DE9316259U1 - Biomedical electrode - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine biomedizinische Elektrode bestehend aus einer klebenden und leitenden Polymerschicht, die zur Auflage auf der Haut vorgesehen ist, und einer die Polymerschicht hautfern abdeckenden Abdeckschicht, an der ein durch die Abdeckschicht hindurchragendes, einen Kontakt mit der Polymerschicht herstellendes elektrisches Anschlußelement befestigt ist.The invention relates to a biomedical electrode consisting of an adhesive and conductive polymer layer, which is intended to be placed on the skin, and a covering layer covering the polymer layer away from the skin, to which an electrical connection element is attached, which protrudes through the covering layer and establishes contact with the polymer layer.
Derartige biomedizinische Elektroden dienen in erster Linie zur Übertragung elektrischer Signale von der Haut eines Säugetieres, insbesondere von der menschlichen Haut, zu einem elektromedizinischen Gerät, ggf. auch zur Übertragung elektrischer Ströme auf die Haut.Such biomedical electrodes are primarily used to transmit electrical signals from the skin of a mammal, in particular from human skin, to an electromedical device, and possibly also to transmit electrical currents to the skin.
Es ist bekannt, derartige Elektroden mit einer trockenen klebenden und elektrisch leitfähigen Schicht auf die Haut aufzusetzen. In einem sehr einfachen Aufbau wird die Elektrode durch eine Stütz- bzw. Tragefolie vervollständigt, an der ein Druckknopfelement befestigt ist, das zur Abnahme der elektrischen Signale dient und durch die Stütz- oder Tragfolie hindurchragt und so einen elektrischen Kontakt mit der leitenden und klebenden Schicht herstellt. Derartige Elektroden sind beispielsweise durch EP 0 029 297 Bl oder US 4 554 924 bekannt .It is known to place such electrodes on the skin with a dry adhesive and electrically conductive layer. In a very simple structure, the electrode is completed by a support or carrier film to which a snap fastener element is attached, which serves to pick up the electrical signals and protrudes through the support or carrier film, thus establishing electrical contact with the conductive and adhesive layer. Such electrodes are known, for example, from EP 0 029 297 Bl or US 4 554 924.
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Für die Herstellung der klebenden und leitenden Schicht sind verschiedenste polymere Materialien vorgeschlagen worden. Basis der Materialien können dabei natürlich vorkommende Polysaccharide oder geeignete synthetische Polymerisate sein, die möglichst restlos auspolyraerxsieren sollten.A wide variety of polymer materials have been proposed for the production of the adhesive and conductive layer. The materials can be based on naturally occurring polysaccharides or suitable synthetic polymers, which should polymerize as completely as possible.
Für die sichere Haftung derartiger Elektroden auf der Haut ist eine gewisse Mindestgröße erforderlich. Die Herstellung an sich wünschenswerter kleiner Elektroden ist daher nicht möglich. Ferner hat es sich gezeigt, daß die Klebwirkung der einigermaßen hautverträglichen leitenden und klebenden Schichten nicht so gut ist, daß Artefakte sicher vermieden werden können.A certain minimum size is required for such electrodes to adhere securely to the skin. It is therefore not possible to produce small electrodes, which are desirable in themselves. Furthermore, it has been shown that the adhesive effect of the conductive and adhesive layers, which are somewhat skin-compatible, is not so good that artifacts can be safely avoided.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und im Gebrauch zuverlässigen Aufbau einer biomedizinischen Elektrode der eingangs erwähnten Art anzugeben. The present invention is therefore based on the object of specifying a simple and reliable construction of a biomedical electrode of the type mentioned at the beginning.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polymerschicht in einer Kavität, haftend an der Abdeckschicht, dadurch eingebracht ist, daß in die Kavität flüssiges, unpolymerisiertes Material eingegossen worden ist, das anschließend auspolymerisiert ist, und daß die Kavität parallel zur Hautfläche der Polymerschicht allseitig so begrenzt ist, daß eine plane Fortsetzung der Hautfläche der Polymerschicht mit einer nichtleitenden klebenden Schicht gegeben ist.This object is achieved according to the invention in that the polymer layer is introduced into a cavity, adhering to the cover layer, by pouring liquid, unpolymerized material into the cavity, which is then polymerized, and that the cavity is delimited on all sides parallel to the skin surface of the polymer layer in such a way that a flat continuation of the skin surface of the polymer layer is provided with a non-conductive adhesive layer.
