JPS596066A - 臨床医学用電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は臨床医学用電極に関し１％に１例えば皮膚経過
（ｔｒａｎｓｃｕｔａｎｅｏｕｓ　）電気的神経刺戟（
ＴＥＮＳ　＞　、官能的電気刺戟（Ｆ、Ｅ、Ｓ、　）及
びイオントホレテイック（１ｏｎｔｏｐｈｏｒｅｔｉｃ
　）薬品送給の場合のように１体に電流を送るのに用い
られる臨床医学用電極に関する。

体に電流を送る１こめの生体電極（ｂｉｏｅｌｅｃｔｒ
ｏｄｅ）の設計で考慮されなければならない二つの主な
問題は患者にとっての快適性と安全性である。快適さと
安全性を最大にするため、刺戟用生体電極。

例えばＴＥＮＳ電極は一般に導電性網（米国特許第４．
２４３，０５１号）、金属箔（米国特許第ｄ、１２５．
１１０号）或はシリコーンゴム（公開英国特許出願第２
，０４５，０８８号）の如き可撓性材料から構成されて
おり、それらが付着される体の輪郭にそれらは一致でる
。電極と皮膚との間に良好な接触か維持されるならば、
又電極がその・全表面に亘って均一な電流密度で電流ケ
送るならば「ホットスポット（’ｈｏｔ　５ｐｏｔ　）
　Ｊの発生電位及びそれらに付随する不快さ及び起り得
る火傷は最小になる。

従来法では皮膚に対し良好な一致性乞示す臨床医学用電
極を与えるのに成る程度成功しているが前述の種類の電
極は全て成る欠点Ｙもっている。

公開英国特許出願第２，０４５，０８８号に記載の如き
臨床医学用電極は、導電性シリコーンゴムから作られて
いるが、比較的に言ってむしろ嵩ばつていで重く、導電
性網或は箔の如き薄い＠料から形成されている電極より
柔軟性が少ない。それらは亦他の種類の電極より高価で
一層′成力を消費する傾向がある。それらの欠点は低い
腰痛の如き慢性的な苦痛を処理するのに用いられる比較
的小さなＴＥＮＳの場合には大きな問題にはならないが
９手術後の苦痛を処理するのに用いる電極の如き大きな
電極の場合には大きな問題になる。本願では屡屡１０イ
ンチはどの長さになる一つの電極が切り口の各側に置か
れるので、薄く柔軟性のある電極が特に望ましい。

米国特許第４，２４３，０５１号に記載されたアルミニ
ウム被覆織物の如き導電性網から形成された電極、或は
金属箔は、特に比較的薄い層の導電性接着剤を電極と皮
膚との間の界面材料として用いてインピーダンスを減じ
、皮膚へ電極を接着させる場合には、薄（、軽量で柔軟
性をもつように作ることができる。しかし体に電流を送
るのに用いられる金属電極に関連して最近大きな問題か
発見されている。この問題には現在使用されている多く
の刺戟器によって生ずる直流の影響下で皮膚に電極から
金属イオンを移動させることを含んでいる。ＴＥＮＳ療
法で用いられる刺戟器はり、Ｃ，成分をもたない電気イ
ンパルス（ｉｍｐｕｌｓｅ　）の注意深い波形にした流
れを与えるように設計されでいる。

しかし現在使用されている成る刺戟器は、電極中の金属
を電解することのできる重要なり、Ｃ−成分な生ずるこ
とができることが発見されている。水分又は湿度により
導電性接着剤或は典型的な電解ｒルによって与えられる
ような、電極と皮膚との間の水性通路をもつ電極では、
電極の離脱（ｄｅｐｌａｔｉ’ｎｇ　）が起きる。例え
ば蒸気被覆した銀層は数時間で之等の刺戟器の一つによ
って離脱させることかできる。電極は屡々数日間体につ
いたままになっているように設計されているので、銀か
皮膚′に利殖し１．電流伝導のための有効接触面積か導
線の端ｎ点の所に局部化し、極めて不快な結果或は火傷
する結果にさえなるホットスポットを生ずる。

