KR20200016321A - 생체적합성 및 사용편의성이 개선된 실리콘 기반 심전도 측정용 전극패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심전도 측정용 전극패드에 관한 것으로, 실리콘 재질의 표면층을 포함하는 부착패드; 및 상기 부착패드의 일면에 배열되고, 심장의 활동전류를 감지하는 하나 이상의 전극;을 포함하는 심전도 측정용 전극패드가 제공된다.

Description

생체적합성 및 사용편의성이 개선된 실리콘 기반 심전도 측정용 전극패드{A SILICON BASED ELECTRODE PAD FOR MEASURING ELECTROCARDIOGRAM WITH BIOCOMPATIBILITY AND EASE OF USE}

본 발명은 인체 표면에 탈부착이 용이하고 사용성이 우수한 심전도 측정용 전극패드에 관한 것이다.

일반적으로 심전도(ElectroCardioGram; ECG)는 심장의 박동에 의해 심장근육이 수축 확장되면서 발생되는 활동전류를 기록한 것으로, 대표적인 생체 정보 중의 하나이다.

심전도 측정은 피부에 전극을 부착시켜 심장 근육의 수축에 따른 활동 전류를 측정한 후 측정된 전류데이터를 그래프로 묘사한다.

심장 박동에 의해 심장 근육이 수축 이완할 때 발생되는 활동 전위는 심장으로부터 온몸으로 전달되는 전류를 일으키며, 이 전류는 몸의 위치에 따라 전위차를 발생시키는데 이 전위차는 인체의 피부에 부착된 표면 전극을 통해 검출하여 기록할 수 있다.

심전도는 심장의 이상 유무 확인하는데 이용되고 있으며, 협심증, 심근경색 및 부정맥 등 심장계 질환의 진단에 기본적인 측정방법으로 이용되고 있다.

일반적으로 심장의 전기적 이상을 측정하기 위하여 임상에서 사용하는 전극 유도법은 심장의 동방결절에서 발생한 전기적 자극이 좌우 심실과 좌우 심방으로 전도되면서 발생하는 생체 전위를 측정하는 것으로 2개 이상의 전극을 인체 표면에 부착하여 측정할 수 있다.

심전도 측정 장치의 전극은 전극의 표면에 전해질을 포함하는지 여부에 따라 습식 및 건식 전극으로 나눌 수 있다.

건식 전극을 포함하는 전극의 경우 주로 신축성 밴드를 이용하여 가슴 부위에 전극을 부착한다. 이러한 경우 착용시 가슴 압박감이 있어, 장시간 착용이 어려운 문제가 있다.

습식 전극의 경우 별도의 밴드가 불필요하나 접착물질로 인해 피부 탈부착 시 고통이 수반되고, 시간이 지남에 따라 접착이 떨어짐으로 재사용이 어려운 문제가 있다.

또한, 종래의 전극의 경우 원형의 접착 패드를 이용하여 인체에 접착시킴으로 굴곡이 심한 신체 부위에는 밀착이 어렵고, 이에 측정되는 심장박동 신호의 품질도 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 점착력이 우수하고, 탈부착이 용이하며 사용성이 우수한 심전도 측정용 전극패드를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 실리콘 재질의 표면층을 포함하는 부착패드; 및 상기 부착패드의 일면에 배열되고, 심장의 활동전류를 감지하는 하나 이상의 전극;을 포함하는 심전도 측정용 전극패드가 제공된다.

일 실시예에 있어서, 상기 하나 이상의 전극은 상기 표면층에 전도성 패턴으로 프린팅될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 하나 이상의 전극은 상기 부착패드 소정의 위치에 형성된 케이블 결합부와 통합 연결될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 부착패드는 외측에서 내측으로 테이퍼진 하나 이상의 절개선을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 심전도 측정용 전극패드는 상기 부착패드에 도포된 점착제;를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 점착제는 젤라틴계 점착제를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 점착제는 어류에서 추출된 젤라틴을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 점착제는 상기 부착패드 가장자리에 부분 도포될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 심전도 측정용 전극패드는 패드형 부착패드에 하나 이상의 전극이 배열되어 있어, 구조가 단순할 뿐만 아니라 사용성이 우수하다.

