JP3309122B2 - 使い捨てプリゲル自動準備電極 - Google Patents

使い捨てプリゲル自動準備電極

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JP3309122B2
JP3309122B2 JP50916594A JP50916594A JP3309122B2 JP 3309122 B2 JP3309122 B2 JP 3309122B2 JP 50916594 A JP50916594 A JP 50916594A JP 50916594 A JP50916594 A JP 50916594A JP 3309122 B2 JP3309122 B2 JP 3309122B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的身体信号のモニターに使用する電極
に関し、さらに特定すれば、使い捨てのプリゲル(pre
−gelled)自動準備(self−perpping)電極に関するも
のである。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
皮膚に貼付される使い捨て電極は、身体機能の電気的
活動(activity)のモニター用として広く活用されてい
る。最も一般的に使用されている電極は、良好な電気接
触を得るために、電極貼付前に皮膚が準備状態であるこ
とを必要とする。この準備は普通、まず皮膚をアルコー
ルで拭い、汚れや油分を除去することで行われる。さら
に、皮膚の電極貼付箇所を綿に含ませた研磨材含浸溶
液、又は他の擦手段にて擦り、一般的に電気接触を劣化
させる皮膚の最外部層を取り除く。その後に電極は準備
された箇所に貼付され、血液が豊富な皮膚層と電気的に
接触し、相対的に低い電気接触インピーダンスを提供す
る。 電気的身体信号の医学的モニターに広く採用されてい
る多数のプリゲル電極は、使い捨てのプリゲル電極であ
る。そのような電極の例は、セッションズに付与された
アメリカ合衆国特許第3,805,769号、クラスノーに付与
されたアメリカ合衆国特許第3,828,766号、コラサンテ
ィに付与されたアメリカ合衆国特許第4,029,086号、ク
レイグヘッドに付与されたアメリカ合衆国特許第4,640,
289号、及び、コーヘンに付与されたアメリカ合衆国特
許第4,945,911号に開示され、説明されている。しか
し、これらの電極は全て、それらが身体に貼付される前
に、皮膚の接触インピーダンスを減少させるため、複合
的で分離した、時間がかかる皮膚準備ステップを必要と
する。 皮膚準備に必要なステップ数を減少させるため、いく
つかの自動準備式電極が開発されている。ヒーバーに付
与されたアメリカ合衆国特許第4,027,664号は、電極の
貼付前に皮膚を擦って準備するための、すぐに利用でき
る手段を電極のアプリケータに提供する擦面を備えたカ
バー体を有した電極を開示している。この擦手段は、電
極貼付後に廃棄される。シャーウインに付与されたアメ
リカ合衆国特許第4,995,392号は、皮膚準備のために、
再使用可能な電極の中央部を通る、取外し自由な非伝導
性ブラシを利用している。ラールに付与されたアメリカ
合衆国特許第3,774,592号は、皮膚を準備する目的に
て、皮膚に微小穴を開けるために分離剛毛ブラシを上下
微動させて通過させる、皮膚上に配置する吸収パッドを
備えた電極を利用している。 前記の各々の技術は、それらが「自動準備式」である
にも拘らず、皮膚を準備するには、複合的で、分離した
部材又はステップを必要とする。患者モニター時の様々
な状況の中で、複合的な分離装置の物理的な状況を全て
把握することは、例えば、手術室や集中治療ユニットに
特有な混乱状況又は多忙状況においては不都合である。
皮膚準備を実行する分離したステップは、電極が患者な
貼付された後、又は医療行為の開始後には、接触インピ
ーダンスの改善を困難なものとする。もし、この皮膚準
備が不十分ならば、電極が貼付された後に電極を取り外
し、皮膚を擦り直し、さらにほとんどの場合には、新品
の電極を貼付せねばならず、余分な時間に加えて余計な
費用が必要になる。皮膚を擦り過ぎると、皮膚の損傷や
出血の原因となり、患者に癒し難い傷を残す。また、電
極カバーの一部として組み込まれた擦手段、又は別の物
理的擦器が使用されると、その結果は、患者の皮膚タイ
プと、電極を貼付した人物によって使用される擦技術に
