KR100695152B1

KR100695152B1 - 심전도 측정용 전극 및 그를 포함하는 심전도 측정 장치

Info

Publication number: KR100695152B1
Application number: KR1020050048400A
Authority: KR
Inventors: 여형석; 황진상; 한완택; 신건수; 김연호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2007-03-14
Also published as: US20060276715A1; US7672703B2; KR20060127422A

Abstract

본 발명은 심전도 측정용 전극 및 그를 포함하는 심전도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 심전도 신호를 측정하는 신호 검출부; b) 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물; 및 c) 상기 신호 검출부와 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 포함하는 심전도 측적용 전극 및 그를 포함하는 심전도 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 심전도 측정용 전극은 동작 환경에서의 동잡음 인입에 보다 강건하게 대처하여 우수한 신호 품질을 얻을 수 있는 동시에 피부 착탈시의 불쾌감을 완화할 수 있고 장시간 사용시에도 피부에 손상을 입히지 않는다. 따라서, 일상생활 수행시 또는 운동 수행시에도 효과적으로 이용될 수 있다.

심전도, 전극, 전해질 젤 조성물, 동잡음

Description

심전도 측정용 전극 및 그를 포함하는 심전도 측정 장치{electrode for measuring electrocardiogram and device for measuring electrocardiogram comprising the same}

도 1은 종래 전극을 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도).

도 2는 본 발명에 따른 전극의 일 실시예이다(A: 하부도, B: 상부도).

도 3은 본 발명에 따른 전극의 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도).

도 4는 본 발명에 따른 전극의 또 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도).

도 5는 본 발명에 따른 전극의 또 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도).

도 6은 본 발명에 따른 전극의 또 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도).

도 7은 본 발명에 따른 심전도 측정 장치의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 심전도 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 9는 몸통 돌리기의 동잡음 환경에서 본 발명에 따른 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 10은 몸통 돌리기의 동잡음 환경에서 종래 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 11은 4 km/h 속도 걷기의 동잡음 환경에서 본 발명에 따른 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 12는 4 km/h 속도 걷기의 동잡음 환경에서 종래 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 13은 6 km/h 속도 빨리 걷기의 동잡음 환경에서 본 발명에 따른 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 14는 6 km/h 속도 빨리 걷기의 동잡음 환경에서 종래 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 15는 8 km/h 속도 뛰기의 동잡음 환경에서 본 발명에 따른 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

도 16은 8 km/h 속도 뛰기의 동잡음 환경에서 종래 전극의 기저선 동요 (baseline drift) 영향을 평가한 그래프이다(a: 심전도의 원신호, b: 기저선 동요, c: 기저선 동요가 제거된 신호).

본 발명은 심전도 측정용 전극 및 그를 포함하는 심전도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동잡음에 강건한 특성을 갖는 심전도 측정용 전극 및 그를 포함하는 심전도 측정 장치에 관한 것이다.

심전도(ECG; electrocardiogram)란 심장 근육의 수축 확장에 따른 활동 전류로서 외부에서 전극을 부착하여 측정하여 기록한다. 심장 근육이 수축 이완할 때 발생되는 활동 전위는 심장으로부터 온몸으로 퍼지는 전류를 일으키며 이 전류는 몸의 위치에 따라 전위차를 발생시키는데 이 전위차는 인체의 피부에 부착된 표면 전극을 통해 검출하여 기록할 수 있다. 이와 같은 심전도는 심장의 이상 유무 확인에 이용되며, 협심증, 심근경색 및 부정맥 등 심장계 질환의 진단에 기본적인 방법으로 이용되고 있어 매우 중요하다.

일반적으로 상기 심전도를 측정하는 장치는 피부와 접촉하여 활동 전위를 측정하는 전극, 전원 공급부 및 상기에서 측정된 신호를 해석 및 처리하는 컨트롤러를 포함한다.

심전도 측정 장치는 선의 유무에 따라 무선 및 유선 장치로 나눌 수 있다. 상기 유선 장치는 주로 병원에서 사용되는 것으로 피부와 접촉하는 전극은 전선을 통해 전원공급부 및 컨트롤러와 연결된다. 상기 무선 장치는 피부와 접촉하는 전극, 전원공급부, 컨트롤러 및 신호의 송수신부를 포함한다.

