RU2093067C1

RU2093067C1 - Biopotential removing electrode

Info

Publication number: RU2093067C1
Application number: RU9595119166A
Authority: RU
Inventors: Григорий Анатольевич Яковлев
Original assignee: Григорий Анатольевич Яковлев
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: electrode has bowl-shaped ceramic body. Cavity filled with material based on silver chloride is provided in body. Electrode body has hole in bottom which is used to pass conductor in the form of silver wire. One end of conductor is arranged and secured on cavity bottom. Electrode has auxiliary external plastic casing made as plate with flat flange. It has two cavities separated by partition and communicated with the aid of opening made in the latter. Smaller cavity is filled with plastic, and larger cavity is located on flange side. Larger cavity is made of two parts. One part of smaller diameter contacts partition. Ceramic body of electrode is secured tightly in smaller-diameter part. End of silver conductor of ceramic body passes through partition opening. It is connected to rigid metal lead in smaller cavity. Metal lead is secured in plastic casing. EFFECT: higher reliability in operation and longer service life of electrode. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для снятия биопотенциала, например, кожи человека или в качестве электрода сравнения для pH-зондов с измерительными, например, сурьмяными, электродами, применяемых для определения концентрации водородных ионов (pH) биологических сред, в частности, при внутрижелудочной pH-метрии. The invention relates to medical equipment and can be used to remove the biopotential, for example, of human skin or as a reference electrode for pH probes with measuring, for example, antimony, electrodes used to determine the concentration of hydrogen ions (pH) of biological media, in particular with intragastric pH metering.

Известен каломельный электрод сравнения [1] применяемый в составе pH-зонда для внутрижелудочной pH-метрии. Каломельный электрод содержит неметаллический корпус с отверстием (электролитическим ключом). Основным недостатком этого электрода является наличие в негерметичном корпусе таких ядовитых материалов, как ртуть и хлористая ртуть (каломель). Так через отверстие в корпусе электрода возможно попадание ртути и ее соединений в желудочно-кишечный тракт или на кожу человека. Отравление человека возможно и в случае попадания паров ртути в помещение, где применяются каломельные электроды данной конструкции. Known calomel reference electrode [1] used in the composition of the pH probe for intragastric pH metering. Calomel electrode contains a non-metallic body with a hole (electrolytic key). The main disadvantage of this electrode is the presence in the leaky housing of such toxic materials as mercury and mercuric chloride (calomel). So through a hole in the electrode housing, mercury and its compounds may enter the gastrointestinal tract or human skin. Human poisoning is also possible if mercury vapor enters the room where calomel electrodes of this design are used.

Известен одноразовый хлорсеребряный ЭКГ электрод [2] содержащий корпус из пенопласта на основе полиэтилена, в котором закреплен элемент серебро-хлорид серебра с нанесенной электродной пастой и разъемной контакт в виде металлической кнопки. Недостатком этого электрода является невозможность его многократного использования, а также калибровки ацидогастрометра в случае использования данного электрода в качестве электрода сравнения pH-зонда. Known disposable silver chloride ECG electrode [2] comprising a polyethylene-based foam housing in which a silver-silver chloride element with applied electrode paste is fixed and a detachable contact in the form of a metal button. The disadvantage of this electrode is the impossibility of its repeated use, as well as the calibration of the acidogastrometer in the case of using this electrode as a reference electrode for a pH probe.

