JPS622950A - 電気刺激可撓性電極とその製造方法 - Google Patents

電気刺激可撓性電極とその製造方法

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JPS622950A
JPS622950A JP61139093A JP13909386A JPS622950A JP S622950 A JPS622950 A JP S622950A JP 61139093 A JP61139093 A JP 61139093A JP 13909386 A JP13909386 A JP 13909386A JP S622950 A JPS622950 A JP S622950A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明Ｆｉ電極に関し、特に神経もしくは筋肉または
その両者を経皮電気刺激する可撓性電極（以下電気刺激
可撓性電極または単に電極という）およびその製造方法
に関する。
従来の技術 電気医療機器が間断なく開発され、これに伴って多種の
電極が必要になってきている。
この柚の電極の多（は、設計目的としては患者の皮Ｉ＃
面と、装置に接続された電気リードとの間に良好な電気
４１ｇ号伝達を与えるものであるが、各電極はそれが使
用される装置の種類に応じて特定の要件が昧せられる。
例えば、心電岨（ＥＫＧ　）とか脳波記録装置Ｗ（ＫＥ
Ｇ　）といった機器はそもそもモニタ形の装置であり、
患者の皮膚との接触面または接触領筋肉に刺激を４える
ための比較的大きな皮膚面接触が要求される。
神経経皮性電気刺激は９例えば手術後の痛みとか慢性的
痛みを抑制するのに有用であり、筋肉経皮性電気刺激は
、例えは筋肉組織の維持、増進に有用である。そして、
神経および筋肉の刺激に適する電極は、皮膚と電極の境
界に亘って一様な電気的結合を与えることが望ましい。
上述のように、神経または筋肉の刺激に適す電極は、比
較的大きくて、約２５．４　ｍの数倍（数インチ）もし
くはそれ以上の寸法を有する。
神経、筋肉刺激は筋肉の収縮を生じるから、刺激に伴っ
て皮膚が相当目動（。
さらに電極のサイズが大きいので、皮膚からの発汗で電
極がゆるんだり、こわれたりし勝ちである。また当然の
ことながら、電極が大きくなればなるほど、電極の中心
領域で発生した汗は大気中へ蒸発または放出されるのに
より長い蒸発経路または距離を通らなければならない。
従来の電極は医療用接着テープなどで患者の皮膚へ固着
されていたが、治療中の患者の皮膚からの発汗や皮膚の
移動のため、皮膚から浮き上がる傾向があることが知ら
れている。
神経、筋肉刺激に好適な電極は、該電極の全面に亘って
分布する電気信号を与えなければならないから、自然導
電性であることが必要である。
従来の電極はに索を含浸したゴムとかビニールばかりで
なく、金属箔といったような導を性部材を多数使用して
いた。
しかしながら、上述のように有用な電極は可撓性であっ
て電極下の患者皮膚の相対的移動に適応するものでなけ
ればならない。
スポーツによる負傷などで必要とされるように、神経、
筋肉例叡電極は長期に且つて使用されるから％該１ｉｉ
ｆ極は皮膚によくなじむと共に皮膚と一緒に撓む必要が
ある。
電極の撓みが不充分だと患者の皮膚が過度に刺激された
り、電極と皮膚との間の不均一な接触に起因する電気的
温点が生じたりし１発疹が現われるか一１Ｐけと感を生
じる。
やけど感覚は、神経、筋肉刺激の電気信号印加後数分以
内で患者が感じるが、発疹状態は通常もつと時間が経っ
てから現われる。
そして従来の電極を神経、筋肉刺激に使用すると受診者
の２５％〜３５％が皮膚発疹を起こすことが判明した。
神経、筋肉刺激治療に用いる電極の伸張性に関しては、
さらに次のような間組がある。すなわち治療中の皮膚の
動きに適応するためにｔま、電極Ｆｉ撓んだり伸びたり
できなければならないが、一方電極の伸張により電極の
電導性が阻げられたり損なわれたりしてはならない。
電極の全接触領域に亘り一様な電流密度を与えるため、
従来の電極においても可撓性をもたせる試みがなされて
いた。代表的には金属メツシュまたは金属踊を利用して
電極に接触性を持たせ、かつｗ極と患者のＩｌｌ″−と
の間に導電性ゲルを用いて両者間の動きに適応している
。
しかしながら、比較的固い電極と皮膚との間の相対移動