심전도 측정 장치의 전극은 표면에 전해질을 포함하는지 여부에 따라 습식 및 건식 전극으로 나눌 수 있다. 건식 전극을 포함하는 장치의 경우 주로 신축성 밴드를 이용하여 가슴 부위에 착용한다. 하지만, 착용시 가슴 압박감이 있어, 장시간 착용에는 적합하지 않다. 또한, 최초 부착시 사용자 실수에 의하여 느슨하게 부착되거나 장시간 사용으로 인해 건식 전극의 습도가 저감될 경우 신호의 품질이 저하될 수 있다.

한편, 습식 전극의 경우 별도의 밴드를 필요로 하지 않지만 접착 성분을 사용한다. 도 1A는 종래의 습식 전극의 하부도이고 도 1B는 종래의 습식 전극의 상부도이다. 하부도는 피부 접촉면을 나타내고 상부도는 컨트롤러 접촉면을 나타낸다. 도 1A를 참조하면, 종래 습식 전극의 피부 접촉면은 신호 검출부(102) 및 피부 접촉부(104)로 구성된다. 신호 검출부(102)는 전해질 젤로 덮여 있고, 피부 접촉부(104)는 접착 성분으로 덮여 있다. 도 1B를 참조하면, 종래 습식 전극의 컨트롤러 접촉면은 컨트롤러 연결부(106) 및 피부 접촉부(104)로 구성된다.

상기 종래의 습식 전극은 접착 성분을 사용하므로 피부 착탈시 접착 성분에 의하여 피부 점착 부분에 고통이 수반되고, 피부의 모발 탈모 현상이 야기된다. 또한, 시간이 지남에 따라 전극의 점착성이 떨어짐으로써 피부와 괴리되어 외부에 쉽게 노출되어 전해질 건조나 전도체 붕괴 등으로 인한 신호의 품질 저하가 야기될 수 있으므로 장시간 사용에 적합하지 않다. 또한, 피부와의 점착력을 높이기 위해 피부 접촉부는 크게 구성하고, 신호 검출부는 전체 전극 면적에 비해 현저히 작기 때문에 동작 환경에서의 동잡음 인입에 강건하게 대처할 수 없다는 문제점이 있다.

심전도 측정 장치에 대한 종래 발명이 다수 존재한다. 예컨대, 일본 특허 공개 제 2001-269322호에는 심전도를 측정하고 전극에 의해 유도된 심전도 신호를 송수신하는 회로 유니트를 베이스 시트에 구비하여, 신체의 흉부에 장착해 심전도를 측정 및 송수신할 수 있는 신호 측정 장치가 개시되어 있다. 또한, 미국 특허 등록 제 5,862,803호에는 송수신 수단 및 배터리 등을 포함하는 전극이 집적된 반도체 칩을 포함하며, 환자의 피부에 부착되어 의료진단 및 모니터링을 하는 장치가 개시되어 있다. 하지만, 상기 장치들은 종래 건식 또는 습식 전극을 이용하는 것으로, 상기에서 설명한 문제점들을 해결할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 동잡음 인입에 강건하게 대처하여 신호의 품질이 우수하고, 착탈시 인체에 고통 또는 탈모 현상을 야기하지 않는 심전도 측정 장치에 사용될 수 있는 전극을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전극을 포함하는 심전도 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 a) 심전도 신호를 측정하는 신호 검출부; b) 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물; 및 c) 상기 신호 검출부와 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 포함하는 심전도 측정용 전극을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은 a) 일면에 접착 성분이 도포되어 있어 피부와 접착할 수 있는 접착부; b) 각 일면이 상기 접착부의 접착 성분이 도포된 일면에 결합되고 상기 접착부보다 좁은 면적을 가지며 서로 떨어져 위치하는 심전도 신호를 측정하는 복수의 신호 검출부; c) 상기 복수의 신호 검출부의 타면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물; 및 d) 상기 복수의 신호 검출부와 각각 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 포함하는 심전도 측정용 전극을 제공한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면은 a) 상기 복수의 신호 검출부를 포함하는 본 발명에 따른 전극; 및 b) 상기 전극의 복수의 컨트롤러 연결부와 각각 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 전극 연결부를 갖고 상기 전극 위에 적층되는 컨트롤러를 포함하는 심전도 측정 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면은 a) 상기 복수의 신호 검출부를 포함하는 본 발명에 따른 전극; b) 상기 전극의 복수의 컨트롤러 연결부와 각각 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 전극 연결부 및 전원 연결부를 갖고 상기 전극 위에 적층되는 컨트롤러; 및 c) 상기 콘트롤러의 전원 연결부와 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 갖고 상기 컨트롤러의 위 또는 아래에 적층되는 전원 공급부를 포함하는 심전도 측정 장치를 제공한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 하지만, 첨부된 도면에 도시된 실시예들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것일 뿐이며 본 발명의 사상 및 권리 범위를 실시예 및 이에 상응하는 설명에 한정하기 위한 것은 아니다.