よって左右され、患者次第で準備状況が異なることにも
なる。 タムに付与されたアメリカ合衆国特許第4,274,419号
は、電極の一部であり、皮膚上でスピン回転し、皮膚接
触インピーダンスを連続的に計測する中央擦ディスク体
を回転させる分離した手持ち機構の回転具を使用してい
る。この技術は改善された安定インピーダンスを提供は
するが、皮膚準備を実施するための回転具(又は、前記
のごとくの分離ブラシ)が必要なために、一般的に再使
用不能なブラシの場合には費用がかさみ、回転装置の場
合にはなおさら非常に高額な一時的費用を要する。その
ような物理的擦装置は、皮膚の擦損傷をも引き起こしや
すい。 シュミッツに付与されたアメリカ合衆国特許第4,706,
679号は、アメリカ合衆国特許第4,995,392号にて使用さ
れたものと機能において同様な金属ブラシを利用する
が、使用中には患者と接触状態に維持されるものであ
る。患者と直接的に皮膚接触している金属は、接触箇所
においてオフセット電圧を発生させ、身体の低信号電圧
の精密な計測を妨害する化学的ハーフセル(half−cel
l)反応を引き起こす。 医療モニターにおいて一般的であるところの、数個の
電極の貼付は、必要な複数のステップと、皮膚準備の結
果の不確定要素のため、周知な手段にては非常に時間を
要するものである。また、皮膚準備に必要な複合タイプ
の分離した器具を物理的に取り扱う必要性のために、周
知な全ての準備装置においては、貼付者は、皮膚準備中
に血液と接触する可能性や、病原菌に伝染する可能性の
リスクを負う。 従って、本発明の主要な目的は、相対的に低い電気接
触インピーダンスを発生させ、容易で、しかも信頼度の
高い皮膚準備を行う自動準備電極を提供することであ
る。 本発明の別目的は、皮膚の準備において、電極を貼付
する人物が取り扱う器具が複数とはならない自動準備電
極を提供することである。 本発明のさらに別目的は、皮膚擦損傷の発生を最少限
度に押さえる自動準備電極を提供することである。
【課題を解決するための手段】
本発明の自動準備電極に使用される電極は、電気接触
を行わせる柱体(post)又は鋲体(stud)を備えた中央
電極を有した一般的にフレキシブルな接着パッド又はキ
ャリヤーである。柱体又は鋲体の反対側の電極面には、
導電性(conductive)ゲル層に接触する電気パッドが配
置されている。導電性ゲル層には、電極の導電性ゲル層
に埋め込まれた(imbedded)多数のフレキシブルな突起
体(flexile tines)を有した変形自在なアレイ体(arr
ay)又はマット(mat)が埋め込まれている。多数のフ
レキシブル突起体はゲルの外表面を越えて延び出てお
り、一般的に貼付される電極の一部として皮膚と接触す
る。電極に圧力が加えられると、フレキシブル突起体は
皮膚に対して押し込まれ、引掻いたり、擦ったりせず
に、高インピーダンスを有する皮膚の最外側層を引き剥
して、低インピーダンスであり、血液の豊富な層を露出
させる。もし、その内部露出層のインピーダンスが高過
ぎれば、単に横方向の動きを加えて電極を皮膚に再度押
し付け、外側皮膚層をさらに貫通させることで直ちにそ
の矯正が可能である。この際に電極を取り外す必要はな
い。過剰準備の心配はまず皆無である。なぜなら、突起
体間のゲルがクッションの役割を果たし、皮膚の損傷を
妨げるからである。 フレキシブル突起体のアレイ体又はマットは、プラス
チック材料等の非金属材料で製造されている。このた
め、この自動準備式電極は非常に安価な皮膚準備装置と
なっている。安価である点は使い捨て電極の不可欠な条
件である。この新規な準備手段を、商業的に現在入手可
能な使い捨て、半使い捨て、又は再使用可能な電極に採
用すると、安価なコストでそれらの使い勝手が大いに改
善される。さらに、この非金属材料は、金属との皮膚接
触によるオフセット電圧の発生の可能性を排除する。 電極を貼付する人物に便宜を計るため、電極を貼付す
る前に皮膚を拭うためのアルコールパッドが提供されて
いる。 準備手段は電極の下側に完全に収納されており、従っ
て、電極を貼付する人物が患者の血液と接触する可能性
は実質的に排除されている。
【発明の実施の形態】
本発明の上記及び他の特徴は、図面を通し、対応する
部材に応じて符号が付されている添付図面を参照して以
下の詳細な説明を読めば、さらに充分に理解されるであ
ろう。 本発明は身体機能の電気的活動をモニターするための
