DE69619040T2

DE69619040T2 - Elektrode zur Abnahme eines elektrischen biologischen Signals, insbesondere eines Elektrokardiogramms

Info

Publication number: DE69619040T2
Application number: DE69619040T
Authority: DE
Inventors: Arrigo Castelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: DE69619040D1; JPH09103414A; ITTO950645A1; IT1280883B1; US5928141A; EP0761165A1; EP0761165B1; ITTO950645A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode zum Erfassen eines elektrischen biologischen Signals, insbesondere eines elektrokardiographischen Signals.
Allgemein bekannte Geräte zum Erfassen elektrokardiographischer Signale weisen mindestens zwei äußere Elektroden auf, die an Bereichen des menschlichen Körpers (z. B. eine auf dem linken und eine auf dem rechten Arm) angebracht werden, um elektrisch biologische, durch die Herztätigkeit erzeugte Signale des Körpers zu ermitteln.
Die Elektroden sind im wesentlichen flach ausgebildet, und sind normalerweise durch Gurte oder Klebemittel auf der Elektrode am Körper angebracht; und um den elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode und dem Körper zu verbessern, wird zwischen diesen beiden normalerweise eine dünne Schicht stromleitendes Gel aufgetragen. Die Schicht des stromleitenden Gels, die nicht gleichmäßig über der Elektrode aufgetragen ist und daher in der Dicke variiert, sorgt jedoch für keine optimale Entfernung zwischen der Elektrode und dem Körper. Insbesondere auf bestimmten Abschnitten der Elektrode kann die Dicke des Gels derart sein, daß ein Übergangswiderstand vorliegt, der nicht zu den charakteristischen Merkmalen des das elektrokardiographische Signal erfassenden Geräts paßt.
Ferner versagen die bereits aufgeführten Befestigungsmittel der Elektroden beim Bilden einer festen Verbindung der den elektrischen Kontakt herstellenden Teile und erlauben Relativbewegungen, die Störungen in dem elektrischen Signal in einem solchen Ausmaß bewirken, daß das Ergebnis des Elektrokardiogramms beeinträchtigt wird. Die Druckschrift FR-A-2581855 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrode zum Erfassen eines elektrischen biologischen Signals, insbesondere eines elektrokardiographischen Signals auszugestalten, die ausgebildet ist, die bereits genannten Nachteile zu überwinden, die typischerweise mit den bekannten Elektroden verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Elektrode zum Erfassen eines elektrisch-biologischen Signals, insbesondere eines elektrokardiographischen Signals vorgesehen, wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist.
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Wege eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Geräts zum Erfassen eines elektrisch-biologischen Signals, insbesondere eines elektrokardiographischen Signals zeigt, das Elektroden in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 2 einen Querschnitt einer Elektrode in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ziffer 1 in Fig. 1 zeigt ein Taschengerät zum Erfassen eines elektrokardiographischen Signals, und umfaßt ein im wesentlichen quaderförmiges Außengehäuse 2, und eine bekannte elektronische Verarbeitungsschaltung 3 (schematisch dargestellt), die innerhalb des Gehäuses 2 untergebracht ist. Detaillierter betrachtet weist das Gehäuse 2 eine eben ausgebildete, eckige Wand 4 auf, die mit einer Anzeige 5 und zwei Eingangssignal-Erfassungselektroden 7, 8 versehen ist.
Die Schaltung 3 wird mit einem elektrokardiographischen Signal gespeist und verarbeitet das elektrokardiographische elektrische Signal, und liefert selbst verschiedene, auf der Anzeige 5 dargestellte Informationen, die von der Herztätigkeit (z. B. der Anzahl der Schläge pro Minute, des elektrokardiographischen Kurvenzuges, usw.) abhängig sind.
Die Elektroden 7, 8 stehen über jeweilige elektrische Leitungen 9, 10 in Verbindung mit der Schaltung und die Schaltung 3 ist mit der Anzeige 5 über eine elektrische Leitung (Bus) 11 verbunden.
Die Wand 4 weist zwei zylindrische Sacklöcher 12, 13 auf, wobei jedes eine jeweilige Elektrode 7, 8 enthält; und jede Elektrode 7, 8 gemäß der vorliegenden Erfindung (Fig. 2) umfaßt eine kreisförmige leitfähige Scheibe 15, 16, die innerhalb der Ausnehmung 12, 13 untergebracht ist, und ein steifes Netz 18, 19, das auf die Scheibe 15, 16 gelegt ist.
Jede leitfähige Scheibe 15, 16 umfaßt eine erste kreisförmige Fläche 15a, 16a, die den Boden des zylindrischen Sacklochs 12, 13 berührt, und eine zweite Fläche 15b, 16b, an der das Netz 18, 19 angebracht ist; und das Netz 18, 19 ist kreisförmig ausgebildet, weist eine konstante Dicke D auf, ist aus synthetischem, isolierendem Material, z. B. Nylon, hergestellt und ist fest, z. B. mittels Klebstoff, an der leitfähigen Scheibe 15, 16 angebracht, die aus metallischem Material, insbesondere aus mit Chloriden behandeltem Silber, hergestellt ist.
Der Boden eines jeden zylindrischen Sacklochs 12, 13 weist ein Durchgangsloch 23, 24 auf, das durch die von der ersten Fläche 15a, 16a zu der elektronischen Schaltung 3 verlaufenden elektrischen Leitung 9, 10 durchsetzt ist.
Im tatsächlichen Gebrauch wird eine geringe Menge des leitfähigen Fluids 30, insbesondere gechlortes Wasser, auf das Netz 18, 19 gegossen und breitet sich gleichmäßig über das gesamte Netz 18, 19 aus, um eine Fluidschicht mit konstanter Dicke D zu bilden, die durch das Netz 18, 19 gehalten wird und auf der leitfähigen Scheibe 15, 16 plaziert ist.
Der Benutzer (nicht gezeigt) des Geräts 1 legt dann zwei Körperteile 21, 22 auf die jeweiligen Elektroden 7, 8. Genauer betrachtet hält der Benutzer (nicht dargestellt) das Außengehäuse 2, legt den rechten und linken Daumen 21, 22 auf die jeweiligen Elektroden 7, 8 und drückt mit dem Handballen auf die Netze 18, 19.
Die Schicht des leitfähigen Fluids 30 bildet somit einen Stromübergang zwischen den Abschnitten 21, 22 und den jeweiligen leitfähigen Scheiben 15, 16, um die Abschnitte 21, 22 mit den elektrischen Leitungen 9, 10 zu verbinden und, um das biologische Signal des Körpers zu der Schaltung 3 zu übertragen. Da das Netz 18, 19 keineswegs durch den von dem Benutzer aufgebrachten Druck deformiert wird, bleibt die Dicke D der Schicht des leitfähigen Fluids konstant.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der vorherigen Beschreibung klar sein. Insbesondere bildet die Elektrode 7, 8 eine ohmsche Verbindung eines Leiters (Scheibe 15, 16) mit einem Abschnitt des Körpers (Abschnitt 21, 22) über ein leitfähiges Mittel (leitfähiges Fluid), das die gleiche Funktion wie das bei bekannten Elektroden verwendete Gel erfüllt, das aber eine konstante Dicke unabhängig von der Position des Körperabschnitts auf der Elektrode erzeugt.
Ferner weist das Netz 18, 19 eine Dicke D auf, die dem optimalen Abstand zwischen dem Körperabschnitt und dem Leiter entspricht; und, sogar im Falle einer Bewegung des Körperabschnitts in Relation zu der Elektrode bleibt die Dicke des leitfähigen Mittels konstant, so daß keine Störungen in dem erfaßten elektrischen Signal erzeugt werden.
Es ist klar, daß Änderungen an der Elektrode, wie sie hierin beschrieben und veranschaulicht wurde, durchgeführt werden können, ohne jedoch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann anstelle von chloriertem Wasser irgendeine andere flüssige Lösung mit ähnlichen leitfähigen Eigenschaften verwendet werden, um den bereits beschriebenen ohmschen Kontakt zu erreichen.