Der erfindungsgemäße Elektrodenaufbau sieht somit eine Kavität vor, in die die klebende und leitende Polymerschicht eingebracht ist. Die zur Auflage auf der Haut vorgesehene Hautfläche der Polymerschicht setzt sich plan allseitig mit einer nichtleitenden klebenden Schicht fort.The electrode structure according to the invention thus provides a cavity into which the adhesive and conductive polymer layer is introduced. The skin surface of the polymer layer intended to be placed on the skin continues flat on all sides with a non-conductive adhesive layer.
Demzufolge bildet die erfindungsgemäße biomedizinische Elektrode eine plane Klebefläche, die innen durch die Hautfläche der klebenden und leitenden Polymerschicht und unmittelbar daran anschließend durch eine nichtleitende klebende SchichtAccordingly, the biomedical electrode according to the invention forms a flat adhesive surface which is internally separated by the skin surface of the adhesive and conductive polymer layer and immediately adjacent to it by a non-conductive adhesive layer
gebildet ist. Vor dem Aufsetzen der biomedizinischen Elektrode auf die Haut ist die so wenigstens zweiteilig aufgebaute Klebschicht zweckmäßigerweise durch eine Schutzfolie abgedeckt, die vor dem Aufsetzen auf die Haut abziehbar ist.is formed. Before the biomedical electrode is placed on the skin, the adhesive layer, which is thus constructed in at least two parts, is expediently covered by a protective film which can be removed before it is placed on the skin.
Der erfindungsgemäße Aufbau der biomedizinischen Elektrode bietet den Vorteil, daß eine sichere, artefaktfreie Haftung der Elektrode auf der Haut mittels eines nichtleitenden hautfreundlichen Klebstoffes gewährleistet ist, so daß zahlreiche geeignete Kleber zur Verfügung stehen. Die klebende Eigenschaft der vorzugsweise als Hydrogel ausgebildeten klebenden und leitenden Polymerschicht trägt zur sicheren Haftung der Elektrode auf der Haut und zur Vermeidung von Relativbewegungen zwischen Haut und Hautschicht der Elektrode bei, ist jedoch nur in untergeordneter Bedeutung für das Haften der Elektrode auf der Haut verantwortlich.The inventive design of the biomedical electrode offers the advantage that a secure, artifact-free adhesion of the electrode to the skin is ensured by means of a non-conductive, skin-friendly adhesive, so that numerous suitable adhesives are available. The adhesive property of the adhesive and conductive polymer layer, preferably designed as a hydrogel, contributes to the secure adhesion of the electrode to the skin and to the prevention of relative movements between the skin and the skin layer of the electrode, but is only of minor importance for the adhesion of the electrode to the skin.
Besondere Vorteile werden dadurch erreicht, daß die Polymerschicht durch Eingießen des flüssigen unpolymerisierten Materials in die Kavität gebildet ist, so daß das Auspolymerisieren der Polymerschicht in der Kavität selbst erfolgt. Dabei ist es besonders zweckmäßig, ein durch UV-Strahlen polymerisierendes Material zu verwenden, da dadurch der Polymerisationsvorgang gut steuerbar ist. Während der Herstellung der klebenden und leitenden Polymerschicht wird zweckmäßigerweise die Kavität nach dem Einfüllen des flüssigen, unpolymerisierten Materials durch eine geeignete Folie verschlossen, die für die UV-Strahlen durchlässig ist.Particular advantages are achieved by the polymer layer being formed by pouring the liquid, unpolymerized material into the cavity, so that the polymerization of the polymer layer takes place in the cavity itself. It is particularly expedient to use a material that polymerizes using UV rays, as this makes the polymerization process easy to control. During the production of the adhesive and conductive polymer layer, the cavity is expediently sealed with a suitable film that is permeable to UV rays after the liquid, unpolymerized material has been poured in.