본 발명은 심전도 측정용 전극에 관한 것이다. 본 발명에 따른 심전도 측정용 전극의 실시예들이 도 2 내지 도 6에 도시되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 전극의 일 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도). 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측적용 전극은 a) 심전도 신호를 측정하는 신호 검출부(202); b) 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물(204); 및 c) 상기 신호 검출부와 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부(206)를 포함한다.

상기 신호 검출부(202)는 종래 전극과 동일한 재질로 제조될 수 있다. 예컨대, 상기 신호 검출부(202)는 백금, 금, 은, 구리 및 팔라듐으로 구성된 군에서 선택될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 신호 검출부(202)는 전극면의 전체를 차지하기 때문에 종래 전극의 심호 검출부에 비해 훨씬 넓다. 상기와 같은 구성의 차이에 의해 동잡음 인입에 강건하게 대처하여 신호의 품질이 우수하다.

상기와 같이 신호 검출부(202)가 전극의 전체 면적을 차지 할 수 있는 이유는 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물(204) 때문이다. 즉, 종래의 전극은 피부와의 접착력을 향상시키기 위해 신호 검출부의 넓이를 줄이는 대신 피부 접착부를 넓혔다. 반면, 본 발명에 따른 전극은 전기 전도성이 우수한 동시에 피부 접착성이 우수한 전해질 젤 조 성물을 사용함으로써 신호 검출부를 넓힐 수 있다.

본 발명에 따른 전해질 젤 조성물(204)은 물 30~70 중량%, 주석산 0.5~5 중량%, 농-글리세린 20~50 중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 1~6 중량%로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 조성물에 있어서, 물은 전도성에 기여하고 피부 각질층을 수화 및 연화시켜 전해질 성분의 경피 흡수를 촉진시킨다. 물이 30 중량% 이하인 경우 피부 수화 효과가 떨어지고, 70 중량% 이상인 경우 젤 조성물의 보형성이 나빠진다.

또한, 주석산은 조성물의 pH를 조정하고, 전해질의 안정성 또는 경피에서의 전해질 흡수상태를 유지시키는 역할을 한다. 조성물의 pH는 4.5~7.0인 것이 바람직하다. 주석산이 0.5 중량% 이하인 경우 안정성 또는 경피에서의 전해질 흡수 상태가 나빠지고, 5 중량% 이상인 경우 점착성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 농-글리세린은 보습성을 유지시키는 역할을 하고, 유연성, 방습 후의 점착성 및 경시 안정성에 영향을 준다. 농-글리세린이 20 중량% 이하이면 보습성, 유연성 및 점착성이 나빠지고, 50 중량% 이상인 경우 전도성이 나빠지는 문제점이 있다.

또한, 폴리아크릴산나트륨은 수분 함량의 유지 및 안정성을 향상시키고, 경피에 대한 부착성을 개선시킨다. 또한, 끈적거림이나 늘어짐을 방지할 수 있고, 피부로부터 박리시 통증을 완화시키고 피부에 조성물이 잔류하는 것을 방지한다. 폴리아크릴산나트륨이 5 중량% 이하이면 부착성이 나빠지고 박리시 통증이 증가하고 피부에 조성물이 잔류하는 문제점이 있고, 10 중량% 이상인 경우 전도성이 나빠 지는 문제점이 있다.