新規な自動準備電極である。図1と図2を利用して本発
明の1実施例を解説する。自動準備電極10は皮膚と接触
するテープ面16上に接着剤15が塗布されたフレキシブル
テープ12、又は他の同様な材料を含んでいる。導電性ゲ
ル層14は接着剤上に配置される。使用ゲルは、ミネソタ
州ミネアポリス市のプロメオン社を含む多数の供給業者
から入手可能な、商業的に購入できるどのようなゲルで
も構わない。本好適実施例においては、ゲル層は0.020
インチ(0.0508センチ)から0.100インチ(0.254セン
チ)の厚みを有しているが、電極の使用状況によって、
ゲル層はそれより薄くても、厚くても構わない(例え
ば、電極が患者に対して相当に長時間使用されるもので
あれば、厚めとなる)。図3に示す実施例のごとき他の
実施例においては、電極10は図1に示される接着剤の環
状体を含んではいないが、その代用として、電極を身体
に接着させるための、導電性であって接着性であるゲル
14が塗布されたフレキシブルキャリヤー18を含んでい
る。 一般的に使用される「パジャマボタン」のごとき中央
電極鋲体は、電極10の背部に搭載され、モニター具に対
する電気接続を提供する。又は、前もって配線した電線
を鋲体による接続の代用として使用することも可能であ
る。一般的に使用される銀/塩化銀製「ボタン」又は
「ペレット」のごとき電気パッド22はゲル14と接触し、
非常に低いオフセット電圧を発生させる。そのようなパ
ッドは本産業では通常に使用されているものであり、ペ
ンシルベニア州フィースタービル市のトーラスヘルスケ
アパッケージング社やニューヨーク州バッファロービル
市のグラフィックコントロール社のような供給業者から
入手可能な材料にて製造されている。 ゲル14には、多数の短くて非導電性であり、フレキシ
ブルな突起体24を備えた変形可能なアレイ体又はオープ
ン式「マット」が埋め込まれており、これらフレキシブ
ル突起体は、引掻いたり、擦ったりせずに高インピーダ
ンスである皮膚の最外側層を分離させて貫通し、低イン
ピーダンスで血液が豊富な内部層に達してこの内部層を
中央電極と電気的に接触させる。好適には、これらの突
起体は、縦横0.025インチ(0.0635センチ)から0.110イ
ンチ(0.2794センチ)のサイズであり、太さは0.002イ
ンチ(0.00508センチ)から0.015インチ(0.0381セン
チ)のものである。突起体の長さと幅や突起体の長さと
幅の割合は、突起体が製造される材料や、突起体の望ま
れるフレキシビリティや、突起体が埋め込まれる材料
(ゲル)を含む種々な要素によって決定されるものであ
る。 フレキシブル突起体24は簡単に製造することが可能で
ある。例えば、ベルクロ(Velcro)材料から「ホック
(hook)」端部をクリップ処理し、望む高さと形状に切
断することが可能である、短くてもフレキシブルな突起
体を備えたマットを残すことで製造可能である。フレキ
シブル突起体24のアレイ体又はマットは、噴射成型、又
は通常に利用される何らかの他の手段によって、本発明
の目的に沿って特別に製造することも可能である。防御
カバー28はゲル14又は接着剤15に覆せられ、接着剤の乾
燥を防止し、保管時における汚染物混入をも防止する。
このカバー28は本電極使用前に廃棄する。 図4と図4を解説する。電極10は貼付する際に患者の
皮膚に対して押し付けられる。同時に、電極10を左右に
動かして、突起体24に最外側皮膚層30を貫通させる。フ
レキシブル突起体24間の空隙部を埋めている、導電性で
あって、好ましくは接着性でもあるゲル14は、フレキシ
ブル突起体24によって形成された皮膚表面30の微小貫通
孔内に入り込み、中央電極22と皮膚との間で低インピー
ダンスな電気接触を提供する。ゲル14は電極が貼付され
る際に、皮膚30に対するクッションの役目をも果たし、
皮膚の損傷の可能性を減少させ、患者に貼付されている
間の快適性を提供する。 図6を説明する。本発明の電極の別実施例は、電極10
に搭載された、(アルコール含有表面35を有した)集積
型で、引剥式使い捨てアルコールパッド34を含んでお
り、電極を貼付する人物が、貼付前に電極付着箇所の皮
膚から汚れや油分を拭い去る目的で使用する。 本発明の電極の別実施例は図7に示されている。この
電極はフレキシブル突起体のアレイ体又はマットを含
み、本来再使用可能な電極の使い捨て部材として設計さ
れている。フレキシブル突起体24を備えたマット又はア