In einer ersten, sehr einfach herzustellenden Ausführungsform der Erfindung ist die Kavität parallel zur Hautfläche allseitig durch eine flexible Schaumstoffschicht begrenzt, deren hautseitige Fläche mit einem Kleber beschichtet ist.In a first embodiment of the invention, which is very easy to manufacture, the cavity is bordered on all sides parallel to the skin surface by a flexible foam layer, the surface of which facing the skin is coated with an adhesive.
Die Kavität ist dabei durch Ausstanzen aus der Schaumstoffschicht hergestellt. Die Schaumstoffschicht ist dabei zumindest überwiegend geschlossenzellig ausgebildet.The cavity is made by punching out the foam layer. The foam layer is at least predominantly closed-cell.
Die Abdeckschicht ist vorzugsweise vollflächig mit Klebstoff beschichtet, der die Abdeckschicht sowohl mit der Polymerschicht als auch mit. der Schaumstoffschicht verbindet.The cover layer is preferably fully coated with adhesive that bonds the cover layer to both the polymer layer and the foam layer.
Es ist aus Stabilitätsgründen vorteilhaft, wenn die Abdeckschicht die Polymerschicht um mindestens 4 mm allseitig überragt. Dieses Maß ist aber auch ausreichend, so daß mit dem erfindungsgemäßen Aufbau sehr kleine Elektroden stabil und mit zuverlässiger Funktionsweise herstellbar sind. Geeignete Größen für die Kavität sind 10 bis 16 mm Durchmesser für eine kreisrund ausgebildete Kavität, so daß bereits mit Außenabmessungen von 23 bis 30 mm unproblematisch stabile Elektroden herstellbar sind.For reasons of stability, it is advantageous if the cover layer extends beyond the polymer layer by at least 4 mm on all sides. However, this dimension is also sufficient so that very small electrodes can be produced with stability and with reliable functionality using the structure according to the invention. Suitable sizes for the cavity are 10 to 16 mm in diameter for a circular cavity, so that stable electrodes can be produced without any problems even with external dimensions of 23 to 30 mm.
Für die Schaumstoffschicht kann zweckmäßigerweise eine Materialstärke zwischen 0,7 5 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,6 mm, gewählt werden.For the foam layer, a material thickness of between 0.75 and 2.5 mm, preferably between 1.0 and 1.6 mm, can be selected.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckschicht mit einem thermoplastischen Material und die Kavität durch eine trogförmige Verformung des thermoplastischen Materials gebildet. Hierdurch wird der Aufbau der Elektrode noch wesentlich vereinfacht, da die Abdeckschicht selbst die plane Fortsetzung der Hautfläche der in die Kavität eingebrachten Polymerschicht bilden kann, wenn sie hautseitig mit einem geeigneten hautfreundlichen Haftkleber beschichtet ist.In another embodiment of the invention, the cover layer is formed with a thermoplastic material and the cavity is formed by a trough-shaped deformation of the thermoplastic material. This significantly simplifies the structure of the electrode, since the cover layer itself can form the flat continuation of the skin surface of the polymer layer introduced into the cavity if it is coated on the skin side with a suitable skin-friendly pressure-sensitive adhesive.
Die Abdeckschicht kann durch eine Polymerfolie gebildet sein, die vorzugsweise aus Polyethylen oder Polyurethan besteht. Die Stärke der Folie kann zwischen 50 und 800 &mgr;&idiagr;&eegr; liegen. Eine bevorzugte Stärke für PE-Folien liegt in der Größenordnung von 150 &mgr;&idiagr;&eegr; und für PU-Folien in der Größenordnung von 200 &mgr;&idiagr;&eegr;.The cover layer can be formed by a polymer film, which preferably consists of polyethylene or polyurethane. The thickness of the film can be between 50 and 800 μηι. A preferred thickness for PE films is in the order of 150 μηι and for PU films in the order of 200 μηι.
