WO2006097085A2

WO2006097085A2 - Messgerät, messverfahren, messleitung und elektrode

Info

Publication number: WO2006097085A2
Application number: PCT/DE2006/000464
Authority: WO
Inventors: Juergen Reinstaedtler
Original assignee: Viasys Healthcare Gmbh
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-09-21
Also published as: DE102005012088A1; DE112006001250A5; WO2006097085A3

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Messgerät zu Erfassung von Biopotenzialen. Es umfasst eine Vielzahl von Elektroden (1, 31, 41, 51, 60; 101, 111, 121) zur Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der Biopotenziale, einer Verarbeitungseinrichtung (132) zum Ermitteln eines Fehlers im Hinblick auf eine erste Elektrode (1, 31, 41, 51, 60; 101, 111, 121) aus der Vielzahl von Elektroden, und einer Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122), die sich in örtlicher Nähe zu einer ersten Elektrode (1, 31, 41, 51, 60; 101, 111, 121) befindet. Die Verarbeitungseinrichtung (132) ist so ausgebildet, dass sie die Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122) wiederholt ein- und ausschaltet, wenn ein Fehler im Hinblick auf die erste Elektrode ermittelt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein entsprechendes Messverfahren, Messleitungen sowie Elektroden.

Description

Messgerät, Messverfahren, Messleitung und Elektrode

Die Erfindung betrifft das Gebiet von Diagnosegeräten, die bioelektrische Potenziale erfassen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Messgerät zum Erfassen solcher Potenziale, eine Elektrode zum Abgreifen solcher Potenziale, eine Messleitung zum Kontaktieren solcher Elektroden sowie ein Messverfahren.

Die Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet von Messgeräten gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , von Messverfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6, von Messleitungen gemäß den Oberbegriffen von Patentansprüchen 11 , 12 und 13 sowie von Elektroden gemäß dem Oberbegriff von Patentansprüchen 16 und 17.

In der Medizin sind verschiedene Messmethoden zur Bestimmung von Parametern des Körpers eines Patienten bekannt. Für diese Anmeldung ist vor allem das Abgreifen elektrischer Potenziale vom menschlichen oder tierischen Körper, so genannter Biopotentiale relevant. Je nach Ort des Abgriffs unterscheidet man die Elektroenzephalographie (EEG), die Elektromyographie (EMG), das Elektrokardiogramm (EKG) und die Elektrookulographie (EOG).

Bei der Elektroenzephalographie (EEG) werden bioelektrische Potentialschwankungen im Gehirn, also die himelektrische Aktivität, aufgezeichnet. Routinemäßig erfolgt die Messung durch Oberflächenelektroden, kann jedoch auch zum Beispiel bei bewusstlosen Patienten mit feinen Nadelelektroden vom Skalp abgegriffen werden. Die Aufzeichnung erfolgt mittels 12, 16 oder 20 Differentialverstärkern („Kanälen") simultan.

Mit Elektromyographie (EMG) wird die Registrierung der bioelektrischen Aktivität der Muskulatur bezeichnet. Bei dieser Methode werden die elektrischen Potentiale oft durch die Insertion von Nadelelektroden abgegriffen. Prinzipiell können die Potentiale auch von der Körperoberfläche abgegriffen werden, was aber zu kleineren Signalen führt.

Eine spezielle Form des EMG ist das Elektrokardiogramm (EKG), bei dem die bioelektrischen Potentiale bzw. Potentialdifferenzen, die bei der Erregungsausbreitung und Rückbildung des Herzens entstehen, aufgezeichnet werden. Die Messung der Potentiale erfolgt bi- oder unipolar durch Elektroden von der Körperoberfläche oder direkt vom Herzen, zum Beispiel bei Herzoperationen.

Durch die Elektrookulographie (EOG) wird das Ruhe-Bestandspotential des Auges anhand der Änderungen der bioelektrischen Potentialdifferenz zwischen dem vorderen und hinteren Pol des Auges aufgezeichnet. Das Auge bildet nämlich einen elektrischen Dipol, wobei die Kornea positiv und die Retina negativ geladen sind.

Die Potentialänderungen schlagen sich in der Spannungsänderung der Umgebung nieder, die ihrerseits mittels periokulärer Elektroden ableitbar sind (Roche Lexikon

Medizin, 4. Auflage, herausgegeben von der Hoffmann - La Roche AG und Urban & Fischer, Urban & Fischer, München, Stuttgart, Jena, Lübeck, Ulm).

Es werden verschiedene Ausführungsformen von Elektroden verwendet, die im Prinzip austauschbar sind und für EEG, EMGi, EKG und EOG gleichermaßen eingesetzt werden können. Am populärsten sind wohl Einweg-Folienelektroden, die wie Pflaster auf die Haut geklebt werden. Folienelektroden können eine Lasche aufweisen, die mittels einer Krokodilklemme und einer elektrischen Messleitung an ein entsprechendes Diagnosegerät angeschlossen wird. Die Folienelektrode kann auch mit einem metallischen Poller oder einer Buchse für Bananenstecker ausgerüstet sein. Schließlich kann die Folienelektrode auch fest mit einer elektrischen Messleitung verbunden sein.

