DD206070B1 - Elektrodenanordnung zur messung bioelektrischer signale von biologischen objekten - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung, die vorzugsweise zur Messung bioelektrischer Signale von biologischen Objekten, z. B. zur fortlaufenden, langdauernden und störungsarmen Ableitung der Herzschlagfrequenz von der Hautoberfläche des menschlichen Brustkorbes, bestimmt ist.

In Verbindung mit der Übertragung (Biotelemetrie) der bioelektrischen Signale (Herzschlagfrequenz) und nachgeordneten Anzeige-, Registrier- und Speichergeräten ist die Elektrodenanordnung besonders für sport- und arbeitsmedizinische Langzeituntersuchungen sich bewegender biologischer Objekte geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Ableitung der Herzschlagfrequenz bzw. des Elektrokardiogrammes von biologischen Meßobjekten erfolgt mittels Elektroden und einem Koppelmedium. Die Elektroden werden an bestimmten Körperflächen fixiert. Entsprechend den Anwendungsbedingungen sind die Elektroden unterschiedlich gestaltet.

Für Langzeituntersuchungen sind folgende Überwachungselektroden bekannt: Einstichelektroden, injizierbare Wendelelektroden, Vielpunktelektroden, fetale Überwachungselektroden, Spray- und Napfelektroden.

Einstichelektroden sind speziell für die Anwendung im klinischen Bereich, z.B. intraoperative Untersuchungen, geeignet. Ihre Applikation erfolgt durch direkten Einstich in die Haut. Die ebenfalls für klinische und funktionsdiagnostische Untersuchungen geeignete einmalverwendungsfähige injizierbare Wendelelektrode wird über eine Injektionskanüle mit Hilfe eines Mandrins unter die Haut gebracht. Die Vielpunkt- oder Multipoint-Elektrode besitzt metallische Spitzen, die die obere Epithelschicht der Haut durchdringen. Diese Elektrode hat wegen verschiedener Nachteile als Überwachungselektrode keine praktische Bedeutung erlangt. Die fetale Überwachungselektrode ist ausschließlich für die intranatale Überwachung geeignet. Hierbei werden die Biosignale des Feten durch Applikation durch die Muttermundöffnung der Schwangeren erhalten.

Für die langdauernde Überwachung der Herzschlagfrequenz oder des Elektrokardiogramms sich bewegender Menschen, insbesondere bei arbeits- und sportmedizinischen Untersuchungen sind praktisch nur die Spray- und Napfelektroden geeignet.

Bei der Sprayelektrode wird auf die vorher präparierte Haut eine leitfähige Emulsion aufgesprüht und gleichzeitig das Ableitkabel mit eingeführt. Die Elektrode ist für die einmalige Verwendung geeignet.

Napfelektroden, auch als Monitroden (monitoring electrode) im Handel, besitzen einen napf- oder schalenförmigen Plastmantel.

Letzterer nimmt den notwendigen Elektrolyten für den Kontakt der meist aus Silber-Silberchlorid bestehenden Elektrode mit der Haut auf. Es gibt sowohl Napfelektroden für den einmaligen als auch mehrmaligen Gebrauch. Die Befestigung an der Körperoberfläche erfolgt mit Klebematerialien.

Außer diesen Überwachungselektroden gibt es weitere Elektrodenarten, die insbesondere für diagnostische Zwecke Verwendung finden: Saug-, Notfall-, Flach- und Brustwandelektroden. Bei den auf die Haut aufzulegenden Flach- und Brustwandelektroden wird als Koppelmedium meist physiologische Kochsalzlösung verwendet, mit der ein über die Elektrode gezogener Leinenstoff getränkt ist. Die Elektroden werden mit Hilfe eines besonders gestalteten Gummibandes auf der Körperoberfläche befestigt.

Die Anbringung erfolgt derart, daß die Elektroden entweder durch ein darüber gelegtes Gummiband oder noch zusätzlich durch einen an der Elektrode angebrachten Halteknopf mit Dorn, der durch die im Gummiband vorgesehenen Löcher gesteckt wird, auf dem ausgewählten Hautareal gehalten wird. Diese Befestigungsart auf dem Brustkorb ist für relativ kurzzeitige Ableitungen von Personen im Zustand der Ruhe oder bei relativer Bewegungsarmut zweckmäßig.

Zusammengefaßt weisen die bekannten Elektroden zur Ermittlung bioelektrischer Signale von biologischen Meßobjekten folgende Nachteile auf:

1. Die Elektroden besitzen eine unzureichende mechanische Stabilität bei den verschiedensten Untersuchungsprozessen.

2. Es kommt häufig zur Bildung galvanischer Elemente zwischen Koppelmedium und Elektrodenmaterial, wodurch Fehlergebnisse zu verzeichnen sind.

3. Gegenüber bestimmten Elektrodenpasten und Klebemitteln treten häufig Hautunverträglichkeitserscheinungen auf.

4. Häufige Kontrollen, unzumutbare Bedingungen für die zu untersuchenden Personen sowie die komplizierte und aufwendige Anwendbarkeit der bekannten Elektroden.