Die Ausbildung der Kavität mit einer Folie erlaubt eine neuartige und vorteilhafte Ausbildung von Körperelektroden in - mit Ausnahme des elektrischen Anschlusses - vollständig transparenter Ausbildung. Sowohl die Polymer-Abdeckfolie alsThe formation of the cavity with a film allows a new and advantageous formation of body electrodes in - with the exception of the electrical connection - completely transparent. Both the polymer cover film and
auch die Polymerschicht in der Kavität können nämlich vollständig transparent ausgebildet werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die von der Elektrode abgedeckte Hautfläche, beispielsweise bei Langzeit-EKGs, während der Funktion beobachtet werden kann, so daß etwaige hypersensible Reaktionen der Haut sofort feststellbar sind und Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.The polymer layer in the cavity can also be made completely transparent. This has the advantage that the skin area covered by the electrode, for example during long-term ECGs, can be observed during operation, so that any hypersensitive reactions of the skin can be identified immediately and countermeasures can be taken.
Die Verformung des thermoplastischen Abdeckmaterials zur Ausbildung der Kavität erfolgt vorzugsweise thermisch, beispielsweise durch Tiefziehen. Für die Beibehaltung einer maßhaltigen Abdeckfolie kann es zweckmäßig sein, wenn die Polymerfolie rotationssymmetrisch eingeformte, um die Kavität umlaufende Rillen aufweist, die vorzugsweise kreisförmig ausgebildet sind. Dadurch wird die Form- und Maßstabilität der zur Ausbildung der Kavität verformten Folie erheblich verbessert.The deformation of the thermoplastic covering material to form the cavity is preferably carried out thermally, for example by deep drawing. To maintain a dimensionally stable covering film, it can be expedient if the polymer film has rotationally symmetrical grooves that run around the cavity and are preferably circular. This significantly improves the shape and dimensional stability of the film deformed to form the cavity.
Die einfache Ausbildung der Kavität durch eine Verformung einer thermoplastischen Abdeckfolie kann bei empfindlichen Patienten den Nachteil mit sich bringen, daß die Haut aufgrund der reduzierten SauerstoffVersorgung reagiert. Diesem Nachteil kann ggf. dadurch abgeholfen werden, daß die thermoplastische Folie mit feinen Löchern versehen wird, durch die Sauerstoff an die Haut gelangen kann.The simple formation of the cavity by deforming a thermoplastic cover film can have the disadvantage in sensitive patients that the skin reacts due to the reduced oxygen supply. This disadvantage can be remedied by providing the thermoplastic film with fine holes through which oxygen can reach the skin.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Atmungsaktivität der Elektrode dadurch verbessert werden, daß die Abdeckschicht im Bereich der Kavität aus einem thermoplastischen Kunststoffeinsatz besteht, an den sich seitlich eine Gewebe- oder Vliesschicht anschließt. Der Einsatz kann dabei beispielsweise aus Polypropylen bestehen und thermisch zur Kavität verformt sein. Die Gewebe- oder Vliesschicht kann den Einsatz ringförmig umgeben und mit diesem, vorzugsweise an der hautfernen Seite des Kunststoffeinsatzes, überlappend verklebt sein. In diesem Fall besteht die hautseitige plane Fläche der Elektrode im Zentrum aus der Hautfläche der leitenden und klebenden Polymerschicht, daran anschließend ringförmig aus einerIn an alternative embodiment, the breathability of the electrode can be improved by the covering layer in the area of the cavity consisting of a thermoplastic insert, to which a fabric or fleece layer is attached on the side. The insert can be made of polypropylene, for example, and can be thermally deformed to form the cavity. The fabric or fleece layer can surround the insert in a ring shape and be glued to it in an overlapping manner, preferably on the side of the plastic insert furthest from the skin. In this case, the skin-side flat surface of the electrode consists in the center of the skin surface of the conductive and adhesive polymer layer, followed by a ring-shaped
Flanschfläche des geformten Kunststoffeinsatzes und daran wiederum anschließend aus der ringförmigen Gewebe- oder Vliesschicht. Der größte Teil der die Haut abdeckenden Fläche der Elektrode wird dabei durch die außenliegende Gewebe- oder Vliesschicht gebildet, die gut sauerstoffdurchlässig ausgebildet sein kann.Flange surface of the molded plastic insert and then the ring-shaped fabric or fleece layer. The largest part of the surface of the electrode that covers the skin is made up of the outer fabric or fleece layer, which can be designed to be highly permeable to oxygen.