がゲルによって吸収されるため、この相対的移動によっ
てゲルが電極の４％部下方位置から動いてしまい、皮膚
への電極の使用寿命を制限する。
さらに皮膚と電極との間のこのような相対移動により、
被刺減神経、筋肉に対する電極位置が保てなくなる。
もちろん電極の正確な位置決めは治療法を熟知した鹸僚
医などが行なう。電極配置が不正確であったり、目標位
置から電極がずれると、治療効果が著しく損なわｉする
。
発明が解決しようと１−る間也点 したがって、電気刺激装置に用いる可撓性電極が必要と
され、この可撓性電極は患者の皮膚によく接着し、皮膚
からの取除しが容易であり、患者の皮膚と一緒に動き得
て被刺激神経組織や筋肉組織に対して常時適切な配置が
とれ、かつ皮膚を刺激したり治療中の患者に不快感を与
えたりすることなく、長期間常に皮膚と電気的接続を行
なうことができるものでなければならない、この発明の
電極はこのような要求を満たすものである。
問題点を解決するための手段 この発明の神経、筋肉経皮性電気刺激可撓性電極は、導
電性繊維の編物地を含む導電性布地を備え、この導電性
布地は、伸張方向における原寸法に対して少なくともそ
の約２０チ分伸張可能なように編上げられている。
導電性布地の一方の側に可撓導電性接着剤鳩が設けられ
て、神経、筋肉経皮性電気刺激可撓性電極を患者の皮膚
へ接着すると共に両者間に電気的導通接触を与える。
電気刺激装置との接続は電気リード線によりｌ　３− てなされ、この電気リード線は、！＃、電性繊維に接続
されて、電気刺激装置との接続を行なうようになってい
る。
導電性布地の他方の側には非専１ム、性シートが設けら
れて、該導電性布地に対する不要な電気的接触を阻止１
゛る。
導電性布地ははちの巣状べら針編物地からなり、この編
物地は導電性布地の第１原寸法に対してその約１００％
分伸張可能であると共に、４を性布地の第２原寸法に対
してその約２０チ分伸張可能である。
この編物地を用いることによって、布地の電導性を低下
させることなり、電極の充分な伸張が可能となる。この
ような構成の神経、筋肉経皮性電気刺激ｉｊＪ’撓性電
極性電極直交方向のうちの一方向でより多く伸張するが
、使用時、神経、筋肉刺激の結果電極下の皮膚が動くの
は主に一方向においてであって、該一方向は電極の主伸
張方向と一致している。
導電性布地の電導性は、ステンレス鋼とポリエステルの
混合繊維からなる導電性繊維を用いて得ることができ、
この場合混合繊維の約２０重量係がステンレス鋼で約８
０ｉｉ址チがポリエステルである。
非導電性シートは適当な伸張性プラスチック層でよく、
感圧接着剤によって導電性布地に取付けられる。
非導電性シートと感圧接着剤層とは、導電性布地に対し
て電気リード線を保持し１両者間に電気接触を与える機
能も有する。この電気接触はステンレス鋼より線のよう
なより線リードを用いて良好に達成することができ、こ
の場合。
より線の一端をほぐすことによって、電気リードと導電
性布地との間に大きな接触領域を形成できる。
実施例 以下実施例によりこの発明の詳細な説明゛する。
第１図、第２図にこの発明に係る神経、筋肉経皮性電気
刺激町撓性箪極１０を斜視図で示す。
後に詳細に説明するが、第１図に示す電極１０は患者の
手足２０または図示しない人体の部分に配置した状態で
矢印１４．１６の２方向に可撓である。第３図は電極Ｉ
Ｏの構成を一層明瞭に示している。すなわち、電極１０
は伸張自在な導電性布地２２と、この導電性布地２２の
一方の側２８に設けられ、電極ｌＯ′ｆ、患者の皮膚（
第３図に図示してない）へ接着する可撓導電性接着剤層
２４と、後述のように導電性布地２２に接続されて、コ
ネクタ３４などを介して電気刺激装置（図示せず）に接
続するとき、導電性布地２２へ電気信号を供給する電気
リードＭ３０とを備えている。
さらに、感圧接着剤Ｊ＠３Ｂによって尋ｖＬ性布地２２
の他方の側３６に設けられた可撓プラスチックからなる
議打層３２のような非導電性シートは、装置が疲労した
際に生じるような好ましくない電気的接触、すなわち導
電性布地２２との電気的接触を防止１〜る手段となって
いる。
なお９診察医が規定する患者人体部へ優先的に電気信号
全厚えるためには、導電性布地２２を外部物体や患者の
皮１＝の他の領域から隔離する必要がある。
第４図に示すような編物地、好ましくは約６ｍｍ（ｌ／
４インチ）のはちの巣状べら針編物地で布地を形成する