5. Form, Gestaltung und Applikation der Elektroden verursachen bei Langzeituntersuchungen unangenehme Empfindungen bei der zu untersuchenden Person und Behinderungen seiner Tätigkeit.

Des weiteren ist in der DE-Offenlegungsschrift 2124704 eine Elektrodenanordnung für biomedizinische Zwecke veröffentlicht, mittels der EEG, Ekg und EMG abgeleitet werden können. Diese Elektrodenanordnung besteht aus einem aufblasbaren oder mit Druckflüssigkeit füllbaren Elektrodenträger, der mit Elektroden bestückt ist. Die Nachteile dieser Elektrodenanordnung bestehen darin, daß die verwendeten Elektroden zu klein, nicht verstellbar und zu hervorstehend sind. Dadurch werden bei beweglichen biologischen Objekten starke Behinderungen und Belästigungen hervorgerufen.

Diese genannten Mängel beeinträchtigen die Qualität der Untersuchungsergebnisse und die Effektivität von Langzeituntersuchungen.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Elektrodenanordnung für sich bewegende biologische Objekte zu schaffen, mittels der Langzeituntersuchungen nach schneller und unkomplizierter Applikation belästigungs- und behinderungsarm sowie störungsfrei durchführbar sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

— Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung für Langzeituntersuchungen insbesondere an sich bewegenden biologischen Objekten zu schaffen, an der die Elektroden großflächig, leicht verstellbar und flach ausgebildet sind.

— Erfindungsgemäß besteht die Elektrodenanordnung aus einem Elektrodenträger mit einem Verstellmechanismus und einem Verschluß, leicht verschiebbaren flachen und großflächigen Elektroden aus Chrom-Nickel-Stahl, wobei die Auflagefläche je Elektrode etwa 900mm² und die Dicke etwa 1 mm beträgt und sie mit Haltebügel, Haltering, Ableitkabel und einem an den Innenseiten der Elektroden befestigten Baumwollstoff versehen ist. Der Baumwollstoff speichert das Koppelmedium zwischen Haut und Elektrode. Als Koppelmedium dient physiologische Kochsalzlösung oder Leitungswasser, mit dem der Baumwollstoff vor Applikation der Elektrodenanordnung an dem zu untersuchenden biologischen Objekt getränkt wird. Nach der Verdunstung dieses Koppelmediums wirkt der vorhandene Körperschweiß in dieser Funktion. Die von den Flachelektroden ausgehenden Ableitkabei werden durch einen Isolierschlauch so gebündelt, daß sie an der hinteren Halsseite der zu untersuchenden Person fixiert werden. Damit werden Verschiebungen der Elektrodenanordnung und störende Schlaufenbildungen der Ableitkabel vermieden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Elektrodenanordnung an einer zu untersuchenden Person (Vorder- und Rückenseite) Fig. 2: Einzelheiten der Flachelektroden

Die Elektrodenanordnung besteht aus einem Elektrodenträger 1 mit einem Verstellmechanismus 2 und Verschluß 3, auf dem die Flachelektroden 4 leicht verschiebbar angebracht sind.

Auf den bevorzugt in quadratischer Form hergestellten Flachelektroden 4 befinden sich aufgeschweißte Haltebügel 5 aus Messingblech. Der Haltebügel 5 dient zum Aufschieben der Flachelektrode 4 auf den Elektrodenträger 1 sowie zu deren Befestigung.

Das Ableitkabel 7 wird durch einen an der Flachelektrode 4 angelöteten Haltering 6 fixiert. Dadurch werden Kabelbrüche an der Lötstelle des Ableitkabels 7/Flachelektrode 4 verhindert. Die Ecken der Flachelektroden sind mit Bohrungen versehen, die zur Befestigung des Baumwollstoffes 8 dienen.

Die Elektrodenanordnung wird etwa unterhalb der Brustwarzen, bei Frauen unter der Brust, um den Thorax gelegt und verschlossen. Durch entsprechende Positionierung der Flachelektroden 4 auf der Hautoberfläche des Brustkorbes, wobei eine in der Lotrechten der Mitte des rechten Schlüsselbeines, eine zweite in der Lotrechten der Mitte des linken Schlüsselbeines und eine dritte (Nullelektrode) in der Verlängerung des inneren Randes des linken Schulterblattes zu liegen kommen können, werden die bioelektrischen Signale (Herzschlagfrequenz) mit ausreichender Qualität gewonnen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

DE-OS 21247044A61 b/5/04)

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   Elektrodenanordnung zur Ableitung bioelektrischer Signale von biologischen Objekten,insbesondere zur Messung der Herzschlagfrequenz für sport- und arbeitsmedizinische Langzeituntersuchungen der Leistungsfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß flache Elektroden aus Chrom-Nickel-Stahl mit einer Auflagefläche je Elektrode von etwa 900 mm² und einer Dicke von etwa 1 mm mit einem Haltering (6) für ein Ableitkabel (7) und mit einem Haltebügel (5) auf einem Elektrodenträger (1) verschiebbar angeordnet sind.