本発明の生体電極は、薄さ、＠量、柔軟性、低コスト等
々の如き金属電極の希望の特徴の全てをもちながら、金
属イオンの離脱及び移動の前記間粗ヲ効果的に防ぐもの
である。

本発明によれば、（１）金属イオンの移動に対する障壁
であり、上面と下面をもつ可撓性導電性非金属フィルム
と、（２１導電性フイルムの上面の実質的部分を覆い、
それと電気的接触？している導電性金属の層と、１３）
該金属層の、前記導電性フィルムと接触しでいる側とは
反対の側の実質的部分Ｙ覆い、それに付着している伸長
性のある電気絶縁性兼行と、（４）前記金属フィルムな
電気医療装置へ電気的に接続するための部材とからなる
臨床医学的電極か与えられる。

本発明の生体電極は使い捨てにでき、更に導電性フィル
ムの下面に形層応性のある導電性界面材料を有する。好
ましい具体例として、界面材料は全電極？皮膚に付着さ
せるのに充分な粘着性をもつ導電性接着剤の層である。

好ましい具体例として、保−性剥離ライナー（１ｉｎｅ
ｒ　）　ｆ；（、導電性接着剤に使用前のその接着剤を
保護するために付着させる）。

本発明の生体電極は皮膚と接触″ｆ′る全表面に亘って
均一な電流密度を与えるように設計されているつそれは
比較的薄く柔軟性で軽量であり、現在使用されでいる刺
戟器で発生する直流によって影・響を受けない。

用語「可撓性」と「形層応性」とはここではどちらでも
同じように用いられているが、生体電極が置かれた体の
外形に一致して、皮膚と電極との間に大きな接触面積を
与える能力を指す。

生体電極の裏打に関連してここで用いられている用語「
伸長性」とは、裏打に機械的力を適用した時、裏打が伸
びる能力を指し、裏打が接着されている金属層に剪断力
が働いてそのため下に横たわる導電性フィルムから金属
層が剥離し、そのフィルムとの電気掛触を失わないよう
に働く。

本発明は付図を参照することにより一層よく理解される
であろう。暦中同じ番号は同じ部品を指す。

第１図及び第２図に関し、臨床医学用電極１０は手術後
ＴＥＮＳ電極として主に設計されている。

それは形が長く全体的に矩形をしている。電極１０は可
撓性で、非金属導電性フィルム１２を有する。フィルム
１２はイオン伝導ではなく電子電流を伝導し、従って金
属イオンの移動に対する障壁になっている。フィルム１
２は、カーボンブラックの如き導電性カーボン粒子を含
有させることにより、電気伝導性にされている熱可塑性
）立４脂から形成されているのが好ましいっ導電性金属
の層１４はフィルム１２の上面の上に横たわり、フィル
ムと接触する側の実質的に全ての表面積に亘ってそのフ
ィルムと良好に電気的に接触している。

金属層１４はフィルム１２の上面に蒸着させた銀の薄い
層である。

伸長性のある電気絶縁性後打１６が、フィルム１２と接
触する側とは反対側の金属層１４の側の上に横たわって
おり、接着剤１８によって金属層１４に接着されている
。摂行１６は電極の機械的一体性？良＜シ、こわれ易い
金属Ｉ＠１４をその破壊から保護している。裏打１６は
、電極が体に適用されている開−されている機械的力に
呼応して充分伸び、後で金属層１４に応力がかかって、
それがフィルムから剥離して接触を失うようなことを惹
き起すことなく用いることができるように充分伸長性で
なければならない。裏打１６は電極の全柔軟性Ｙ損うこ
とのないように体の外形に順応できなげればならない。

特に裏打１６に好ましい材料はＰＶＣ発泡テープで１例
えば米国ミネソタ州セントポールの６Ｍ社から売り出さ
れている外科用テープミクロフオーム（Ｍｉｃｒｏｆｏ
ａｍ　）である。