또한, 폴리에틸렌글리콜은 전해질 성분을 조성물 중에 균일하게 용해시키거나 용해분산형으로 분산시켜 조성물 내에서 안정적으로전해질 성분을 유지 및 방출 시키고, 경피 흡수를 촉진시킨다. 또한, 젤의 전도성 물질이 조성물 중에서 결정으로 석출되는 것을 방지하여 경피흡수를 촉진시킨다. 폴리에틸렌 글리콜이 1 중량% 이하이면 전해질이 조성물 중에서 석출하는 문제점이 있고, 6 중량% 이상이면 조성물의 사용감이 나빠지는 문제점이 있다.

가장 바람직하게, 본 발명에 따른 전해질 젤 조성물(204)은 물 60.5 중량%, 주석산 1.0 중량%, 농-글리세린 31.0 중량%, 폴리아크릴산나트륨 6.0 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량%로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 전해질 젤 조성물(204)은 전극-피부간 접착성 및 전도도를 동시에 고려하여 신호의 품질을 훼손하지 않으면서도 피부 착탈시의 불쾌감을 완화할 수 있고 장시간 사용시에도 피부에 손상을 입히지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 전극의 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도). 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 심전도 측적용 전극도 도 2의 전극과 마찬가지로 a) 심전도 신호를 측정하는 신호 검출부(302); b) 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물(304); 및 c) 상기 신호 검출부와 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부(306)를 포함한다. 하지만, 컨트롤러 연결부(306)의 위치가 상이함을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전극에 있어서, 각 구성요소는 특정한 형태에 한정되지 않는 다.

도 4는 본 발명에 따른 전극의 또 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도). 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 심전도 측적용 전극은 a) 심전도 신호를 측정하는 신호 검출부(402); b) 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물(404); 및 c) 상기 신호 검출부와 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부(406) 이외에 d) 접착 성분이 도포된 일면이 상기 신호 검출부의 타면에 결합되고 상기 신호 검출부보다 넓은 면적을 가져 피부와 접착할 수 있는 접착부(408)를 추가로 포함한다.

상기 접착부(408)는 부직포로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 접착부(408)를 추가로 구비하는 경우 장시간의 피부 접착시에 인체의 다양한 동작으로 인한 용이한 탈락 및 탈락으로 인한 외부 공기 및 불순물 인입 등으로 인한 전해질 건조 또는 전도체 붕괴를 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 전극의 또 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도). 도 5를 참조하면, 복수의 전극으로 구성된 다중 전극임을 알 수 있다. 상기 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 전극은 a) 일면에 접착 성분이 도포되어 있어 피부와 접착할 수 있는 접착부(508); b) 각 일면이 상기 접착부의 접착 성분이 도포된 일면에 결합되고 상기 접착부보다 좁은 면적을 가지며 서로 떨어져 위치하는 심전도 신호를 측정하는 복수의 신호 검출부(502a, 502b, 502c); c) 상기 복수의 신호 검출부의 타면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물(504a, 504b, 504c); 및 d) 상기 복수의 신호 검출부와 각각 전기 적으로 연결되는 컨트롤러 연결부(506a, 506b, 506c)를 포함한다.

상기 접착부(508)는 부직포로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 신호 검출부(502a, 502b, 502c)는 각각 종래 전극과 동일한 재질로 제조될 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 신호 검출부(502a, 502b, 502c)는 백금, 금, 은, 구리 및 팔라듐으로 구성된 군에서 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 전해질 젤 조성물(504a, 504b, 504c)은 물 30~70 중량%, 주석산 0.5~5 중량%, 농-글리세린 20~50 중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 1~6 중량%로 구성되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 다중 전극의 또 다른 실시예를 도시한 것이다(A: 하부도, B: 상부도). 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 심전도 측적용 다중 전극도 도 5의 전극과 마찬가지로 a) 일면에 접착 성분이 도포되어 있어 피부와 접착할 수 있는 접착부(608); b) 각 일면이 상기 접착부의 접착 성분이 도포된 일면에 결합되고 상기 접착부보다 좁은 면적을 가지며 서로 떨어져 위치하는 심전도 신호를 측정하는 복수의 신호 검출부(602a, 602b, 602c); c) 상기 복수의 신호 검출부의 타면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물(604a, 604b, 604c); 및 d) 상기 복수의 신호 검출부와 각각 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부(606a, 606b, 606c)를 포함한다. 하지만, 신호 검출부(602a, 602b, 602c) 및 컨트롤러 연결부(606a, 606b, 606c)의 위치가 상이함을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전극에 있어서, 각 구성요소는 특정한 형태에 한정되지 않는다.