Известен электрод для снятия биопотенциала (прототип) [3] содержащий керамический корпус чашеобразной формы с полостью, заполненной материалом на основе хлорида серебра и отверстием в дне, через которое проходит проводник в виде серебряной проволоки, один конец которого размещен и закреплен на дне полости, а другой конец свободен. Преимуществом данного электрода по сравнению с первым каломельным электродом является отсутствие ядовитых компонентов (ртути и каломели), а по сравнению со вторым возможность его многократного использования и калибровки ацидогастрометра при использовании электрода в качестве электрода сравнения для pH-зонда. Однако последний электрод имеет недостатки. Так, операция выполнения неразъемного, преимущественно паяного, соединения электродного кабеля со свободным концом серебряного проводника электрода не всегда удобна при работе, например, при испытаниях, и снижает надежность работы и ресурс электрода из-за возможного разрушения этого паяного контакта, особенно в случае многократной перепайки. Кроме того, электрод данной конструкции неудобен в работе при использовании его в качестве электрода сравнения pH-зонда для внутрижелудочной pH-метрии. Это связано с необходимостью его многократного достаточно надежного крепления к коже обследуемого. Форма электрода и отсутствие съемного электродного кабеля затрудняют процесс измерения. В частности, при нанесении электродной пасты на токосъемную поверхность данного электрода может происходить ее выдавливание при контакте с кожей и быстрое высыхание, что не позволяет проводить длительные измерения. Known electrode for removing biopotential (prototype) [3] containing a ceramic cup-shaped body with a cavity filled with material based on silver chloride and a hole in the bottom through which a conductor passes in the form of a silver wire, one end of which is placed and fixed on the bottom of the cavity, and the other end is free. The advantage of this electrode compared to the first calomel electrode is the absence of toxic components (mercury and calomel), and compared with the second, the possibility of its repeated use and calibration of the acidogastrometer when using the electrode as a reference electrode for a pH probe. However, the latter electrode has disadvantages. Thus, the operation of performing an integral, predominantly soldered, connection of the electrode cable to the free end of the silver electrode conductor is not always convenient during operation, for example, during testing, and reduces the reliability and electrode life due to the possible destruction of this soldered contact, especially in the case of repeated soldering . In addition, the electrode of this design is inconvenient to use when used as an electrode for comparing a pH probe for intragastric pH metering. This is due to the need for its multiple enough reliable attachment to the skin of the subject. The shape of the electrode and the absence of a removable electrode cable complicate the measurement process. In particular, when applying electrode paste to the current-collecting surface of this electrode, it can be squeezed out when it comes into contact with the skin and quickly dries, which does not allow long-term measurements.

Техническим результатом измерения является увеличение надежности работы и ресурса электрода и обеспечение удобства работы с ним. The technical result of the measurement is to increase the reliability and resource of the electrode and ensure the convenience of working with it.

Данный технический результат достигается тем, что в известном электроде для снятия биопотенциала, содержащем керамический корпус чашеобразной формы с полостью, заполненной материалом на основе хлорида серебра и отверстием в дне, через которое проходит проводник в виде серебряной проволоки, один конец которого размещен на дне полости, электрод дополнительно содержит наружный пластмассовый корпус тарелкообразной формы с плоским фланцем и имеющим две полости, разделенные перегородки и соединенные отверстием в ней, причем меньшая полость заполнена пластмассой, а большая полость расположена со стороны фланца и выполнена из двух частей, в одной из которых меньшего диаметра, контактирующей с перегородкой, герметично закреплен керамический корпус электрода, конец серебряного проводника которого проходит через отверстие в перегородке и соединен в меньшей полости с жестким металлическим выводом, который закреплен в пластмассовом корпусе. This technical result is achieved by the fact that in the known electrode for removing biopotential, containing a ceramic cup-shaped body with a cavity filled with silver chloride-based material and an opening in the bottom through which a conductor passes in the form of a silver wire, one end of which is placed at the bottom of the cavity, the electrode further comprises an outer plastic plate-shaped housing with a flat flange and having two cavities, separated by partitions and connected by an opening in it, with a smaller cavity l is filled with plastic, and the large cavity is located on the flange side and is made of two parts, in one of which a smaller diameter in contact with the partition, the ceramic electrode housing is hermetically fixed, the end of the silver conductor of which passes through the hole in the partition and is connected to a rigid cavity metal lead, which is fixed in a plastic case.