In jedem Fall ist es zweckmäßig, wenn die Abdeckschicht auf ihrer hautzugewandten Seite gleichmäßig und vollständig mit dem Haftklebstoff beschichtet ist.In any case, it is advisable for the cover layer to be evenly and completely coated with the pressure-sensitive adhesive on its skin-facing side.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using the embodiments shown in the drawing. They show:
Figur 1 - einen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen biomedizinischen ElektrodeFigure 1 - a vertical section through a first embodiment of a biomedical electrode according to the invention
Figur 2 - eine Explosionsdarstellung der Teile der Elektrode gemäß Figur 1Figure 2 - an exploded view of the parts of the electrode according to Figure 1
Figur 3 - einen vertikalen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen biomedizinischen Elektrode
15Figure 3 - a vertical section through a second embodiment of the biomedical electrode according to the invention
15
Figur 4 - eine Explosionsdarstellung der Teile der Elektrode gemäß Figur 3Figure 4 - an exploded view of the parts of the electrode according to Figure 3
Figur 5 - einen vertikalen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen ElektrodeFigure 5 - a vertical section through a third embodiment of the electrode according to the invention
Figur 6 - eine Explosionsdarstellung der Teile der Elektrode gemäß Figur 5.Figure 6 - an exploded view of the parts of the electrode according to Figure 5.
Gemäß dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektrode besteht diese aus einer Abdeckschicht 1 mit einer zentralen Öffnung 2, in der ein elektrischer Druckknopfanschluß 3 befestigt ist. Der elektrische Druckknopfanschluß 3 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Außenteil 4 und einem Innenteil 5, das durch die Öffnung 2 in das Außenteil 4 ragt und nach Art einer Nietverbindung durch Stauchen formschlüssig mit dem äußeren Teil 4 durch die Abdeckschicht 1 hindurch verbindbar ist. Das innere Teil 5 des elektrischen Anschlusses 3 ist hautseitig von der Abdeckfolie 1 tellerartig mit einer konvex gewölbten Unterseite ausgebildet. Diese steht in einem Kontakt mit einerAccording to the first embodiment of the electrode according to the invention shown in Figures 1 and 2, it consists of a cover layer 1 with a central opening 2 in which an electrical push-button connection 3 is fastened. The electrical push-button connection 3 is formed in two parts and consists of an outer part 4 and an inner part 5, which protrudes through the opening 2 into the outer part 4 and can be connected in a form-fitting manner to the outer part 4 through the cover layer 1 by compression in the manner of a rivet connection. The inner part 5 of the electrical connection 3 is formed on the skin side of the cover film 1 in a plate-like manner with a convexly curved underside. This is in contact with a
kreisrund ausgebildeten klebenden und leitenden Polymerschicht 6, die sich in einer Kavität 7 befindet, die durch Ausstanzen eines kreisförmigen Teils aus einer Schaumstoffschicht 8 hergestellt ist. Die Schaumstoffschicht 8 ist im wesentlichen oval ausgebildet und ragt in Längsrichtung beidseitig über die Abdeckschicht 1 hinaus. Auf einer Seite weist die Schaumstoffschicht 8 einen zungenartigen Ansatz 9 auf. Die zur Haut zeigende Seite 10 der Schaumstoffschicht 8 ist mit einem hautfreundlichen Haftkleber beschichtet. Die so beschichtete Seite 10 der Schaumstoffschicht 8 fluchtet mit der Hautseite 11 der klebenden und leitenden Polymerschicht 6, so daß die Seiten und 11 eine einheitliche, der Haut zugewandte Klebeseite bilden, die vor Gebrauch durch eine Schutzfolie 12 abgedeckt ist. Um das Abziehen der Schutzfolie 12 zu erleichtern, befindet sich zwischen der Schutzfolie 12 und der Schaumstoffschicht 8 im Bereich des zungenförmigen Ansatzes 9 ein Zwischenstück 13 in Form des zungenförmigen Ansatzes 9, so daß die Folie