このテープは人手できる最も形順応性及び伸長性のある
テープの一つであるうばんそうこうとして用いるために
６Ｍ社からテガダーム（Ｔｅｇａｄｅｒｍ　）という商
標名で売り出されている接着剤フィルムも適している。

之は一方の側に感圧性接着剤が被覆されているポリ・ウ
レタンフィルムである。

この材料はミクロフオーム外科用テープより薄く、全厚
さケ最小にするように第１図及び第２図の電極よりわず
かに厚い第６図に例示されているような電極に対して好
ましい。形順応性のある導電性界面材料２０が、フィル
ム１２の下面に被覆されている。界面材料２０は、電極
と皮膚との間の電気接続をよ＜シ、インピーダンスを減
するように臨床医学用電極に従来用いられているグゞル
。

ペースト或は導電性接着剤にすることができる。

製造及び取り扱い乞容易にするため、米国特許第１１．
０６６，０７８号、米国特許第４．６５２．３５９号及
び国際特許出願ＰＣＴ　／ＵＳ　８０１０ｊ　５４３に
記載されているもののようないわゆる乾式導電性接着剤
が好ましい。特に好ましいのは米国特許第、ｉ、３５２
，５５９号に記載されている種類の接着剤であり、メチ
ルジェタノールアミンで中和されたｎ−ブチルアクリレ
ートとアクリル酸（７５：２５）の共重合体の如きもの
である。之等の接着剤は電極を皮膚にしつかり保持する
のに充分な粘着性をもち、それらの水含有量が低いため
使用中に乾ききることはない。界面材料２０は、界面材
料の種類及び電極の目的とする用途により、約２〜７０
ミルの厚さで非常に大きく変動してもよい。

使い捨てにできる手術後ＴＥＮＳ電極として使用するた
めに設計された第１図に例示された具体例では、界面材
料２０は好ましくは約４ミルの厚さである。

界面材料２０を従来の剥離ライナー２２によって使用前
に保護される。

電極１０は第２図に例示したｉ２４により沖（１戟器の
如き電気医療装置に結合されてし・る。５ｌｉ２４は絶
縁性さや２６で囲まれており、裏打１８と金属層１４と
の間に挾まれているう約３７４インチの長さの線２４を
さや２６の端から露出し、金属１脅１４と電気的に緊密
に接触するようにしである。

金属層１４はその表＠積全体に亘って均一に電流を分布
し、この場合電流はフィルム１２及び界面材料２０ケ経
て電極の下にある皮膚に伝導される。

第６図の具体例は本発明の生体電極のη１ｊの具体例で
ある。例示さ、れた電極は形が矩）杉であるカー。

どんな希望の形でも使用できる。電極３０１工第１図に
示されている具体例より長さ及び幅が／Ｊ％さく。

電流７！ｌ’−ＴＥＮＳ　、　ＦＪ、Ｓ、或は恐らくイ
オントホレテイツク薬品送給の如き体へ電流７送る場合
のどんな型の用途に対しても用７ｓることかできる。電
極の部材のは・とんどけ第１図及び第２図の電極のもの
と同様であるが、但し界面材料２０σ〕隔警ま一層厚く
（そして・薬品含有ゲル又はペーストでよ（・）。

裏打１６は一層薄く、刺戟器への結合用部材は異なって
いる。

電極３０は金属層１４の一部の上に横たわり。

それと電気的に接触している実質的に平な下面３４乞有
する体形に順応可能な一片の導電性コネクター３２７ａ
ｌ−もっている。裏打１６はコネクター３４の上面３６
及びコネクター３４で覆われていない金属層１４０部分
の上に横たわり、接着剤の薄い層（図示してない）によ
ってそれに接着されている。コネクター３４は、電極の
各側面に一つの孔？もってコネクターの中心部分を通っ
て伸びている通路３８乞もっている。通路３８はプラグ
４０のための雌型コンセントとして働き、そのプラグは
電気医療刺戟器の６導線４２に接続されている。