と、この布地は第５図の矢印４０が示す伸張方向におけ
る布地の第１原寸法に対して、その約１００％分伸張で
きると共に、第６図の矢印４２が示す第２伸張方向にお
ける布地の第２原寸法に対してその約２０−分伸張でき
、その際布地の電導性が失なわれないことが判明した。
このような性質の編物地としては、ｆｌｉｔばカリフォ
ルニア州書７ナノ１イムヒルズのノ（ラゴン・ウェスト
・編物製造所のような編物メーカの市販品がある。
布地Ｏ電導性は個々の導電性繊維４６により与えられる
。西独のパツケルト製の導電性繊維４６は、約１．３　
ｓ　Ｋｐ／ｒｌ　（１平方ヤードにつ番約２５ポンド）
の密度ではちの巣状にべら針編みされる場合、２０優の
３１６ステンレス銅と８０チのポリエステルからなる混
合繊維であり、これを用いると神経、筋肉刺激電極に特
に適した２方向伸張自在な導電性布地が得られることが
判明した。
この布地の２方向伸張自在性をこの発明の電極へ適用す
れば、患者人体部や手足の形状に応じた外形を取りつる
電極が得られる。
この発明では刺激電極が比較的大きいので、このことは
特に重要である。つまり、′＃Ｌ極ｌＯの寸法は例えば
５０．８ｍＸ７６．２關（２インチ×３インチ）の範囲
にあるので、電極１０と患者の皮膚との間で一様な接触
を得るには、電極を伸張させて皮膚へ係着させなげれば
ならない。
電気信号が患者人体内の筋肉や神経を活性化し、その結
果皮膚が持続的に移動すなわち収縮するのに伴って、電
極１０そして当然のことながら導電性布地２０が絶えず
移動や伸張を繰返しても、これらの電極とか布地が劣化
しないことが特に１要である。導を性布地は弛い騙物地
であるから、伸張してもその中の導電性繊維はいかほど
の劣化も受けず、電極の電導性が失なわれることはない
。
患者の皮１１２０への電気信号伝達を効果的にするため
、たとえはコロラド州書ゾールダのヴアリイ研究所がポ
リヘーシゾの名称で製造している導［性接着剤２４を電
極１０に使用−「る。
この接着剤ｔｉｔ電極製造に広く利用され、可撓性の利
点を有するから導電性布地と一緒に動いても患者の皮膚
との接触を断ったり、そこを伝達する電気信号をしゃ断
することがない。
次に電極ｌＯの製法を説明する。まず、液状の導電性接
着剤２４を布地２２の一方の側２８上へ注ぐと、布地２
２０間隙ａｏｔｄＭＮ剤２４で充填される。
その後、接着剤は硬化し”Ｃグル状材となる。
このゲル状材は患者の皮膚へよく接着し、しかも脱毛な
どの不便を伴なわずに皮膚から取去ることができる。こ
の接着剤は市販のものであるが皮膚によくなじみ、皮膚
を刺激しない。
導電性接着剤２４として用いるポリへ一シブは本来可撓
性であるから、繊維４６が定める間隙５０間で導電性布
地と一緒に伸張する。
第２図、第３図において、非導電性プラスチックＩ−か
らなる裏打層３２が導電性布地２２の他方の似３６に接
着され、投打Ｊ−３２と感圧接着剤層３８との両者によ
って、リード線３０の導［性布地に対する物理的、電気
的接触状態を保っている。両者間の接触をよ（するため
に。
ステンレス鋼より線などからなる導電性リード線３０の
一端部をほぐしてほぐれ部５４を形成して僅かばかり拡
げる。
製造時、導電性布地２２の長さの１／３程度の距離をお
いて、導電性リード線を布地２２上に配Ｗする。次に、
接着剤３８が貼着された裏打層３２をほぐれ部５４上に
固定配置してから圧力を加え接着する。
このように簡単な方法でリード線３０を導電性布地２２
へ接触させることによって、導電性繊維と電極が伸張す
る際、リード線３０と布地２２との間である程度の移動
が可能となる。
なお、伸張は主に方向４０に沿ってなされ、この方向の
伸張によってほぐれた素線５８が相互に分離して拡がる
ので、はぐれ端部５４と導電性布地２２との間の相対移
動せは少ない。
導電性接着剤Ｎ２４の乾燥（ｉ−防ぐため、使用前、使
用後の電極保管時には着脱可能な裏張り６０を施こす。
この＾張りとしては、導電性接着剤層２４をこわすこと
なく該層から剥離できる適当なプラスチックまたはシリ
コン被覆紙を用いることができる。
以上、この発明の好ましい実施例を用いてこの発明に係
る神経、筋肉経皮性電気刺激可撓性電極について述べて
きたが、この発明はこれに限定されるものではない。し
たがって、特許請求の範囲内において、当業者が想到し