unterhalb des Zwischenstücks 13 nichtklebend an diesem anliegt und eine Grifflasche bildet, an der die Schutzfolie 12 leicht ergreifbar und abziehbar ist.circular adhesive and conductive polymer layer 6, which is located in a cavity 7, which is made by punching out a circular part from a foam layer 8. The foam layer 8 is essentially oval and protrudes longitudinally on both sides beyond the cover layer 1. On one side, the foam layer 8 has a tongue-like projection 9. The side 10 of the foam layer 8 facing the skin is coated with a skin-friendly adhesive. The side 10 of the foam layer 8 coated in this way is flush with the skin side 11 of the adhesive and conductive polymer layer 6, so that the sides 11 and 11 form a uniform adhesive side facing the skin, which is covered by a protective film 12 before use. In order to make it easier to remove the protective film 12, an intermediate piece 13 in the form of the tongue-shaped attachment 9 is located between the protective film 12 and the foam layer 8 in the area of the tongue-shaped attachment 9, so that the film below the intermediate piece 13 rests against it in a non-adhesive manner and forms a grip tab by which the protective film 12 can be easily grasped and removed.
Die plane Ausbildung der Klebefläche der Elektrode, die sich aus den Flächen 10 und 11 zusammensetzt, wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß die klebende und leitende Polymerschicht 6 in flüssiger Form in die durch die Schaumstoffschicht 8 und die Abdeckschicht 1 begrenzte Kavität 7 eingefüllt wird und erst dort in situ zum Auspolymerisieren gebracht wird, wobei sich die Verwendung eines UV-polymerisierbaren Materials empfiehlt.The flat design of the adhesive surface of the electrode, which is composed of the surfaces 10 and 11, is preferably achieved by filling the adhesive and conductive polymer layer 6 in liquid form into the cavity 7 delimited by the foam layer 8 and the cover layer 1 and only then allowing it to polymerize in situ, whereby the use of a UV-polymerizable material is recommended.
In der in Figur 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kavität 7' für die leitende und klebende Polymerschicht 6 durch eine topfförmige Verformung der durch eine Polymerfolie gebildeten Abdeckschicht 1' hergestellt. Die Unterseite 10' der Polymerfolie ly setzt die Hautseite 11 der klebenden und leitenden Polymerschicht 6 nach außen hin fort. Die Polymerfolie 1' ist mit drei konzen-In the second embodiment of the invention shown in Figures 3 and 4, a cavity 7' for the conductive and adhesive polymer layer 6 is produced by a pot-shaped deformation of the cover layer 1 ' formed by a polymer film. The underside 10' of the polymer film 1 y continues the skin side 11 of the adhesive and conductive polymer layer 6 outwards. The polymer film 1' is provided with three concentrated
trischen Rillen 14 versehen, die bei der thermischen Verformung der Polymerfolie 1' zur Kavität 7' ausgebildet werden und während dieser Verformung dafür sorgen, daß die Polymerfolie 1' nicht durch die Verformung - eventuell auch ungleichmäßig in den äußeren Abmessungen beeinträchtigt wird.tric grooves 14, which are formed during the thermal deformation of the polymer film 1' to form the cavity 7' and during this deformation ensure that the polymer film 1' is not affected by the deformation - possibly also unevenly in its external dimensions.
Da die Polymerfolie 1' in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet ist, gilt dies auch für die Schutzfolie 12'. Zur Ausbildung einer Grifflasche ist das Zwischenstück 13' an die Außenkontur der kreisförmigen Schutzfolie 12' bzw. der kreisförmigen Polymerfolie 1' angepaßt.Since the polymer film 1' is circular in the embodiment shown, this also applies to the protective film 12'. To form a grip tab, the intermediate piece 13' is adapted to the outer contour of the circular protective film 12' or the circular polymer film 1'.