コネクター３４は下に横たわる金属層１４に電流を分配
し、好ましくは炭素含浸シリコーンゴム（例えばミシガ
ン州４９２２１．アドリアン。

−ンス拳コーポレーションのシリコーンゴム化合物Ｃ−
９６８）から作られている。他の適当な炭素含浸重合体
材料には、可塑化ポリ塩化ビニル。

エビクロロヒドリンゴム、ポリウレタン成形用化合物、
ポリテトラフロロエチレン及びエチレン・プロピレン・
ジエン共重合体（例えばＥＰＤＭゴム）が含まれる。

電極３０の界面材料２０は第１図及び第２図の具体例で
示されているものよりわずかに厚く９例えば１０〜７０
ミル（０，０２５４−０，１７７８ｃｍ）のオーダーで
ある。もしイオントホレテイツク薬品送給のために用い
るならば、薬品は界面層中へ配合してもよく、界面層は
厚くなる傾向がある。

本発明の本質は、金属イオンが金属層１４から皮膚へ移
動することに対する障壁として働くフィルム１２と金属
層１４との独特な組み合せにありフィルム１２の好まし
い組成は７１％のエチレン酢酸ビニル［ＵＳＩケミカル
ズから出されている等級１１６３２のウルトラセン（Ｕ
ｌｔｒａｔｈｅｎｅ　）　］と２９％のカーボンブラッ
ク（キャボットコーポレーションのＸ−Ｃ７２）であろ
う成分ケ混合し。

ペレット化し、従来の方法を用いて押し出し、一般的範
囲の厚さが５０〜１００μｍ（２〜４ミル）のフィルム
を形成する。好ましい厚さが約７５μｍ（６ミル）であ
る。フィルムの両側に約５．１　ｃｍ（２インチ）間を
離して留めた二つの検査板（１，２７Ｘ２．５４ｍ（ｌ
／２×１インチ）銅板〕を用いてこのフィルムの伝導度
？測定すると、０．７Ωより小さい抵抗を示した。

エチレン酢酸ビニルがフィルム１２を形成スル。

のに用いるのに好ましい熱可塑性樹脂であるが。

ｐｖｃ　、ポリエチレン及びポリプロピレンの如き棟種
の他の樹脂も、導電性炭素と混合すると必要な形層応性
及び伝導度を達成するのに用いることができる。カーボ
ンブラックは好ましい導電性炭素であり、それは典型的
にはフィルムの約２５〜り最低限の利点は認められる。

金属１４は電極の全面積に亘って均一に電流を導く。金
属層１４はフィル°ム１２の一表面に蒸着されているの
が好ましい。銀は現在選択されそい・る金属であり、約
４［１０Ａ（約３　［１０ｍｃｇ　／　５ｑ−２）の厚
さを有する層が好ましく、従来の金属蒸着法を用いて容
易に適用されろ。蒸着は経済的であり。

金属箔又は網で得られるフィルム１２との電気接触より
一層よい電気接触を与える。

金属イオンが、金属層１４から皮膚へ移動する障壁７与
える外に、フィルム１２は電気伝導度が屈曲によって比
較的影響を受けない付加的利点を有する。他方織られた
材料は金属で均一に被覆するのが困難であり１曲げた時
、繊維相互の相対的動きが電気伝導度乞、阻害する。

第１図〜第６図に例示しであるように０本発明の臨床医
学電極を用いるには、剥離ライナー２２を除去し、電極
？皮膚の希望の表面に置く。皮膚の上に′電極を置く前
に、界面材料２０の下面又は皮膚な水で湿らせて皮膚−
接着剤界面の接着及び伝導度を最適にしてもよい。仄に
電極を電気医療装置へ接続する。

本発明の電極は６０〜８０　ＨｚでろＯオームのオーダ
ーの非常に低いインピーダンス’Ｙもつこトカ判明して
いる。

直流安定性を決定するため１本発明による’ｌｔ＆は寒
天（寒天１．５％、　ＫＣＩ　８．Ｏｑｈ、水９０．５
％）表面上に置く。直流（１μＡ）Ｙ陽極と陰極の両方
として用いている電極に２４時間通過させた。