Ferner können Elektroden durch klemmen, Bänder oder Geschirre mechanisch am menschlichen oder tierischen Körper befestigt werden. Die Klemmen, Bänder oder Geschirre können jeweils mehrere Elektroden fixieren. Schließlich gibt es Saugelektroden, die mit einer Pumpe verbunden sind, die einen Unterdruck erzeugt, sodass sich die Elektrode am Körper fest saugt.

Geräte zur Erfassung von EEG, EMG, EKG und EOG fällen unter den Oberbegriff Diagnosegeräte. Allerdings mϊsst beispielsweise ein Defibrillator auch ein EKG. Deshalb sollen auch Therapiegeräte, die bioelektrischer Potenziale messen, also auch eine Diagnoseeinheit umfassen, für die Zwecke dieser Anmeldung unter den Oberbegriff Diagnosegeräte fallen.

Durch eine Impedanzmessung des Übergangswiderstands (vgl. Biosignalverstärker gUSBamp) zwischen einer Elektrode und der menschlichen Haut können "Elektrodenfehler" (Hoffrichter GmbH, Produkte STERNTALER; von Berg Medizingeräte GmbH, Produkt BIOSET 9000 E) erkannt werden, worunter insbesondere das Abfallen von Elektroden verstanden wird. Beim BIOSET 9000 E blinken die LEDs (Leuchtdioden) der Programme, an denen die fehlerhaften Elektroden beteiligt sind.

Das populärste dieser Diagnoseverfahren dürfte das EKG sein. Problematisch ist hier, dass trotz Farbcodierung der Elektroden und/oder der Elektrodenkabel die Elektroden verwechselt werden (vgl. A. Rudiger, L. Schob: Ichämieverdächtiges EKG bei einem jungen Patienten mit grippalen Beschwerden, Schweiz Med Forum Nr. 28, 11.7.2001, S. 741ff.). Aktuelle Signalauswertungsverfahren können an den zeitlichen Potenzialverläufen zumindest in einfachen Fällen erkennen, wenn Elektroden vertauscht wurden (Kors J. A., van Herpen G.: Accurate automatic detection of electrode interchange in the electrocardiogram, Am J Cardiol, 15.8.2001 ;88(4):396-9).

Die US 5,042,498 offenbart ein intelligentes Elektrokardiogramm(EKG)-System. Die verwendeten Elektroden umfassen ein Polster und einen Schnappanschluss, der eine LED aufweist, die oben in der Mitte des Schnappanschlusses befestigt ist. Ein Kabel mit 3 Drähten verbindet den Schnappanschluss mit dem EKG-Gerät. Ein Draht kontaktiert den Schnappanschluss selbst. Die beiden anderen Drähte kontaktieren die LED. In der Mitte jedes Polsters ist auf der der Haut zugewandten Seite ein Reservoir für ein elektrisch leitendes Gelee angebracht. Ein metallischer Pfahl kontaktiert das elektrisch leitende Gelee und ragt auf der der Haut abgewandten Seite aus dem Polster heraus. An dem Pfahl wird der Schnappanschluss befestigt. Eine Detektorschaltung im EKG-Gerät führt über einen Draht im Kabel dem Pfahl einen konstanten Strom zu. Ist der Spannungsabfall zwischen dem Pfahl und dem Körper eines Patienten zu groß, wird auf einen schlechten Kontakt geschlossen und die LED eingeschaltet. Der Draht, der die LED mit einem Masseanschluss im EKG-Gerät verbindet, kann als Abschirmung für den Draht verwendet werden, der das EKG-Signal führt.

Die WO 03/037176 A2 offenbart einen Elektrodentester. Zwischen den beiden Elektroden einer Doppel-Elektrode wird ein Strom eingeprägt. Übersteigt der Spannungsabfall zwischen den beiden Elektroden einen vorgegebenen Wert, wird beispielsweise eine LED eingeschaltet. Eine ähnliche Offenbarung ist in der JP 04- 082 566 A enthalten.

Die US 2002/0120319 A1 offenbart verschiedene Gehäuse für Bioelektroden. Eine Ausführungsform des Gehäuses umfasst neben der Bioelektrode eine Platine, einen Steuerschalter, um eine Stromversorgung ein- und auszuschalten, sowie eine LED, um Betriebsbereitschaft anzuzeigen.

Die WO 01/70105 A2 offenbart einen EKG-Übertrager. Das ist ein taschengroßes, batteriebetriebenes Geräte, das der Patient mit sich trägt. Das Gerät weist integrierte Elektroden, Elektronik, eine Infrarotschnittstelle, eine RS-232-Schnittstelle sowie eine Benutzerschnittstelle mit einem Druckknopf, einem Summer und einer LED auf. Akustische Signale vom Summer sowie Lichtsignale von der LED informieren den Patienten über den Start, die Dauer und das Ende der Aufzeichnung von EKG-Signalen mit dem EKG-Übertrager.