Claims

1. Elektrode (7, 8) zum Erfassen eines elektrisch-biologischen Signals, insbesondere eines elektrokardiographischen Signals, umfassend:

- im wesentlichen flache, leitfähige Mittel (15, 16);

gekennzeichnet durch

- im wesentlichen flache, netzartige Mittel (18, 19), die auf die leitfähigen Mittel (15, 16) gelegt sind und eine im wesentlichen konstante Dicke (D) aufweisen;

wobei die netzartigen Mittel (18, 19) ein leitfähiges Fluid (30) aufnehmen, das sich gleichmäßig durch die netzartigen Mittel (18, 19) ausbreitet, um eine auf die leitfähigen Mittel (15, 16) aufgebrachte Schicht des leitfähigen Fluids (30) zu bilden, das durch die netzartigen Mittel (18, 19) gehalten ist, und die eine im wesentlichen konstante Dicke (D) aufweist; wobei die netzartigen Mittel (18, 19) gegen den von dem Benutzer aufgebrachten Druck verformungsbeständig sind.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Mittel (15, 16) mindestens einen flachen Leiter aufweisen; wobei die netzartigen Mittel (18, 19) derart angeordnet sind, daß sie eine erste Fläche (15b, 16b) des flachen Leiters berühren.

3. Elektrode nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Anschlußmittel (9, 10) zum Verbinden der leitfähigen Mittel (15, 16) mit der Verarbeitungseinheit (3); wobei die Anschlußmittel (9, 10) mit einer zweiten Fläche (15a, 16a) des flachen Leiters in Verbindung stehen.

4. Elektrode nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die netzartigen Mittel (18, 19) mittels Klebstoff an der ersten Fläche des flachen Leiters (15, 16) befestigt sind.

5. Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die netzartigen Mittel (18, 19) aus isolierendem Material gebildet sind.

6. Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Mittel (15, 16) mindestens einen metallischen Abschnitt aufweisen, der aus mit Chloriden behandeltem Silber gebildet ist.