電惨のいずれにも物理的変化は観察されなかった。

金属層の離脱は検出されず、電極は試験後正常に機能を
発揮することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の生体電極で、いくらか形は正確ではな
いが、一部か剥がされ、他の部分は破断して示した生体
′電極の斜視図である。 第２図は第１図の電極を著しく拡大しｔこ断面図で、電
極への導線の取り付は方ケ示す断面図である。 第３図は本発明の生体電極の別の具体例の斜視図である
０ １〇−臨床医学用電極、１２−導電性フィルム。 １４−導電性層、１６−裏打、２〇−導電性界面材料。 代理人　浅　村　　　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）導電性金属層と、その金属層を電気医療装置へ電
   気的に接続するための部材とからなる臨床医学用電極に
   おいて、該電極が更に、金属イオン移動の障壁となる可
   撓性導電性非金縞フィルムで。 上面と下面とを有する非金属フィルムを有し、前記導電
   性金属層が前記フィルムの前記上面の実質的部分を覆っ
   てそれと電気的に接触していることを特徴とし、更に伸
   長性で電気絶縁性の裏打が。 前記フィルムと接触する側とは反対の側の前記金属層の
   実質的部分を覆い、それに接着していることを特徴とす
   る臨床医学用電極。 （２１フィルムの下面に形層応性のある導電性界面材料
   の被覆があることを更に特徴とする前記第１項に記載の
   臨床医学用電極。 （３）界面材料か導電性感圧接着剤であることを更に特
   徴とする前記第２項に記載の臨床医学用電極。 （４）　　感圧性接着剤の露出表面に接着された剥離剤
   を更に特徴とする前記第３頂に記載の臨床医学用電極。 （５）　　フィルムが、熱可塑性樹脂で、その樹脂を導
   電性にするのに有効な量の電気伝導性炭素を含む熱可塑
   性樹脂であることを更に特徴とする臨床医学用電極。 ［６１ｔｉ１脂がエチレンビニルアセテートであること
   を更に特徴とする前記第５項に記載の臨床医学用電極。 （７）導電性炭素がカーボンブラックであることを更に
   特徴とする前記第５項に記載の臨床医学用電極。 （８）　　カーボンブラックがフィルムの約２０〜６０
   ％を占めることを更に特徴とする前記第７項に記載の臨
   床医学用電極。 （９）　　金属層が銀であることを更に特徴とする前記
   第１項に記載の臨床医学用電極。 ＋１（１１銀がフィルムの上面に真空蒸着されているこ
   とを更に特徴とする前記第９項に記載の臨床医学用電極
   。 ０υ　裏打がポリ塩化ビニル発泡体テープからなること
   を更に特徴とする前記第１項に記載の臨床医学用電極。 （１２１裏打か、金属層と接触する側に感圧性接着剤の
   層？有する熱可塑性ポリウレタンフィルムからなること
   を更に特徴とする前記第１項の臨床医学用電極。 （Ｉ３）　　金属１ｉｉｉ　ｗ電気医療装置へ電気接続
   するための部材が、該金属層と、その金属層に電気的接
   触をしている裏打との間に挾まれた導電性の線であるこ
   とを更に特徴とする前記第１項に記載の臨床医学用電極
   。 ■　金属層馨電気医療装置へ゛電気的に結合するための
   部材が、金属層と、少なくとも一端か露出された裏打と
   の間に挾まれた一片の導電性コネクターであり、然もそ
   のコネクターが、前記金属層の一部を覆ってそれと電気
   的に接触している実質的に平らな下面と、前記電気医療
   装置へ取り付けるＴこめの電気プラグを受けるための、
   前記露出端中の雌型コンセントとを有すること？更に特
   徴とする前記第１項に記載の臨床医学用電極。 （Ｉ５）導電性感圧接着剤がｎ−ブチルアクリレートと
   、メチルジェタノールアミンで中和されたアクリル酸と
   の共重合体であることを更に特徴とする前記第６項に記
   載の臨床医学用電極。 （１６１皮膚にイオントホレテイックに送ることができ
   る界面材料中に含まれた薬品を更に特徴とでる第６項に
   記載の臨床医学用電極。