Die US 5,788,634 offenbart einen Vielzwecksensor. Der Sensor hat die Form einer Krokodilklemme beispielsweise um an einem Ohrläppchen befestigt zu werden. An beiden Armen der Krokodilklemme sind EKG-Elektroden befestigt. An der Innenseite eines Arms ist eine Lichtquelle, an der Innenseite des anderen Arms ein

Lichtempfänger angebracht, um das von der Lichtquelle emittierte und beispielsweise durch das Ohrläppchen transmittierte Licht aufzufangen und in ein elektrisches Signal zu wandeln. Hieraus wird ein Pulswellensignal erzeugt.

Die JP 2004089517 A beschreibt ein Gerät mit einer LED zur Darstellung bioelektrischer Signale. Ein Elektrodenpaar unten im Gerät kontaktiert einen lebenden Körper und nimmt das bioelektrische Signal auf. Oberhalb der Elektroden befindet sich eine Platine zum Verstärken des elektrischen Signals, Batterien und eine LED, die das bioelektrische Signal durch flackern visualisiert.

Die DE 100 29 205 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Messung physiologischer Parameter. EKG-Messelektroden sind in einem Gurtsystem beweglich positioniert. Das Gurtsystem beinhaltet ferner eine Messelektronik, eine Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung der digitalisierten Messignale, eine Stromversorgungseinheit und eine Antenne. Die Elektroden sind beweglich angeordnet und haben eine LED-Anzeige. Eine Empfangsstation stellt über ein Programm fest, ob die einzelnen Elektroden gegebenenfalls nicht angeschlossen oder falsch positioniert sind. Dies wird beispielsweise durch eine rote LED-Anzeige bei der entsprechenden Elektrode signalisiert.

Eine ähnliche Offenbarung findet sich in der US 6,341,229 B1, wobei hier die einzelnen Elektroden nicht mit LEDs ausgerüstet sind und Infrarot-LEDs zur Datenübertragung eingesetzt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung benutzerfreundliche, Messgeräte, Messverfahren, Messleitungen und Elektroden, zur Messung von Biopotenzialen anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteilhaft am Blinken insbesondere an Frequenzen zwischen 0,5 und 10 Hz ist, dass die Empfindlichkeit des Auges für Helligkeitsänderungen mit dem Abstand vom Zentrum des Blickfelds zunimmt und eine blinkende Fläche die Aufmerksamkeit des Benutzers automatisch anzieht, so dass der Benutzer das Zentrum seines Blickfelds auf die blinkende Fläche richtet.

Vorteilhaft am Verbinden einer Elektrode mit einem vorgegebenen Potenzial und/oder dem Abtrennen der Elektrode von einem Eingang eines Messgerätes um den Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens der Lichtquelle herum ist, dass hierdurch kapazitives oder induktives Übersprechen beim Ein- und Ausschalten der Lichtquelle unterdrückt wird.

Insbesondere bei Kurzzeitmessungen ist Bedienpersonal anwesend, das eine mangelhafte Befestigung der Elektroden korrigieren kann. In diesem Fall kann eine schlechte Messung gleich abgebrochen werden und nach korrekter Befestigung der Elektrode neu gestartet werden. Folglich wird das Blinken von Lichtquellen und die Messungen zeitlich entkoppelt, so dass keine Vorkehrungen gegen Übersprechen beim Blinken getroffen werden müssen.

Vorteilhaft an der Verwendung einer Abschirmung als Versorgungsleitung für eine Lichtquelle ist der geringe ohmsche Widerstand der Abschirmung.

Vorteilhaft an der Unterbringung der Versorgungsleitungen für die Lichtquelle innerhalb einer Abschirmung ist die bessere EM-Verträglichkeit, weil dann das Ein- und Ausschalten der Lichtquelle benachbarte Geräte weniger stark beeinflusst.

Vorteilhaft an der Verwendung von lediglich zwei Leitern sowohl zum Versorgen einer Lichtquelle mit elektrischer Energie als auch zum Abgreifen eines Potenzials von einer Elektrode ist die einfache Aufbau, die dadurch mögliche geringe Dicke der Messleitung und die sich daraus ergebende geringe Komforteinbuße durch die Messleitung.

Die Integration einer Lichtquelle im elektrodenseitigen Verbinder einer Messleitung ist vorteilhaft bei der Verwendung von herkömmlichen Einweg-Folienelektroden. Einwegelektroden müssen nicht desinfiziert werden und sollten andererseits möglichst billig sein. Es ist nicht erforderlich, Messleitungen so sorgfältig wie Elektroden zu desinfizieren. Deshalb sollten sich möglichst viele Bauteile in der Messleitungen und nicht in der Einwegelektrode befinden, um wieder verwendet werden zu können.