レイ体は、一方の面が再使用可能な電極に、他方の面が
患者に貼付されるように、2層の引剥層38の間に挟まれ
た状態で導電性ゲル14に埋め込まれている。使用後に、
ゲルに埋め込まれたフレキシブル突起体のアセンブリ
は、電極の再使用可能な部分から取り外され、廃棄され
る。 別実施例においては、中央電極との電気的接触を提供
する中央穴を有した剛体キャリヤー上に、短くて非導電
性であり、フレキシブルな突起体24を備えた環状リング
がゲルに埋め込まれている。図8の別実施例において
は、電極10は、「乾燥した」すなわち、ゲルを使用しな
いで製造したフレキシブル突起体24を利用している。こ
の実施例においては、カリファルニア州パロアルト市の
ヒューレットパッカー社が提供するレダックスのよう
な、商業的に入手可能な電解質クリームを使用すること
が可能であり、患者に貼付する直前に、フレキシブル突
起体と電気パッド部位とに塗布される。 本発明の電極は、電極を貼付する際の皮膚準備に使用
する、単一な集積タイプの準備手段を提供する。本発明
は、分離した擦部材、ブラシ、研磨剤含浸溶液及びアプ
リケータの必要性を排除している。本発明は、電極を貼
付直後に非常に低い接触インピーダンスを達成させるこ
とを実質的に保証している。以上解説した電極は、電極
下に生体組織を有する条件で、5,000オーム以下である
優れた電気接触抵抗を達成させる能力を備えている。電
極を皮膚表面から取り外さずともインピーダンスが測定
可能である理由によって、再生可能な結果が達成され、
電極を取り外す必要なく、測定を妨害するオフセット電
圧を発生させることもなく接触抵抗を改善することが可
能である。皮膚損傷のリスクが実質的に排除されてお
り、患者に電極を貼付している人物が患者の血液や病原
菌と接触するリスクも最少限に押さえられた状態で、こ
の調整を低コストで素早く実行することが可能である。 前述の発明は、その好適実施例に基づいて解説されて
いるが、当業者の技術者にとってはそれら実施例の種々
な変更及び改良は可能であろう。しかし、そのような変
更及び改良は全て本明細書の「請求の範囲」内に含まれ
るものである。 図面の簡単な説明
【図1】図1は本発明の自動準備電極の斜視図である。
【図2】図2は図1に示す自動準備電極の2−2線に沿
った断面図である。
【図3】図3は本発明の自動準備電極の別実施例の斜視
図である。
【図4】図4は図1に示す自動準備電極の導電性ゲル内
に埋め込まれた状態の本発明のフレキシブル突起体の拡
大断面図である。
【図5】図5は図1に示す自動準備電極の導電性ゲル内
に埋め込まれた本発明のフレキシブル突起体の移動状態
を示す拡大断面図である。
【図6】図6は図1に示す自動準備電極の接着層を保護
する保護カバーを示している、本発明の自動準備電極の
斜視図である。
【図7】図7は図1に示す自動準備電極の別実施例の斜
視図であり、導電性ゲル内に埋め込まれたフレキシブル
突起体の層は、本来再使用可能な電極の使い捨て部材と
して提供されている。
【図8】図8は図1に示す自動準備電極の別実施例の斜
視図であり、突起体がゲルに埋め込まれることなく電気
パッドを包囲している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−116330(JP,A) 実開 昭62−202810(JP,U) 実開 昭56−95209(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/0408 - 5/0424

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】身体の電気信号をモニターするための電極
    であって、 電気パッドと、 身体上の皮膚の最外側層を皮膚を取り除くことなく引剥
    し、剥離した状態に保つための非導電性突起体と、 を含んでおり、前記非導電性突起体は、前記電気パッド
    と隣接して配されていることを特徴とする電極。
  2. 【請求項2】非導電性突起体は、電気パッドの1表面に
    搭載された導電性ゲル層に埋め込まれており、その表面
    から延び出ていることを特徴とする請求項1記載の電
    極。
  3. 【請求項3】非導電性突起体はフレキシブルなアレイ体
    であることを特徴とする請求項1記載の電極。
  4. 【請求項4】非導電性突起体は、前記導電性ゲル層の表