Im übrigen sind alle gleichen Teile wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 mit gleichen Bezugsziffern versehen.Otherwise, all the same parts as in the embodiment according to Figures 1 and 2 are provided with the same reference numbers.
Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Elektrode bietet den besonderen Vorteil, daß sie sich - bis auf den Druckknopfanschluß 3 völlig transparent herstellen läßt, da sowohl die Polymerfolie 1' als auch die klebende und leitende Polymerschicht 6 transparent herstellbar und verwendbar sind.The electrode shown in Figures 3 and 4 offers the particular advantage that it can be manufactured completely transparent - except for the push-button connection 3, since both the polymer film 1' and the adhesive and conductive polymer layer 6 can be manufactured and used transparently.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Auch hier sind gleiche Teile wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt sich dadurch, daß die Abdeckschicht 1'' nicht durchgehend aus einer thermoplastischen Polymerfolie 1' gebildet ist, sondern aus einem zentralen Kunststoffeinsatz 15 und einer diesen Kunststoffeinsatz 15 ringförmig umgebenden Gewebe- oder Vliesschicht 16 besteht.A third embodiment of the invention is shown in Figures 5 and 6. Here too, the same parts as in the previous embodiments are provided with the same reference numbers. The difference to the second embodiment arises from the fact that the cover layer 1'' is not consistently made of a thermoplastic polymer film 1', but consists of a central plastic insert 15 and a fabric or fleece layer 16 surrounding this plastic insert 15 in a ring shape.
Der vorzugsweise aus Polypropylen bestehende Kunststoffeinsatz 15 ist thermisch trogförmig verformt und bildet die Kavität &Iacgr;' aus. Der Kunststoffeinsatz 15 ist an seinem äußeren Rand mit einem ringförmigen Flansch 17 abgeschlossen, dessen Unterseite 18 mit der Unterseite 11 der klebenden und leitenden Polymer-The plastic insert 15, which preferably consists of polypropylene, is thermally deformed into a trough shape and forms the cavity ' . The plastic insert 15 is closed at its outer edge with an annular flange 17, the underside 18 of which is connected to the underside 11 of the adhesive and conductive polymer
Schicht 6 fluchtet und mit einem hautfreundlichen Haftkleber versehen ist. Mit der Unterseite 18 wiederum fluchtet die Unterseite 19 der Gewebe- oder Vliesschicht 16, so daß die plane Klebefläche der Elektrode von innen nach außen durch die Unterseite 11 der Polymerschicht 6, die Unterseite 18 des Flansches 17 des Kunststoffeinsatzes 15 und die Unterseite 19 der Gewebe- oder Vliesschicht 16 gebildet ist.Layer 6 is aligned and is provided with a skin-friendly adhesive. The underside 19 of the fabric or fleece layer 16 is in turn aligned with the underside 18, so that the flat adhesive surface of the electrode is formed from the inside outwards by the underside 11 of the polymer layer 6, the underside 18 of the flange 17 of the plastic insert 15 and the underside 19 of the fabric or fleece layer 16.
Die Gewebe- oder Vliesschicht 16 ist ringförmig so ausgestanzt, daß ihr Innenrand auf der Oberseite des Flansches 17 des Kunststoffeinsatzes 15 überlappend aufliegt und dort durch Klebung mit dem Kunststoffeinsatz 15 verbunden ist.The fabric or fleece layer 16 is punched out in a ring shape so that its inner edge overlaps the top of the flange 17 of the plastic insert 15 and is connected there by adhesive to the plastic insert 15.
Die Gewebe- oder Vliesschicht 16 kann gut sauerstoffdurchlässig sein, so daß die durch die Elektrode abgedeckte Haut großflächig gut mit Sauerstoff versorgt wird, da die Gewebeoder Vliesschicht 16 den überwiegenden Flächenanteil der Elektrode ausmacht.The fabric or fleece layer 16 can be highly permeable to oxygen, so that the skin covered by the electrode is well supplied with oxygen over a large area, since the fabric or fleece layer 16 makes up the majority of the surface area of the electrode.