Um hochfrequente positive oder negative Spitzen, die durch Übersprechen zwischen der Versorgungsleitung oder den Versorgungsleitungen für die Lichtquelle und der Messleitung zu einer Elektrode beim Ein- und Ausschalten der Lichtquelle auf der Messleitung entstehen können, zu unterdrücken, kann die Messleitung während des Ein- und Ausschaltens, sowie eine kurze Zeit davor und danach mit einem bestimmten Potenzial verbunden werden und/oder vom Eingang des Diagnosegeräts getrennt werden. Durch diese Maßnahmen kann man sozusagen bei gleicher Qualität der Messung Kosten bei den Messleitungen in Kosten für die Elektronik tauschen. Da die Kosten für die Elektronik schneller fallen, ist dies vorteilhaft.

Wenn die Untersuchungen nicht gerade der Langzeitüberwachung auf Intensivstationen dienen, kann auch die Anzeige eines Fehlers von der eigentlichen Messung zeitlich getrennt werden, so dass ein Übersprechen zwischen Versorgung- und Messleitung unproblematisch ist.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messleitung;

Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Saugelektrode;

Fig. 3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Folienelektrode;

Fig. 4 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klammerelektrode;

Fig. 5 einen ersten Schaltplan einer erfindungsgemäßen Messleitung;

Fig. 6 einen zweiten Schaltplan einer erfindungsgemäßen Messleitung;

Fig. 7 einen dritten Schaltplan einer erfindungsgemäßen Messleitung; und

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Messverfahren und

Fig. 9 den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Messgeräts.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Messleitung 2 und eine Folienelektrode 1. Die Folienelektrode 1 ist typischerweise ein Einwegteil. Sie wird auf die Haut 3 aufgeklebt und besteht typischerweise aus vier Schichten: einem Hydrogel 4, einer AgAgCI-Schicht 5, einer leitfähigen Folie 6 sowie einem Etikett 7. Die AgAgCI-Schicht 5 besteht aus einer speziellen Mischung aus Silber und Silberchlorid. An einer Seite weist die Folienelektrode 1 eine Lasche 12 auf, an der ein elektrisches Kabels 8 beispielsweise mittels einer Krokodilklemme 9 angeklemmt werden kann. Die Krokodilklemme 9 und das elektrische Kabels 8 bilden zusammen die elektrische Messleitung 2. Erfindungsgemäß weist die Krokodilklemme 9 eine Lichtquelle, beispielsweise eine LED 13 auf. Wird vom angeschlossenen Diagnoseoder Behandlungsgerät ein Fehler festgestellt, wird die LED 13 eingeschaltet, um dem Bediener einen Hinweis auf den Ort des Fehlers zu geben.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Saugelektrode. Die Saugelektrode umfasst die eigentliche Elektrode 31 , eine Saugglocke 32, eine Lichtquelle wie beispielsweise eine LED 33 sowie Abstandhalter 34. Die Saugglocke 32 ist über einen Schlauch 35 mit einer nicht dargestellten Pumpe verbunden. Während die Saugglocke 32 das elektrische Potenzial der Haut 3 abgreifen soll, sorgt die Pumpe für einen Unterdruck in der Saugglocke 32. Die Saugglocke 32 drückt die Elektrode 31 über die Abstandhalter 34 gegen die Haut 3. Im Schlauch 35 werden auch elektrische Kabel 36 und 37 geführt. Das elektrische Kabel 36 kontaktiert die Elektrode 31 und ist im Betrieb mit einem Diagnosegerät verbunden. Das elektrische Kabel 37 versorgt die LED 33 mit Strom.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Folienelektrode. Die Folienelektrode umfasst die vier oben beschriebenen Schichten 4 bis 7 und ist während des Messvorgangs auf die Haut 3 aufgeklebt. Die Folienelektrode ist mit einer Lichtquelle, insbesondere einer LED 43 ausgerüstet. Beispielhaft ist Leiter 48 und Isolierung 49 dargestellt, die eine elektrische Messleitung bilden. Im Unterschied zu den in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist die Messleitung fest mit der Folienelektrode verbunden.

Auch erfindungsgemäße Klammerelektroden 51 können mit einer Lichtquelle, insbesondere einer LED 53 ausgerüstet sein. Eine solche Klammerelektrode ist in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4 zeigt auch ein elektrisches Kabel 58, das an der Klammerelektrode angeschlossen ist.

Das Einschalten der LEDs 13, 33, 43 und 53 umfasst insbesondere Blinken, das in den Figuren 1 bis 4 durch unterbrochene, von den LEDs ausgehenden Strahlen dargestellt ist. Unter dem Oberbegriff Fehler werden insbesondere ein zu hoher Übergangswiderstand zwischen einer Elektrode und der Haut, im Extremfall das Abfallen einer Elektrode und das Vertauschen von Elektroden verstanden. Unterschiedliche Fehler können durch unterschiedliche Blinkfrequenzen und/oder Blinkmuster angezeigt werden. Die Blinkfrequenz kann bei einem zu hohen Übergangswiderstand in Abhängigkeit des Übergangswiderstands gewählt werden und damit die Schwere des Fehlers dem Benutzer anzeigen.