본 발명의 실험예에서는 일상 생활 또는 운동을 수행하는 경우 발생하는 동잡음 환경에서 본 발명에 따른 전극 및 종래 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 비교 평가하였다. 그 결과 중 기저선 동요(baseline drift)의 표준편차를 표 1에 나타내었다. 상기 결과로부터 본발명에 따른 전극이 동잡음에 대해 보다 강건함을 알 수 있다.

<표 1>

동잡음	본 발명에 따른 전극 (지름: 40 mm)	종래 전극 (지름: 10 mm)	평가
몸통 돌리기	0.11 V	1.80 V	본 발명에 따른 전극 우수
4 km/h	0.10 V	0.29 V	본 발명에 따른 전극 우수
6 km/h	0.11 V	0.53 V	본 발명에 따른 전극 우수
8 km/h	0.12 V	0.48 V	본 발명에 따른 전극 우수

또한, 본 발명은 상기 전극을 포함하는 심전도 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 심전도 측정 장치는 하나의 신호 검출부로 구성되는 단일 전극을 포함할 수도 있지만, 일체형으로 사용하기 위하여 복수의 신호 검출부로 구성되는 다중 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 심전도 측정 장치의 실시예들이 도 7 및 도 8에 도시되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 심전도 측정 장치의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치(700)는 a) 본 발명에 따른 다중 전극; 및 b) 상기 전극의 복수의 컨트롤러 연결부(706a, 706b, 706c)와 각각 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 전극 연결부(714a, 714b, 714c)를 갖고 상기 전극 위에 적층되는 컨트롤러(710)를 포함한다.

상기 탈착 가능한 연결은 복수의 컨트롤러 연결부(706a, 706b, 706c) 및 전 극 연결부(714a, 714b, 714c)가 대응하는 위치에 존재함으로써 달성될 수 있다. 상기 탈착 가능한 연결의 방법은 가능한 모든 방법을 사용할 수 있고, 예컨대, 암나사 및 수나사의 형태일 수 있다.

상기 컨트롤러(710)는 전원(712)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 컨트롤러(710)는 신호 송수신 수단(716)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러(710)의 기판은 유연성을 갖는 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB)인 것이 바람직하다. 유연성을 갖는 기판을 사용하는 경우 인체 굴곡면을 따라 몸에 부착될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 심전도 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 심전도 측정 장치(800)는 a) 본 발명에 따른 다중 전극; b) 상기 전극의 복수의 컨트롤러 연결부(806a, 806b, 806c)와 각각 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 전극 연결부(820a, 820b, 820c) 및 전원 연결부(818)를 갖고 상기 전극 위에 적층되는 컨트롤러(810); 및 c) 상기 콘트롤러의 전원 연결부(818)와 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부(816)를 갖고 상기 컨트롤러의 위 또는 아래에 적층되는 전원 공급부(812)를 포함한다.

상기 탈착 가능한 연결은 각각 전극의 복수의 컨트롤러 연결부(806a, 806b, 806c)와 컨트롤러의 전극 연결부(820a, 820b, 820c) 및 컨트롤러의 전원 연결부(818)와 전원 공급부의 컨트롤러 연결부(816)가 대응하는 위치에 존재함으로써 달성될 수 있다. 상기 탈착 가능한 연결의 방법은 가능한 모든 방법을 사용할 수 있 고, 예컨대, 암나사 및 수나사의 형태일 수 있다.

상기 컨트롤러(810)는 신호 송수신 수단(822)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러(810) 및 전원 공급부(812)의 기판은 유연성을 갖는 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB)인 것이 바람직하다. 유연성을 갖는 기판을 사용하는 경우 인체 굴곡면을 따라 몸에 부착될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 및 컨트롤러를 포함하는 심전도 측정 장치(700), 또는 본 발명에 따른 전극, 컨트롤러 및 전원 공급부를 포함하는 심전도 측정 장치(800)는 일체형으로 인체에 부착하여 사용하다가, 전극이나 전원을 교체하는 경우에만 전극-컨트롤러 또는 전극-컨트롤러-전원 공급부를 각각 분리할 수 있다.