본 발명의 전극패드는 실리콘 재질의 표면층으로 인해 별도의 점착제 없이도 신체에 점착 가능하며, 친환경 점착제를 함께 사용하는 경우 우수한 점착력으로 인해 신체 활동에도 불구하고 부착력이 유지될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 심전도 측정 방법을 나타낸 것이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정용 전극패드의 구조를 도식화한 것이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정용 전극패드를 제품화한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 하기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 실리콘 재질의 표면층을 포함하는 부착패드(200); 및 상기 부착패드(200)의 일면에 배열되고, 심장의 활동전류를 감지하는 하나 이상의 전극(300);을 포함하는 심전도 측정용 전극패드(100)가 제공된다.

상기 부착패드(200)는 심장의 활동전류를 감지하는 하나 이상의 전극(300)을 포함하며, 상기 전극(300)을 상기 단일 부착패드(200) 표면에 일체화시킴으로써 구성이 간소화되고 사용 편의성이 증진될 수 있다.

상기 부착패드(200)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 예컨대 원형, 사각형, 타원형일 수 있으며, 사용자의 키, 몸무게, 체적 등을 고려하여 크기를 달리할 수 있다.

상기 부착패드(200) 일면은 생체 특정 부위에 부착될 수 있고, 상기 전극(300)이 생체 특정 부위와 접속될 수 있다.

상기 부착패드(200)는 심전도를 측정하기 위한 목적으로 심장 부위에 부착될 수 있으며, 실리콘 재질의 표면층으로 인해 별도의 접착층이 없이 부착패드(200)만으로 피부에 부착될 수 있다.

상기 실리콘 재질의 표면층은 연질의 실리콘 소재일 수 있으며, 실리콘 재질의 표면층을 포함하면 족하므로, 부착패드(200) 자체가 실리콘 소재이거나, 비(非)실리콘 소재 표면에 실리콘 표면층이 결합된 형태일 수도 있다.

상기 "실리콘 소재"는 일반적으로 실리콘을 포함하는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 플라스틱, 고무, 폼, 겔, 필름, 접착제 또는 기타 재료를 포함할 수 있다.

상기 "부착"은 접착제와 같은 별도의 매개체 없이 두 요소의 직접적인 접합을 의미하며, 상기 "부착"은 영구적인 또는 분리 후 재접합이 가능한 부착을 포함한다.

상기 실리콘 소재는 통상적으로 피부 친화적이고, 피부와 접촉에도 불구하고 피부 자극을 유발하지 않는다. 상기 실리콘 소재는 생체부위의 피부가 움직일 때 피부와 부착된 상태가 유지될 수 있을 정도로 충분히 유연하다. 상기 실리콘 소재의 일 예로 다우코닝사(Dow Corning Corporation)의 Bio-PSA 7-4560, Bio-PSA-74101 등이 사용될 수 있으나, 피부 자극을 유발하지 않는 통상적인 실리콘 소재라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.

도 2 및 3을 참조하면, 상기 하나 이상의 전극(300)은 부착패드(200)에 일정 간격으로 배치될 수 있고 심장의 활동전류를 감지할 수 있다.

구체적으로 상기 5개(RA, RL, LA, LL, V5)의 전극(300)이 소정의 위치에 배치될 수 있으며, 상기 RA는 오른쪽 빗장뼈 말단 아래 오목 지점, 상기 RL은 오른쪽 갈비뼈 말단 아래 지점, 상기 LA는 왼쪽 빗장뼈 말단 아래 오목 지점, 상기 LL은 왼쪽 갈비뼈 말단 아래 지점에 위치하도록 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 하나 이상의 전극(300)은 상기 표면층에 전도성 패턴으로 프린팅될 수 있고, 상기 전극(300)은 상기 부착패드(200) 소정의 위치에 형성된 케이블 결합부(400)와 통합 연결될 수 있다.

상기 전도성 패턴은 생체 신호 전극(Bio signal sensing electrode) 및 회로 패턴을 구성할 수 있으며, 전도성 인쇄 물질로 프린팅될 수 있다.

상기 전도성 인쇄 물질은 Ag/AgCl, 은(Ag), 구리(Cu) 및 금(Au) 등 전도성 소재이면 특별히 제한되지 않으며, 상기 전도성 인쇄 물질과 용제가 혼합된 페이스트 타입(paste type)으로 공급되거나, 공정 조건 등에 따라 분말 타입 또는 잉크 타입 등으로 제공될 수 있다.