Die Blinkfrequenzen liegen insbesondere im Bereich von 0,5 bis 10 Hz, insbesondere zwischen 1 und 2Hz, weil hier die Empfindlichkeit des menschlichen

Auges besonders groß ist. Die Blinkfrequenzen über etwa 25 Hz, wobei diese

Grenzfrequenz von den Beleuchtungsverhältnissen abhängt, werden vom menschlichen Auge nicht mehr als Blinken wahrgenommen. Blinkfrequenzen unterhalb von 0,5 Hz sind ebenfalls weniger gut geeignet, weil es zulange dauert, bis eine Helligkeitsänderung stattfindet. So wird der Ort eines Fehlers vom

Bedienungspersonal erst mit einer gewissen Verzögerung erkannt.

Die Lichtquelle kann auch mehrere LEDs enthalten, die in verschiedenen Farben leuchten. Bei dieser Ausführungsform können unterschiedliche Fehler durch unterschiedliche Farben angezeigt werden. Da die Messleitungen farbcodiert sind, kann bei Vertauschen der Messleitungen die korrekte Positionen durch die Farbe der LED angezeigt werden. Unterschiedliche Farben können mit unterschiedlichen Blinkmustern kombiniert werden.

Der Ausdruck Lichtquelle soll in dieser Anmeldung bewusst breit verstanden werden. Er soll insbesondere auch Enden von Lichtleitern umfassen. Lichtleiter haben den Nachteil, starrer als elektrische Leitungen zu sein. Vorteilhaft ist, dass sie kein Übersprechen zu benachbarten elektrischen Leitungen erzeugen. Bei der Verwendung von Lichtleitern in den Messleitungen oder Zuleitungskabeln zu den Elektroden kann eine zentrale Lichtquelle im Diagnosegerät Verwendung finden.

Wie oben erwähnt, sind neben Klemmen im Stand der Technik auch Bänder oder Geschirre zum Befestigen von Elektroden am menschlichen oder tierischen Körper bekannt. Oft sind in ein Band oder Geschirr mehrere Elektroden integriert. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann pro Band oder Geschirr eine

Lichtquelle vorgesehen sein. In einer anderen Ausführungsform kann pro Elektrode eine Lichtquelle und damit eine Vielzahl von Lichtquellen pro Band oder Geschirr vorgesehen sein. Figuren 5 bis 7 zeigen drei unterschiedliche Ausführungsformen des Aufbaus der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Messleitungen. Beispielhaft sind die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Elektroden durch einen lösbaren Kontakt 60 dargestellt, der die Haut 3 kontaktiert. Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Lichtquellen sind 5 beispielhaft durch LED 63 dargestellt.

Fig. 5 zeigt einen Leiter 62 innerhalb von Abschirmung 61. der Leiter 62 ist mit dem lösbaren Kontakt 60 elektrisch leitend verbunden. Außerhalb der Abschirmung 61 verläuft ein Leiter 64. An ihrem geräteseitigen Ende ist Abschirmung 61 mit Masse verbunden. An ihrem elektrodenseitigen Ende ist die Abschirmung 61 mit der 10 Katode der Leuchtdiode 63 verbunden. Die Anode der Leuchtdiode 63 ist mit dem Leiter 64 verbunden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Leiter 64 eine zweite äußere Abschirmung bilden, so dass die beiden Leiter 62 und 64 sowie die Abschirmung 61 ein Triax-Kabel bilden.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein erster Leiter 72 und zwei zweite Leiter 15 74 innerhalb von Abschirmung 71 verlaufen. Der erste Leiter 72 ist mit dem lösbaren Kontakt 60 elektrisch verbunden. Die beiden zweiten Leiter 74 sind mit beiden Anschlüssen der Leuchtdiode 63 verbunden, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Ohne weitere Maßnahmen bilden die Mittelpunkte der Querschnitte des ersten Leiters 72 und der beiden zweiten Leiter 74 innerhalb von Abschirmung 71 20 ein gleichschenkliges Dreieck, wenn die beiden zweiten Leiter gleichen Durchmesser aufweisen. Werden die beiden zweiten Leiter 74 symmetrisch bezüglich des Potenzials von erstem Leiter 72 angesteuert, so hebt sich ein mögliches Übersprechen auf den ersten Leiter 72 auf.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform ohne Abschirmung. Die Anode der Leuchtdiode 25 63 ist mit dem elektrodenseitigen Ende vom Leiter 82 verbunden. Die Katode der Leuchtdiode 63 ist mit dem Leiter 84 verbunden.

Katode und Anode der in den Figuren 5 bis 7 dargestellten LED 63 können auch vertauscht werden.

Fig. 8 zeigt ein Messverfahren zur Aufzeichnungen von Biopotenzialen. Nach dem

30 Start 91 wird zunächst eine Testmessung 92 durchgeführt. Die Testmessung kann insbesondere eine Impedanzmessung zur Messung der Übergangswiderstände zwischen den einzelnen Elektroden und dem Körper umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die zeitlichen Verläufe der verschiedenen angeschlossenen Elektroden über einen kurzen Zeitraum von ein paar Sekunden bis etwa eine Minute aufgezeichnet und ausgewertet werden. Ziel dieser Auswertung ist es, eine mögliche Vertauschung von Elektroden durch das Bedienungspersonal zu ermitteln.