うるよ５な修正、変更または均等構成が採用されるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の神経、筋肉経皮性電気刺激可撓性電
極を患者の皮膚上に配置した状態を示す図、第２図は刺
激電極の非導電性シートの一部（ｉｌ−はがして電極内
の電気リード線を示すこの発明の実施例の斜視図、第３
図は同上の縦断正面図、第４図は同上の布地の拡大図で
あってはちの巣状べら針編物地を示す図、第５図は横手
方向に伸張されたこの発明に使用する導電性布地を示す
図、第６図は長手方向に伸張されたこの発明に使用する
導電性布地金示す図である。 １０・・・神経、筋肉経皮性電気刺激可撓性電極２２・
・・導電性布地　　２４・・・接着剤層２８・・・導電
性布地の一方の側３２・・・非導電性シート３６・・・
導電性布地の他方の側　４６・・・導電性稙維５０・・
・間　陣 特許出願人　ジエンス　アクセルガード外１名 、　）　ｔ、；”七 −匈旭、乙。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、多数の導電性繊維と、電気リード線と、接着剤層と
    を有する電気刺激可撓性電極において、導電性繊維（４
    ６）が編上げられて、間隙（５０）が介在する編合わせ
    導電性繊維のアレイを有する導電性布地（２２）に形成
    され、この導電性布地（２２）は伸張方向における導電
    性織地層（２２）の原寸法に対して少なくともその２０
    ％分伸張でき、接着剤層が可撓導電性固体接着剤層（２
    ４）からなり、この接着剤層（２４）は導電性布地（２
    ２）の一方の側（２８）で間隙（５０）内に配置されて
    、電気刺激可撓性電極を患者の皮膚へ接着させると共に
    、該電極と皮膚との間を電気的に接触させ、さらに導電
    性布地（２２）の他方の側（３６）に設けられて、該導
    電性布地（２２）に対する不要な電気的接触を阻止する
    非導電性シート手段 （３２）を有していることを特徴とする電気刺激可撓性
    電極。 ２、特許請求の範囲第１項において、導電性布地（２２
    ）ははちの巣状のべら針織物地からなり、接着剤層（２
    ４）は導電性布地（２２）の一方の側に沿つて間隙内で
    伸張するのに充分な可撓性を有し、これにより接着剤層
    （２４）と導電性繊維との間で分離を生じることなく、
    伸張方向における導電性布地の原寸法に対して少なくと
    もその２０％分該導電性布地が伸張されることを特徴と
    する電気刺激可撓性電極。 ３、特許請求の範囲第２項において、導電性繊維（４６
    ）はステンレス鋼とポリエステルの混合繊維であること
    を特徴とする電気刺激可撓性電極。 ４、特許請求の範囲第３項において、導電性繊維は約２
    ０重量％のステンレス鋼と、約８０重量％のポリエステ
    ルとからなることを特徴とする電気刺激可撓性電極。 ５、特許請求の範囲第２項において、非導電性シートを
    導電性布地へ保持させると共に、電気リード線（３０）
    を該導電性布地（２２）へ接触させる感圧接着剤層（３
    ８）を設けたことを特徴とする電気刺激可撓性電極。 ６、特許請求の範囲第５項において、導電性布地（２２
    ）に接触する電気リード線部分（５４）が個々の素線（
    ５８）にほぐされ、該導電性布地（２２）の伸張により
    、個々のほぐれ素線（５８）が分離して導電性布地と一
    緒に動くことを特徴とする電気刺激可撓性電極。 ７、特許請求の範囲第１項において、導電性布地（２２
    ）は６ｍｍのはちの巣状べら針編物地であり、伸張方向
    における導電性布地の原寸法に対して少なくともその１
    ００％分伸張可能であると共に、第２伸張方向における
    導電性布地の第２原寸法に対してその２０％分伸張可能
    であり、該導電性布地（２２）の面内で導電性布地の第
    ２原寸法が、導電性布地の第１原寸法と直交しているこ
    とを特徴とする電気刺激可撓性電極。 ８、特許請求の範囲第１項において、接着剤層（２４）
    がゲル材からなることを特徴とする電気刺激可撓性電極
    。 ９、導電性繊維を編上げて、間隙が介在する編合せ導電
    性繊維のアレイを有する導電性布地を、伸張方向におけ
    る該導電性布地の原寸法に対して少なくともその約２０
