdiltaan epätasainen niin, että sillä voidaan raaputtaa ihon pintakerrosta ja siten parantaa mittauskontaktia (impedanssi) mittauksen aloittamisen yhteydessä tai myöhemmin mittauksen aikana, jolloin mittausanturin mittauspinnan epätasaisuudet painuvat ihon pintakerrosta vasten kuitenkaan rikkomatta tai vahingoittamatta sitä. 30
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausanturi, tunnettu siitä, että lisäksi mittausanturin yläpinnan muoto on sellainen, että se sisältää välineet esim. elastisen hihnan, verkon, myssyn, liimapintaisen kankaan, teipin tai liimamaisen tai kovettuvan elastisen sähköä johtavan aineen 35 vastaanottamiseksi, joilla se voidaan kiinnittää päänahkaan tai ihoon mekaanisesti. Λ % 5
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausanturi, tunnettu siitä, että lisäksi mittausanturin muoto on sellainen, että siinä voi olla liitin, johon kiinnittyy mittauskaapeli (11) tai se voi olla kiinnitetty suoraan mittauskaapeliin tai mittauselektroniikkaan (12).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20060175A FI119908B (fi) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20060175 | 2006-02-23 | ||
FI20060175A FI119908B (fi) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20060175A0 FI20060175A0 (fi) | 2006-02-23 |
FI20060175A FI20060175A (fi) | 2007-08-24 |
FI119908B true FI119908B (fi) | 2009-05-15 |
Family
ID=35953639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20060175A FI119908B (fi) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI119908B (fi) |
-
2006
- 2006-02-23 FI FI20060175A patent/FI119908B/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20060175A0 (fi) | 2006-02-23 |
FI20060175A (fi) | 2007-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Review of semi-dry electrodes for EEG recording | |
JP6321669B2 (ja) | 電極測定法を実施するための装置 | |
Salvo et al. | A 3D printed dry electrode for ECG/EEG recording | |
US8406841B2 (en) | Dry electrode for biomedical signal measuring sensor | |
US5511546A (en) | Finger apparatus for measuring continuous cutaneous blood pressure and electrocardiogram electrode | |
US20240090814A1 (en) | Rapid manufacturing of absorbent substrates for soft, conformable sensors and conductors | |
Tronstad et al. | Current trends and opportunities in the methodology of electrodermal activity measurement | |
WO2016205881A1 (en) | Anisotropically conductive material for use with a biological surface | |
US20070010729A1 (en) | Electrode for obtaining a biopotential signal | |
KR101392946B1 (ko) | 다중 스터브 전극 구조의 건식 생체전극센서 및 이의 제조방법 | |
JP2003520093A (ja) | 弱い生体電気信号を測定する電極 | |
EP3585255B1 (en) | Apparatus and method for conducting electroencephalography | |
KR101384761B1 (ko) | 호흡과 심전도의 동시 측정이 가능한 스포츠 브라 | |
AU2020293722B2 (en) | Method and apparatus for motion dampening for biosignal sensing and influencing | |
CN110811611A (zh) | 头带式生物信号采集装置及其制备方法 | |
KR20170104236A (ko) | 마이크로니들 전극 패치 및 이의 제조 방법 | |
Petrossian et al. | Advances in electrode materials for scalp, forehead, and ear EEG: a mini-review | |
Kim et al. | A wearable ecg monitoring system using microneedle electrodes for small animals | |
CN106236087A (zh) | 一种无胶生物电电极及电极辅助装置 | |
Damalerio et al. | Development of Dry EEG Electrodes and Dry EEG Cap for Neuromonitoring | |
Ku et al. | Electro-deposited nanoporous platinum electrode for EEG monitoring | |
FI119908B (fi) | Biologisen jännitevaihtelun mittausanturi erityisesti päänahan alueelle | |
Ko et al. | A dry and flexible electrode for continuous-EEG monitoring using silver balls based polydimethylsiloxane (PDMS) | |
CN211511793U (zh) | 头带式生物信号采集装置 | |
Dong et al. | Fabrication of barbed-microneedle array for bio-signal measurement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 119908 Country of ref document: FI |
|
MM | Patent lapsed |