Die Entscheidung, ob ein Fehler vorliegt, wird durch Raute 93 symbolisiert. Wird kein Fehler gefunden, so wird in Schritt 94 die Messung durchgeführt. Andernfalls wird in Schritt 95 durch Einschalten oder Blinken der entsprechenden LEDs auf die fehlerhafte Elektrode oder die fehlerhaften Elektroden hingewiesen. Dieser Zustand wird beibehalten, bis das Bedienungspersonal in Schritt 96 eine bestimmte Taste drückt und damit das Signal gibt, dass seiner Meinung nach der Fehler behoben wurde. Anschließend wird in Schritt 92 eine weitere Testmessung gestartet.

Das in Fig. 8 dargestellte Messverfahren hat den Vorteil, dass entweder gemessen oder in Schritt 95 angezeigt wird. Deshalb beeinträchtigt ein Übersprechen zwischen den Leitern 62 und 64, 72 und 74 oder 82 und 84 während des Blinkens die Messung nicht.

In einer anderen Ausführungsform können die Messwerte während der Messung laufend auf Fehler überprüft werden. Tritt ein Fehler auf, wird dieser angezeigt und die Messung unterbrochen. Tritt kein Fehler auf, kann die Messzeit insgesamt verkürzt werden, da die Zeit für die Testmessung eingespart wird.

In einer anderen Ausführungsform kann Übersprechen dadurch reduziert werden, dass der Strom durch die Leuchtdiode 63 langsam, also über 1 bis 10 ms ein- und ausgeschaltet wird. In einer weiteren Ausführungsform kann Übersprechen dadurch unschädlich gemacht werden, dass der Verstärkereingang für eine kurze Zeitspanne von beispielsweise 1ms nach dem Ein- und Ausschalten der Leuchtdiode von der Elektrode getrennt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Elektrode auf ein bestimmtes Potential gelegt werden, also beispielsweise auf das Potential einer entsprechenden Masseelektrode, von denen es mehrere geben kann. Falls bei einer Masseelektrode ein Fehler auftritt, kann diese auf Gerätemasse gelegt werden.

In letzteren Ausführungsformen kann während des Auftretens eines Fehlers weiter gemessen und die Messsignale weiter auf Fehler überprüft werden. So ist es möglich, dass ein Diagnose- oder Therapiegerät selbstständig erkennt, wenn ein Fehler behoben ist, ohne dass eine Eingabe durch das Bedienungspersonal wie in Schritt 96 erforderlich ist.

Fig. 9 zeigt den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Messgeräts 100. Beispielhaft sind drei Eingangsverstärker 105, 115 sowie 125 dargestellt. Die Eingangsverstärker stellen bei dieser Ausführungsform Bandpässe mit einer oberen und unteren Grenzfrequenz dar. Es können aber auch Gleichstromverstärker eingesetzt werden, die lediglich eine obere Grenzfrequenz aufweisen. In jedem Fall wird das Frequenzspektrum auf den interessanten Bereich unter etwa 100 Hz begrenzt. Aufgrund dieser geringen oberen Grenzfrequenz kann eine Vielzahl von Signalen der Eingangsverstärker im Zeitmultiplexverfahren mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) 131 digitalisiert werden. Ein Schalter 133 verbindet die Ausgänge der Eingangsverstärker nacheinander mit dem Eingang des ADC 131. Der ADC 131 stellt die digitalisierten Eingangsignale einem Mikroprozessor 132 zur Verfügung, der die weitere Auswertung übernimmt. Der Mikroprozessor 132 kann beispielsweise ein in Figur 8 dargestelltes Verfahren ausführen.

In Figur 9 sind beispielhaft drei verschiedene Schaltungen zur Verbindung der Elektroden 101, 111 und 121 mit dem jeweiligen Eingang des Eingangsverstärkers dargestellt. In einem richtigen Messgerät würde eine Schaltung für alle Eingänge verwendet werden.

Die Elektrode 101 kann über den Schalter 103 mit Masse verbunden werden. Die Elektrode 101 wird mit Masse verbunden, wenn die LED 102 eingeschaltet ist oder blinkt. Bei dieser Schaltung kommt man lediglich mit zwei Leitern zwischen Elektrode, LED und Eingang des Eingangsverstärkers aus.

Die Elektrode 111 kann durch Schalter 114 vom Eingang des Eingangsverstärkers getrennt werden. Der Eingang kann über Schalter 113 auf Masse gelegt werden. Die Elektrode 111 wird für eine kurze Zeitdauer von etwa 1 ms um das Ein- und Ausschalten der LED 112 vom Eingang getrennt und gleichzeitig wird der Eingang auf Masse gelegt. Auf diese Art und Weise wird Übersprechen beim Ein- und Ausschalten der LED 112 im Zeitbereich ausgeblendet und vom Eingang des Eingangsverstärkers fern gehalten.