    面から延び出たフレキシブルな非導電性突起体のアレイ
    体であることを特徴とする請求項2記載の電極。
  5. 【請求項5】フレキシブルな突起体は略均一な高さであ
    ることを特徴とする請求項3記載の電極。
  6. 【請求項6】フレキシブルな突起体は0.025インチ(0.0
    653センチ)から0.110インチ(0.2794センチ)の高さで
    あることを特徴とする請求項3記載の電極。
  7. 【請求項7】フレキシブルな突起体は0.002インチ(0.0
    0508センチ)から0.015インチ(0.0381センチ)の太さ
    であることを特徴とする請求項3記載の電極。
  8. 【請求項8】導電性ゲル層は0.025インチ(0.0635セン
    チ)から0.110インチ(0.2794センチ)の厚さであるこ
    とを特徴とする請求項2記載の電極。
  9. 【請求項9】フレキシブルな突起体は相互に略平行であ
    ることを特徴とする請求項3記載の電極。
  10. 【請求項10】フレキシブルな基体と前記非導電性突起
    体との間で身体と接触するように設計され、本電極の一
    側面上に配されている該フレキシブルな基体と接着層と
    をさらに含んでいることを特徴とする請求項1記載の電
    極。
  11. 【請求項11】接着層は前記非導電性突起体の周囲に配
    されていることを特徴とする請求項10記載の電極。
  12. 【請求項12】フレキシブルな基体と前記導電性ゲル層
    との間で身体と接触するように設計され、本電極の1側
    面上に配されている該フレキシブルな基体と接着層とを
    さらに含んでいることを特徴とする請求項2記載の電
    極。
  13. 【請求項13】身体と接触するように設計されており、
    前記ゲル層の1側面に配置された接着層をさらに含んで
    いることを特徴とする請求項12記載の電極。
  14. 【請求項14】フレキシブルな突起体は相互に略平行で
    あることを特徴とする請求項4記載の電極。
  15. 【請求項15】フレキシブルな突起体は略均一な高さで
    あることを特徴とする請求項4記載の電極。
  16. 【請求項16】モニター用の電極と共に使用される取外
    し可能な自動準備層であって、 導電性ゲル層と、 前記ゲル層内に配されたフレキシブルな非導電性突起体
    のアレイ体と、を含んでおり、前記突起体は前記ゲルの
    表面から延び出ていることを特徴とする自動準備層。
  17. 【請求項17】導電性ゲル層の少なくとも1表面に搭載
    された少なくとも1層の接着層をさらに含んでいること
    を特徴とする請求項16記載の取外し可能な自動準備層。
  18. 【請求項18】突起体は前記ゲルの1表面のみから延び
    出ていることを特徴とする請求項16記載の取外し可能な
    自動準備層。
  19. 【請求項19】接着層が前記導電性ゲル層の上下両面に
    配置されていることを特徴とする請求項17記載の取外し
    可能な自動準備層。
JP50916594A 1992-09-29 1993-09-23 使い捨てプリゲル自動準備電極 Expired - Lifetime JP3309122B2 (ja)

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US952,970 1992-09-29
US07/952,970 US5305746A (en) 1992-09-29 1992-09-29 Disposable, pre-gelled, self-prepping electrode
PCT/US1993/009029 WO1994007409A1 (en) 1992-09-29 1993-09-23 Disposable, pre-gelled, self-prepping electrode

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JPH07501738A JPH07501738A (ja) 1995-02-23
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EP (1) EP0618781B1 (ja)
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