Суть изобретения заключается в следующем. Введение в конструкцию электрода наружного пластмассового корпуса тарелкообразной формы с плоским фланцем, в котором закреплен керамический корпус электрода и жесткий металлический вывод обеспечивает повышение надежности работы и ресурса электрода, а также удобства работы с ним. Так, пластмассовый корпус имеет две полости, разделенные перегородкой с отверстием в ней. Большая полость, расположенная со стороны фланца выполнена из двух частей, то есть является двухступенчатой. В части этой полости меньшего диаметра, прилегающей к перегородке, герметично закреплен керамический корпус самого хлорсеребряного электрода, свободный конец серебряного проводника, который проходит через отверстие в перегородке и соединен пайкой в меньшей полости с жестким металлическим выводом, который закреплен в пластмассовом корпусе. Эта меньшая полость заполнена пластмассой, например, на основе эпоксидной смолы. Таким образом, паяный контакт серебряного проводника электрода с жестким металлическим выводом надежно загерметизирован и закреплен. Сам металлический жесткий вывод может быть установлен и закреплен в пластмассовом корпусе перпендикулярно оси этого корпуса или параллельно оси корпуса. Причем в зависимости от вида разъемного контактного соединения электродного кабеля с жестким выводом электрода форма контактной поверхности вывода электрода может быть любой (резьбовой цилиндрической, гладкой цилиндрической, в виде кнопки и т.д.). The essence of the invention is as follows. The introduction of the plate-shaped outer plastic casing into the electrode design with a flat flange, in which the ceramic casing of the electrode and a rigid metal lead are fixed, provides an increase in the reliability of operation and resource of the electrode, as well as the convenience of working with it. So, the plastic case has two cavities separated by a partition with an opening in it. The large cavity located on the flange side is made of two parts, that is, it is two-stage. In the part of this cavity of a smaller diameter adjacent to the partition, the ceramic case of the silver chloride electrode itself is hermetically fixed, the free end of the silver conductor, which passes through the hole in the partition and is connected by soldering in the smaller cavity to a rigid metal terminal, which is fixed in a plastic case. This smaller cavity is filled with plastic, for example, based on epoxy resin. Thus, the soldered contact of the silver electrode conductor with a rigid metal terminal is reliably sealed and fixed. The metal hard terminal itself can be installed and fixed in a plastic case perpendicular to the axis of this case or parallel to the axis of the case. Moreover, depending on the type of detachable contact connection of the electrode cable with the hard lead of the electrode, the shape of the contact surface of the lead of the electrode can be any (threaded cylindrical, smooth cylindrical, in the form of a button, etc.).

Такое конструктивное выполнение электрода обеспечивает повышение удобства работы с ним за счет замены неразъемного соединения электродного кабеля с электродом на разъемное соединение, а также повышение надежности работы и ресурса электрода благодаря надежному закреплению в пластмассовом корпусе керамического корпуса электрода и жесткого вывода, а также качественному соединению последних и герметизации. Such an embodiment of the electrode provides an increase in the convenience of working with it by replacing the permanent connection of the electrode cable with the electrode with a detachable connection, as well as improving the reliability and service life of the electrode due to the reliable fastening in the plastic case of the ceramic electrode body and hard output, as well as high-quality connection of the latter sealing.

Кроме того, наличие открытой полости в электроде на керамическим корпусом хлорсеребряного электрода со стороны фланца обеспечивает повышение надежности его работы, особенно при длительном цикле измерения. Это достигается благодаря тому, что эта открытая полость заполняется перед началом измерения электродной пастой, которая обеспечивает в случае плотного прилегания плоского фланца хлорсеребряного электрода к коже обследуемого надежный электрический контакт между токосъемной поверхностью электрода и кожей в течение длительного времени (не менее 24 ч.)
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид конструкции электрода. Электрод содержит керамический корпус чашеобразной формы 1 с полостью, заполненной материалом на основе хлорида серебра 2 и отверстием в дне, через которое проходит проводник 3 в виде серебряной проволоки, один конец которого закреплен на дне полости керамического корпуса. Хлорсеребряный электрод содержит дополнительно наружный пластмассовый корпус 4 тарелкообразной формы с плоским фланцем 5. Корпус 4 имеет две полости, разделенные перегородкой и соединенные отверстием. Меньшая полость 6 заполнена пластмассой, например, на основе эпоксидной смолы, а большая двухступенчатая полость расположена со стороны фланца и состоит из двух частей. В одной из этих частей меньшего диаметра (первой ступени), прилегающей к перегородке, герметично закреплен посредством клея керамический корпус электрода, свободный конец серебряного проводника 3 которого проходит через отверстие в перегородке пластмассового корпуса и соединен пайкой в полости 6 с жестким металлическим выводом 7. Вывод 7 закреплен в корпусе 4. Токосъемная поверхность 8 хлорсеребряного электрода утоплена по отношению к опорной плоскости 9 фланца 5 на глубину, равную высоте открытой полости 10, то есть части двухступенчатой полости большего диаметра.In addition, the presence of an open cavity in the electrode on the ceramic case of the silver chloride electrode on the flange side increases the reliability of its operation, especially with a long measurement cycle. This is achieved due to the fact that this open cavity is filled before the measurement with electrode paste, which provides, in the case of a tight fit of the flat flange of a silver-silver electrode to the skin of the subject, reliable electrical contact between the current-collecting surface of the electrode and the skin for a long time (at least 24 hours)
The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of the design of the electrode. The electrode contains a ceramic cup-shaped body 1 with a cavity filled with silver chloride-based material 2 and an opening in the bottom through which a conductor 3 passes in the form of a silver wire, one end of which is fixed to the bottom of the cavity of the ceramic body. The silver chloride electrode further comprises an outer plastic housing 4 of a plate-shaped shape with a flat flange 5. Housing 4 has two cavities separated by a partition and connected by an opening. The smaller cavity 6 is filled with plastic, for example, based on epoxy resin, and the large two-stage cavity is located on the flange side and consists of two parts. In one of these parts of a smaller diameter (first stage) adjacent to the partition, a ceramic electrode case is hermetically fixed with glue, the free end of the silver conductor 3 of which passes through the hole in the partition of the plastic case and is connected by soldering in the cavity 6 to a hard metal lead 7. Conclusion 7 is fixed in the housing 4. The collector surface 8 of the silver chloride electrode is recessed with respect to the reference plane 9 of the flange 5 to a depth equal to the height of the open cavity 10, that is, the part of the two-stage Lost a larger diameter.