I2 Wie im Zusammenhang mit Elektrode 121 , LED 122 und Eingangsverstärker 125 dargestellt, kann in einer Ausführungsform lediglich ein Schalter 124 zum Trennen der Elektrode 121 vom Eingang des Eingangsverstärkers 125 vorgesehen sein. Wenn zwei Leitungsdrähte für die LED 102 vorgesehen werden, kann auch der Schalter 103 ähnlich dem Schalter 113 nur für eine kurze Zeitdauer um das Ein- und Ausschalten der LED 102 herum geschlossen werden.

Die Schalter 103, 113, 114 und 124 können beispielsweise durch MOSFETs realisiert werden und werden von Mikroprozessor 132 gesteuert, was durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Auch die Leuchtdioden 102, 112 und 122 werden vom Mikroprozessor 132 gesteuert.

Die Erfindung wurde zuvor anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Deshalb wird der Schutzbereich durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente festgelegt.

Bezugszeichenliste

1 Folienelθktrode

2 elektrische Messleitung

3 Haut

5 4 Hydrogel

5 AgAgCI-Schicht

6 leitfähige Folie

7 Etikett

8 elektrisches Kabel

10 9 Krokodilklemme

12 Lasche

13 LED

31 Elektrode

32 Saugglocke

15 33 LED

34 Abstandhalter

35 Schlauch

36, 37 elektrisches Kabel

41 Folienelektrode

20 43 LED

48 Leiter

49 Isolierung

51 Klammerelektrode

53 LED

25 58 elektrisches Kabel

60 lösbarer Kontakt

61 Abschirmung

62, 64 Leiter

63 LED

30 71 Abschirmung

72, 74 Leiter

82, 84 Leiter

91 Start

92 Testmessung 93 Entscheidung

94 Messung

95 Blinken

96 Neustart

5 97 Ende

100 Messgerät

101 , 111, 121 Elektroden

102, 112, 122 LEDs

103, 113, 114, 124 Schalter

10 105, 115, 125 Eingangsverstärker

131 Analog-Digital-Wandler

132 Mikroprozessor

133 Schalter

Claims

Patentansprüche

1. Messgerät zur Erfassung von Biopotenzialen mit:

einer Vielzahl von Elektroden (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 101 , 111 , 121) zur Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der Biopotenziale;

einer Verarbeitungseinrichtung (132) zum Ermitteln eines Fehlers im Hinblick auf eine erste Elektrode (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 101 , 111 , 121 ) aus der Vielzahl von Elektroden; und

einer Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122), die sich in örtlicher Nähe zu einer ersten Elektrode (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 101 , 111 , 121) befindet;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Verarbeitungseinrichtung (132) so ausgebildet ist, dass sie die Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122) wiederholt ein- und ausschaltet, wenn ein Fehler im Hinblick auf die erste Elektrode ermittelt wird.

2. Messgerät gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (132) so ausgebildet ist, dass sie die Lichtquelle (13,

33, 43, 53, 63; 102, 112, 122) mit einer Frequenz zwischen 0,5 und 10 Hz ein- und ausschaltet.

3. Messgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät ferner ein Schaltelement (103, 113) aufweist, das die erste Elektrode (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 101 , 111) mit einem vorgegebenen

Potenzial verbindet, wenn das Schaltelement leitend geschaltet wird, wobei die Verarbeitungseinrichtung (132) so ausgebildet ist, dass sie das Schaltelement (103, 113) für eine erste vorbestimmte Zeitdauer um das Ein- oder Ausschalten der Lichtquelle herum leitend und sonst hochohmig schaltet, wobei die vorbestimmte Zeitdauer kurz gegenüber einer Sekunde ist.

4. Messgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät ferner ein zweites Schaltelement (114, 124) aufweist, das die erste Elektrode (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 111 , 121) im leitenden Zustand mit dem Eingang des Diagnosegeräts verbindet und im hochohmigen Zustand die erste Elektrode (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 111 , 121) vom Eingang des Diagnosegeräts trennt, wobei die Verarbeitungseinrichtung (132) so ausgebildet ist, dass sie das Schaltelement (103, 113) für eine vorbestimmte Zeitdauer um das Ein- oder Ausschalten der Lichtquelle herum hochohmig schaltet und sonst leitend schaltet, wobei die zweite vorbestimmte Zeitdauer kurz gegenüber einer

Sekunde ist.

5. Messgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Verarbeitungseinrichtung (132) so ausgebildet ist, dass sie die Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der an mehreren Elektroden gemessenen Potenziale unterbricht, sobald sie einen Fehler im Hinblick auf die erste

Elektrode ermittelt; und dass sie

die Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der an mehreren Elektroden gemessenen Potenziale auf eine Benutzerinteraktion (96) hin wieder aufnimmt.

6. Messverfahren zur Erfassung von Biopotenzialen mit:

Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der an einer Vielzahl von Elektroden gemessenen Potenziale;

Ermitteln eines Fehlers im Hinblick auf eine erste Elektrode (1, 31, 41 , 51, 60; 101, 111, 121); aus der Vielzahl von Elektroden; und

Einschalten (95) einer Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122), die sich in örtlicher Nähe zu der ersten Elektrode (1 , 31 , 41, 51, 60) befindet, im

Hinblick auf die ein Fehler ermittelt wurde;

gekennzeichnet durch:

Wiederholtes Ein- und Ausschalten der Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122), die sich in örtlicher Nähe zu der ersten Elektrode (1 , 31 , 41 , 51 , 60; 101, 111 , 121) befindet.

7. Messverfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 102, 112, 122) mit einer Frequenz zwischen 0,5 und 10 Hz blinkt.

8. Messverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode für eine erste vorbestimmte Zeitdauer um das Einschalten der Lichtquellen herum mit einem vorgegebenen Potenzial verbunden wird, wobei die vorbestimmte Zeitdauer kurz gegenüber

5 einer Sekunde ist.

9. Messverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode für eine zweite vorbestimmte Zeitdauer um das Einschalten der Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 101 , 111 , 121) herum vom Eingang eines Diagnosegeräts getrennt wird.

10 10. Messverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch:

Unterbrechen der Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der an mehreren Elektroden gemessenen Potenziale, sobald eine Lichtquelle (13, 33, 43, 53, 63; 101, 111, 121) eingeschaltet wird; und

Aufnehmen der Erfassung (92) des zeitlichen Verlaufes der an mehreren 15 Elektroden gemessenen Potenziale auf eine Benutzerinteraktion (96) hin.

11. Messleitung mit einem elektrischen Verbinder (9) zum Anschließen einer Elektrode zum Abgreifen eines elektrischen Potenzials am Körper (3) eines Lebewesens, wobei die Messleitung in der Nähe des elektrischen Verbinders (9) eine Lichtquelle (13, 63) aufweist, die in eingeschaltetem Zustand

20 sichtbares Licht erzeugt, wobei die Messleitung zwei elektrische Leiter (82, 84) aufweist, die beide mit der Lichtquelle (13, 63) verbunden sind, um die Lichtquelle (13, 63) mit elektrischer Energie zu versorgen,

dadurch gekennzeichnet, dass

einer der beiden Leiter (82) mit dem elektrischen Verbinder (9) elektrisch 25 leitend verbunden ist.

12. Messleitung mit einem elektrischen Verbinder (9) zum Anschließen einer Elektrode zum Abgreifen eines elektrischen Potenzials am Körper (3) eines Lebewesens, wobei die Messleitung in der Nähe des elektrischen Verbinders (9) eine Lichtquelle (13, 63) aufweist wobei die Messleitung einen ersten Leiter (72), zwei zweite Leiter (74) sowie eine Abschirmung (71) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter (72) und die zwei zweiten Leiter (74) innerhalb der Abschirmung (71) verlaufen, wobei der erste Leiter (72) elektrisch mit dem Verbinder (9) verbunden ist und wobei die zwei zweiten 5 Leiter (74) mit der Lichtquelle (13, 63) verbunden sind, um die Lichtquelle (13,

63) mit elektrischer Energie zu versorgen.

13. Messleitung mit einem elektrischen Verbinder zum Anschließen einer Elektrode zum Abgreifen eines elektrischen Potenzials am Körper (3) eines Lebewesens, wobei die Messleitung in der Nähe des elektrischen Verbinders 1 o (9) eine Lichtquelle (13, 63, 102, 112, 122) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

der elektrische Verbinder eine Krokodilklemme (9) zum Kontaktieren einer Folienelektrode (1) ist, wobei die Lichtquelle in die Krokodilklemme (9) eingebaut ist.

15 14. Messleitung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Lichtquelle um eine LED handelt.

15. Messleitung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle in den elektrischen Verbinder (9) integriert ist.

16. Elektrode zum Abgreifen eines elektrischen Potenzials am Körper eines 20 Lebewesens, wobei die Elektrode eine Lichtquelle (33, 43, 53, 63) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Elektrode mit einer Messleitung mechanisch verbunden ist, wobei die Messleitung einen ersten Leiter (62), einen zweiten Leiter (64) und eine Abschirmung (61) aufweist, wobei der erste Leiter (62) innerhalb der 5 Abschirmung (61) verläuft und elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, wobei der zweite Leiter (64) außerhalb der Abschirmung (61) verläuft, wobei die Abschirmung (61) und der zweite Leiter (64) mit der Lichtquelle (33, 43, 53, 63) verbunden sind, um die Lichtquelle (33, 43, 53, 63) mit elektrischer Energie zu versorgen.

17. Elektrode zum Abgreifen eines elektrischen Potenzials am Körper eines Lebewesens, wobei die Elektrode eine Lichtquelle (33, 43, 53, 63) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Elektrode mit einer Messleitung mechanisch verbunden ist, wobei die Messleitung zwei elektrische Leiter (82, 84) aufweist, die beide mit der

Lichtquelle (33, 43, 53, 63) verbunden sind, um die Lichtquelle (33, 43, 53, 63) mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei einer der beiden Leiter (82) mit der Elektrode elektrisch leitend verbunden ist.

18. Elektrode gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Lichtquelle um eine Leuchtdiode handelt.