    ％分伸張可能なように形成する編上げ工程と、導電性布
    地の一方の側で間隙内に可撓導電性接着剤層を設ける工
    程と、導電性布地へ電気リード線を接続する工程と、導
    電性布地の反対の側に、非導電性シートを設ける工程と
    を備えた方法によつて作られたことを特徴とする電気刺
    激可撓性電極。 １０、導電性繊維を編上げて、間隙が介在する編合せ導
    電性繊維のアレイを有する導電性布地を、伸張方向にお
    ける該導電性布地の原寸法に対して少なくともその約２
    ０％分伸張可能なように形成する編上工程と、導電性布
    地の一方の側で間隙内にゲル化可能な導電性液体接着剤
    を注入する工程と、ゲル化可能な導電性液体接着剤をゲ
    ル状の導電性接着剤層に形成する工程と、導電性布地へ
    電気リード線を接続する工程と、導電性布地の反対の側
    に非導電性シートを設ける工程とを備えた方法によつて
    作られたことを特徴とする電気刺激可撓性電極。 １１、ステンレス鋼とポリエステルの混合繊維を６ｍｍ
    のくもの巣状べら針編みを用いて編上げて、間隙が介在
    する編合せ導電性繊維のアレイを有する導電性布地を、
    伸張方向における該導電性布地の第１原寸法に対して少
    なくともその約１００％分伸張可能であると共に、該導
    電性布地の面内で導電性布地の第１原寸法と直交する第
    ２伸張方向における導電性布地の第２原寸法に対してそ
    の約２０％分伸張可能なように形成する編上工程と、導
    電性布地の一方の側で、間隙内に硬化性の導電性液体接
    着剤を注入する工程と、硬化性の導電性液体接着剤をゲ
    ル状の導電性接着剤層に硬化する工程と、導電性布地の
    反対の側に電気リード線を接続する工程と、導電性布地
    の反対の側に非導電性シートを設ける工程とを備えた方
    法によつて作られたことを特徴とする電気刺激可撓性電
    極。 １２、導電性繊維を編上げて、間隙が介在する編合せ導
    電性繊維のアレイを有する導電性布地を、伸張方向にお
    ける該導電性布地の原寸法に対して少なくともその約２
    ０％分伸張可能なように形成する編上工程と、導電性布
    地の一方の側で間隙内に可撓導電性接着剤層を設ける工
    程と、導電性布地へ電気リード線を接続する工程と、導
    電性布地の反対の側に、非導電性シートを設ける工程と
    を備えていることを特徴とする電気刺激可撓性電極の製
    造方法。 １３、導電性繊維を編上げて、間隙が介在する編合せ導
    電性繊維のアレイを有する導電性布地を、伸張方向にお
    ける該導電性布地の原寸法に対して少なくともその約２
    ０％分伸張可能なように形成する編上工程と、導電性布
    地の一方の側で間隙内にゲル化可能な導電性液体接着剤
    を注入する工程と、ゲル化可能な導電性液体接着剤をゲ
    ル状の導電性接着剤層に形成する工程と、導電性布地へ
    電気リード線を接続する工程と、導電性布地の反対の側
    へ非導電性シートを設ける工程とを備えていることを特
    徴とする電気刺激可撓性電極の製造方法。 １４、ステンレス鋼とポリエステルの混合繊維を約６ｍ
    ｍ（１／４インチ）のくもの巣状べら針編みを用いて編
    上げて、間隙が介在する編合せ導電性繊維のアレイを有
    する導電性布地を、第１伸張方向における該導電性布地
    の第１原寸法に対して少なくとも約１００％分伸張可能
    であると共に、該導電性布地の面内で導電性布地の第１
    原寸法と直交する第２伸張方向における導電性布地の第
    ２原寸法に対して、その約２０％分伸張可能なように形
    成する編上工程と、導電性布地の一方の側で間隙内に硬
    化性の導電性液体接着剤を注入する工程と、硬化性の導
    電性液体接着剤をゲル状の導電性接着剤層に硬化する工
    程と、導電性布地の反対の側に電気リード線を接続する
    工程と、導電性布地の反対の側に非導電性シートを設け
    る工程とを備えていることを特徴とする電気刺激可撓性
    電極の製造方法。
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