이하 본 발명의 효과를 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다.

<실험예>

일상 생활 또는 운동을 수행하는 경우 발생하는 동잡음 환경에서 본 발명에 따른 전극 및 종래 전극의 기저선 동요(baseline drift) 영향을 비교 평가하였다.

실험예 1

몸통 돌리기에 따른 기저선 동요 영향 평가

동일한 대상에 대해 각각 본 발명에 따른 전극(지름 40 mm) 및 종래 전극(지름 10 mm)을 부착한 다음, 주기적으로 몸통 돌리기를 하도록 하면서 그에 따른 심전도를 측정하였다. 그 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다. 도면에서 가로축은 시간 및 세로축은 전위를 의미한다. 도면에서 그래프 a는 심전도의 원신호, 그래 프 b는 기저선 동요, 그래프 c는 기저선 동요가 제거된 신호를 나타낸다. 그래프 a에서 화살표는 몸통 돌리기를 실시한 시점을 나타낸다. 측정된 심전도 원신호를 mean filter(window size = 160, sampling rate = 500 Hz)를 이용하여 기저선 동요(baseline drift)를 추출하였다(그래프 b). 그 결과 기저선 동요의 평균 및 표준편차는 본 발명에 따른 전극의 경우 0.00134 V 및 ±0.11325 V였고(도 9b), 종래 전극의 경우 0.00619 V 및 ±1.80232 V였다(도 10b). 상기 표준편차의 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 표준 편차의 결과로부터 본발명에 따른 전극이 몸통 돌리기의 동잡음에 대해 보다 강건함을 알 수 있다.

실험예 2

4 km/h 속도 걷기에 따른 기저선 동요 영향 평가

동잡음으로서 주기적인 몸통 돌리기 대신에 4 km/h 속도 걷기를 수행한 점을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일하게 수행하였다. 그 결과를 도 11 및 도 12에 나타내었다. 그 결과 기저선 동요의 평균 및 표준편차는 본 발명에 따른 전극의 경우 0.00081 V 및 ±0.10074 V였고(도 11b), 종래 전극의 경우 0.00048 V 및 ±0.29 V였다(도 12b). 상기 표준편차의 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 표준 편차의 결과로부터 본발명에 따른 전극이 4 km/h 속도 걷기의 동잡음에 대해 보다 강건함을 알 수 있다.

실험예 3

6 km/h 속도 빨리 걷기에 따른 기저선 동요 영향 평가

동잡음으로서 주기적인 몸통 돌리기 대신에 6 km/h 속도 빨리 걷기를 수행한 점을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일하게 수행하였다. 그 결과를 도 13 및 도 14에 나타내었다. 그 결과 기저선 동요의 평균 및 표준편차는 본 발명에 따른 전극의 경우 0.00217 V 및 ±0.1108 V였고(도 13b), 종래 전극의 경우 0.001 V 및 ±0.53356 V였다(도 14b). 상기 표준편차의 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 표준 편차의 결과로부터 본발명에 따른 전극이 6 km/h 속도 빨리 걷기의 동잡음에 대해 보다 강건함을 알 수 있다.