상기 전도성 패턴은 롤 프린팅(Roll printing), 스크린 프린팅(screen printing), 트랜스퍼 프린팅(transfer printing), 스프레이(Spray) 등의 공정으로 부착패드(200) 상에 형성될 수 있으나, 전도성 패턴을 형성하는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 적용 가능하다.

상기 전극(300)은 상기 부착패드(200) 소정의 위치에 형성된 케이블 결합부(400)와 통합 연결될 수 있다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 심전도 측정 방법은 다수의 전극(300)이 케이블로 측정 기기와 연결되어 있으므로 케이블간 간섭이나 엉킴 현상이 나타나며, 전극(300)을 개별적으로 신체 특정 부위에 부착시켜야 하므로 사용성이 현저히 미흡하다.

일 실시예에서, 상기 부착패드(200)는 표면층에 전도성 패턴으로서 일괄적으로 형성된 전극(300)을 포함하며, 상기 전극(300)은 상기 부착패드(200) 소정의 위치에 형성된 케이블 결합부(400)와 통합 연결되어 있으므로, 상기 케이블 결합부(400) 및 단일 케이블을 상호 연결함으로써 용이하게 심전도를 측정할 수 있다.

즉, 상기 심전도 측정용 전극패드(100)는 단일의 부착패드(200) 상에 패터닝된 복수의 전극(300)을 포함하므로, 전극(300)을 신체의 특정 부위에 개별적으로 부착할 필요가 없으며 구조가 매우 단순하므로 종래 기술 대비 사용성이 현저히 증대될 수 있다.

상기 부착패드(200)는 외측에서 내측으로 테이퍼진 하나 이상의 절개선을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 절개선은 상기 시트층의 외측에서 내측으로 갈라진 선으로, 바람직하게는 상단 좌우측, 하단 좌우측에 각각 형성될 수 있다.

상기 부착패드(200)는 평면이므로 신체의 안면의 굴곡진 형태로 인해 피부 표면에 균일하게 밀착되기 어려우나, 상기 상기 부착패드(200)는 외측에 하나 이상의 절개선을 포함하므로 신체에 부착시 밀착력이 개선될 수 있다.

상기 절개선은 외측에서 내측으로 테이퍼진 형태일 수 있다. 상기 “외측”은 상기 부착패드(200)의 중심부에서 가장 멀리 떨어진 영역을 의미하고, 상기 “내측”은 상기 외측과 비교하여 상기 중심부와 가까운 영역을 의미한다.

상기 절개선은 외측에서 내측으로 폭이 점차 감소하는 형태로서 예컨대 통상적인 쐐기 또는 이등변 삼각형의 형태일 수 있다. 상기 절개선은 외측의 폭이 상대적으로 넓은 쐐기 형태이므로, 평면의 부착패드(200)는 굴곡진 신체에 적용될 때 상기 절개선의 폭이 점차 좁아지며 균일하게 밀착될 수 있다.

상기 절개선의 외측 너비는 3.0 내지 5.0mm일 수 있다. 상기 절개선의 외측 너비가 증가할수록 상기 절개선의 테이퍼 형태는 부각될 수 있으나, 상기 절개선의 폭이 과도하게 넓으면 상기 부착패드(200)의 부착력은 오히려 저하될 수 있으므로 부착패드(200)의 면적이나 적용되는 인체 형태를 고려하여 적절히 조절할 수 있다.

상기 심전도 측정용 전극패드(100)는 상기 부착패드(200)에 도포된 점착제;를 더 포함할 수 있다.

상기 부착패드(200)는 실리콘 재질의 표면층으로 인해 별도의 점착제 없이도 신체에 부착될 수 있으나, 사용자의 환경이나 신체 활동 가능성 등을 고려하여 점착제를 도포할 수 있다.

상기 점착제는 젤라틴계 점착제를 포함할 수 있다. 통상적으로 상기 점착제는 점착 소재로서 아크릴산 에스테르를 주성분으로 하는 공중합체를 포함할 수 있으나, 생체적합성이 우수한 젤라틴계 점착제로 대체하거나, 이를 혼합하여 사용함으로써 피부 자극성을 최소화할 수 있다.