Поверхность 11 вывода 7, контактирующая с контактной поверхностью съемного электродного кабеля, может иметь в зависимости от назначения электрода различные исполнения. Так, для длительных измерений (до 24 ч. и более) она может быть цилиндрической резьбовой, а для кратковременных измерений гладкой цилиндрической. В первом случае электродный кабель крепится к электроду посредством резьбового разъемного соединения, что обеспечивает надежность процесса измерения даже в условиях активного поведения (ходьбе и т.д.) обследуемого. The surface 11 of the terminal 7 in contact with the contact surface of the removable electrode cable may have different designs depending on the purpose of the electrode. So, for long-term measurements (up to 24 hours or more) it can be cylindrical threaded, and for short-term measurements smooth cylindrical. In the first case, the electrode cable is attached to the electrode by means of a threaded plug-in connection, which ensures the reliability of the measurement process even in conditions of active behavior (walking, etc.) of the subject.

Таким образом, предлагаемая конструкция электрода для снятия биопотенциала обеспечивает, с одной стороны, повышение надежности работы и ресурса электрода за счет введения в конструкцию дополнительного наружного пластмассового корпуса с двумя полостями, разделенными перегородкой, и жесткого металлического вывода, закрепленного в пластмассовом корпусе, а с другой стороны, обеспечение удобства работы с ним, в частности, благодаря возможности разъемного соединения электродного кабеля с электродом. Предлагаемая конструкция электрода позволит многократно применять его в качестве электрода для снятия биопотенциала или электрода сравнения pH-зонда для гастроэнтерологической pH-метрии. Thus, the proposed design of the electrode for removing biopotential provides, on the one hand, an increase in the reliability and resource of the electrode due to the introduction of an additional external plastic housing with two cavities separated by a partition and a rigid metal lead fixed in a plastic housing, and on the other hand parties, ensuring the convenience of working with him, in particular, due to the possibility of detachable connection of the electrode cable with the electrode. The proposed design of the electrode will allow it to be used repeatedly as an electrode for removing the biopotential or electrode for comparing a pH probe for gastroenterological pH metering.

Испытания таких электродов подтвердили их эффективность. Tests of such electrodes have confirmed their effectiveness.

Claims

An electrode for removing biopotential, containing a ceramic cup-shaped body with a cavity filled with silver chloride-based material and a hole in the bottom through which a conductor in the form of a silver wire passes, one end of which is placed and fixed on the bottom of the cavity, characterized in that the electrode is additionally contains an outer plastic plate-shaped body with a flat flange having two cavities separated by a partition and connected by an opening in it, the smaller cavity being filled with plastic, and more The larger cavity is located on the flange side and is made of two parts, in one of which a smaller diameter in contact with the partition, the ceramic electrode body is hermetically fixed, the end of the silver conductor of which passes through the hole in the partition and is connected in the smaller cavity with a rigid metal terminal, which is fixed in a plastic case.