실험예 4

8 km/h 속도 뛰기에 따른 기저선 동요 영향 평가

동잡음으로서 주기적인 몸통 돌리기 대신에 8 km/h 속도 뛰기를 수행한 점 및 window size를 160 대신에 70을 사용한 점을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일하게 수행하였다. window size를 조정한 이유는 뛰는 보폭의 진동으로 발생하는 기저선 동요 주파수와 심장 신호의 주파수 성분이 겹치므로 원신호로부터 동요 신호를 완벽하게 분리하기 어렵고, 뛰는 속도가 빨라짐에 따라 심장 박동이 빨라져 P-파 및 T-파가 겹치는 현상이 발생하기 때문이다. 그 결과를 도 15및 도 16에 나타내었다. 그 결과 기저선 동요의 평균 및 표준편차는 본 발명에 따른 전극의 경우 0.00217 V 및 ±0.12086 V였고(도 15b), 종래 전극의 경우 0.00447 V 및 ±0.4781 V였다(도 16b). 상기 표준편차의 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 표준 편차의 결과로부터 본발명에 따른 전극이 8 km/h 속도 뛰기의 동잡음에 대해 보다 강건함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 심전도 측정용 전극은 전극면 전체를 신호 검출부로 구성함으로써 동작 환경에서의 동잡음 인입에 보다 강건하게 대처하여 우수한 신호 품질을 얻을 수 있고, 전극-피부간 접착성 및 전도도가 우수한 전해질 젤 조성물을 사용함으로써 신호의 품질을 향상시키는 동시에 피부 착탈시의 불쾌감을 완화할 수 있고 장시간 사용시에도 피부에 손상을 입히지 않는다. 따라서, 일상생활 수행시 또는 운동 수행시에도 효과적으로 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전극을 포함하는 심전도 측정 장치는 일체형으로 인체에 부착하여 사용하다가, 전극이나 전원을 교체하는 경우에만 전극-컨트롤러 또는 전극-컨트롤러-전원 공급부로 각각 분리할 수 있다.

Claims

심전도 측정용 전극에 있어서,

a) 심전도 신호를 측정하는 신호 검출부;

b) 상기 신호 검출부의 일면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물; 및

c) 상기 신호 검출부와 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 포함하고,

상기 전해질 젤 조성물은 물 30~70 중량%, 주석산 0.5~5 중량%, 농-글리세린 20~50 중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 1~6 중량%로 구성되는 전극.
제 1항에 있어서,

상기 신호 검출부는 백금, 금, 은, 구리 및 팔라듐으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전극.
삭제
제 1항에 있어서,

d) 접착 성분이 도포된 일면이 상기 신호 검출부의 타면에 결합되고 상기 신 호 검출부보다 넓은 면적을 가져 피부와 접착할 수 있는 접착부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
제 4항에 있어서,

상기 접착부는 부직포로 제조되는 것을 특징으로 하는 전극.
심전도 측정용 전극에 있어서,

a) 일면에 접착 성분이 도포되어 있어 피부와 접착할 수 있는 접착부;

b) 각 일면이 상기 접착부의 접착 성분이 도포된 일면에 결합되고 상기 접착부보다 좁은 면적을 가지며 서로 떨어져 위치하는 심전도 신호를 측정하는 복수의 신호 검출부;

c) 상기 복수의 신호 검출부의 타면에 도포되어 있고 피부 접착성 및 전기 전도성을 갖는 전해질 젤 조성물; 및

d) 상기 복수의 신호 검출부와 각각 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 포함하고,

상기 전해질 젤 조성물은 물 30~70 중량%, 주석산 0.5~5 중량%, 농-글리세린 20~50 중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 1~6 중량%로 구성되는 전극.
제 6항에 있어서,

상기 접착부는 부직포로 제조되는 것을 특징으로 하는 전극.
제 6항에 있어서,

상기 신호 검출부는 백금, 금, 은, 구리 및 팔라듐으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전극.
삭제
a) 제 6항에 따른 전극; 및

b) 상기 전극의 복수의 컨트롤러 연결부와 각각 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 전극 연결부를 갖고 상기 전극 위에 적층되는 컨트롤러

를 포함하는 심전도 측정 장치.
제 10항에 있어서,

상기 컨트롤러는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제 10항에 있어서,

상기 컨트롤러는 신호 송수신 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제 10항에 있어서,

상기 컨트롤러의 기판은 유연성을 갖는 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB)인 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
a) 제 6항에 따른 전극;

b) 상기 전극의 복수의 컨트롤러 연결부와 각각 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 전극 연결부 및 전원 연결부를 갖고 상기 전극 위에 적층되는 컨트롤러; 및

c) 상기 콘트롤러의 전원 연결부와 탈착 가능하게 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결부를 갖고 상기 컨트롤러의 위 또는 아래에 적층되는 전원 공급부

를 포함하는 심전도 측정 장치.
제 14항에 있어서,

상기 컨트롤러는 신호 송수신 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제 14항에 있어서,

상기 컨트롤러 및 전원 공급부의 기판은 유연성을 갖는 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB)인 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.