상기 젤라틴은 동물의 피부, 결합조직, 뼈, 연골 등의 풍부한 콜라겐의 분해로 수득되는 고분자물질로 식품뿐만 아니라 의료적인 목적으로 마이크로캡슐 재료, 인공혈관, 상처 치료용 흡착패드 등에 사용되고 있다.

생체접착을 목적으로 사용되는 물질은 대개 분자 내 카르복실 그룹과 같은 이온화 가능한 그룹을 많이 가짐으로써 접착물질 중 카르복실 그룹과 점질 분자 사이의 아미노 또는 히드록실 그룹 간의 가교 결합을 형성하여 점착성이 증대될 수 있다. 상기 젤라틴은 분자 내 가교 결합의 형성 시 현재 의료용 점착제로 널리 사용되는 피브린 글루보다 높은 점착 특성을 보일 수 있다.

상기 젤라틴계 점착제는 점착 소재의 콜라겐에서 추출된 수용성 단백질 생체 접착제일 수 있다. 상기 젤라틴계 점착제는 약물 전달 또는 식용으로 쓰이고 있으며, 미생물 분해가 이루어지는 친환경적 특성과 함께 낮은 항체 반응으로 인하여 생체적합 점착제로 각광받고 있으나, 점착 강도는 상대적으로 미흡하다.

그러나, 상기 부착패드(200)는 실리콘 재질의 표면층으로 인해 자체적인 점착력이 있으므로, 상기 젤라틴계 점착제는 상기 부착패드(200)의 점착력을 보완하는 용도로서 사용 가능하며 상대적으로 미흡한 점착 강도에도 불구하고 상기 부착패드(200)의 점착력을 현저히 개선할 수 있다.

상기 점착제는 어류에서 추출된 젤라틴을 포함할 수 있다. 상기 젤라틴은 안전성 측면에서 육상동물 자원을 대체하고자 어류로부터 젤라틴을 제조하는 연구가 이루어지고 있으나, 어류를 이용한 젤라틴 생산량은 적은 수준에 불과하다.

그럼에도 불구하고, 상기 어류에서 추출된 젤라틴은 육상동물 자원에서 유래한 젤라틴과 비교하여 생체 적합성이 우수할 뿐만 아니라, 점착력이 상대적으로 우수하므로 상기 부착패드(200)의 점착력 개선을 위한 용도로서 활용 가능하다.

상기 어류의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 명태, 성대류, 오징어, 대구, 넙치, 상어, 다랑어일 수 있으며, 특히 상기 어류의 껍질, 내장, 뼈 등 어류 부산물에서 유래한 콜라겐을 사용하는 경우 자원 활용 및 보전 측면에서 유용하다.

상기 점착제는 상기 부착패드(200) 가장자리에 부분 도포될 수 있다. 상기 부착패드(200)는 인체 자극성을 최소화하고자 점착제의 사용을 최대한 배제하고, 친환경적인 젤라틴계 점착제를 적용할 수 있으며, 부착패드(200)의 외측 가장자리에 부분 도포함으로써 상기 부착패드(200)의 점착력을 개선할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 심전도 측정용 전극패드
200 : 부착패드
300 : 전극
400 : 케이블 결합부

Claims (7)

1. 부착패드; 및
   상기 부착패드의 일면에 배열되고, 심장의 활동전류를 감지하는 하나 이상의 전극;을 포함하는 심전도 측정용 전극패드로서,
   상기 하나 이상의 전극은 상기 표면층에 전도성 패턴으로 프린팅된 것인, 심전도 측정용 전극패드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 전극은 상기 부착패드 소정의 위치에 형성된 케이블 결합부와 통합 연결된 심전도 측정용 전극패드.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부착패드는 외측에서 내측으로 테이퍼진 하나 이상의 절개선을 포함하는 심전도 측정용 전극패드.
4. 제1항에 있어서,
   상기 부착패드에 도포된 점착제;를 더 포함하는 심전도 측정용 전극패드.
5. 제4항에 있어서,
   상기 점착제는 젤라틴계 점착제를 포함하는 심전도 측정용 전극패드.
6. 제5항에 있어서,
   상기 점착제는 어류에서 추출된 젤라틴을 포함하는 심전도 측정용 전극패드.
7. 제4항에 있어서,
   상기 점착제는 상기 부착패드 가장자리에 부분 도포된 심전도 측정용 전극패드.

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