Die jeweilige klebende und leitende Polymerschicht 6 wird für alle Ausführungsbeispiele zweckmäßigerweise durch Eingießen in flüssiger Form in die Kavitäten &Iacgr;, 7' hergestellt. Hierzu ist zumindest die hautferne Begrenzungswand der Kavitat, die durch die Abdeckschicht 1, 1', 1'' gebildet ist, mit einem hypoallergenen Haftklebstoff auf Acrylharzbasis beschichtet, so daß sich eine stabile Verbindung zu den Wänden der Kavitäten 7, 1' ergibt.The respective adhesive and conductive polymer layer 6 is expediently produced for all embodiments by pouring it in liquid form into the cavities 7 , 7'. For this purpose, at least the boundary wall of the cavity remote from the skin, which is formed by the cover layer 1, 1', 1'' , is coated with a hypoallergenic pressure-sensitive adhesive based on acrylic resin, so that a stable connection to the walls of the cavities 7, 1' is produced.
Die vorher unter Lichtabschluß aufbewahrte Reaktionslösung wird dann durch Bestrahlung mit UV-Strahlen zum Polymerisieren gebracht. Die Polymerisierung ist nach ca. 70 Sek. abgeschlossen .The reaction solution, which was previously stored in a dark place, is then polymerized by irradiation with UV rays. Polymerization is complete after about 70 seconds.
Eine geeignete Zubereitung auf Acrylsäurebasis ist beispielsweise (Angabe in Masseteilen):A suitable preparation based on acrylic acid is, for example (in parts by mass):
100 Acrylsäure, stabilisiert mit 0,05 % Hydrochinonmethylether (rein)100 Acrylic acid, stabilized with 0.05% hydroquinone methyl ether (pure)
300 Glycerol (86 %)
5300 Glycerol (86 %)
5
150 entionisiertes Wasser150 deionized water
5,0 Kaliumchlorid (rein)5.0 Potassium chloride (pure)
10 3,5 Photoinitiator Darocur 1173 (Ciba Geigy)10 3.5 Photoinitiator Darocur 1173 (Ciba Geigy)
58,8 Triethanolamin (rein)58.8 Triethanolamine (pure)
5,3 Triethylenglycoldimethacrylat (rein) 155.3 Triethylene glycol dimethacrylate (pure) 15
3,0 Polyacrylsäure (Goodrite K702, 25 % in Wasser) 3.0 Polyacrylic acid (Goodrite K702, 25% in water)
9,5 Amylopektin (aufgeschlossen). 209.5 Amylopectin (solubilized). 20
Die fertigen Elektroden können - wie in den Zeichnungen darge-25 stellt - in Flaschenform, mit einer Breite von 24 mm und einer Länge von 40 mm (einschließlich Grifflasche) als Minielektrode oder als normal große Elektrode in Kreisform mit 45 Durchmesser hergestellt werden.The finished electrodes can be manufactured - as shown in the drawings - in bottle form, with a width of 24 mm and a length of 40 mm (including grip tab) as a mini electrode or as a normal-sized electrode in circular form with a diameter of 45 mm.
30 Nach einem üblichen Prüfverfahren, bei dem eine Messung am30 According to a standard test procedure, in which a measurement is taken at
Elektrodenpaar "face to face" (vgl. US 4,848,353) durchgeführt wird, wurde die hohe Qualität der elektrischen Eigenschaften ermittelt. Diese betrugen für die Minielektrode:The high quality of the electrical properties was determined by a test carried out on a pair of electrodes "face to face" (see US 4,848,353). These were as follows for the mini electrode:
35 190 Gleichstromwiderstand in Ohm (nach 30 see, <35 190 DC resistance in Ohm (after 30 see, <
100 &mgr;&Agr;, 10 Hz)100 μα, 10 Hz)
185 wie oben, nach Defibrillierungssimulation185 as above, after defibrillation simulation
220 V
40220V
40
0,3 Gleichstrom-Eigenpotenial in mV (nach 60 see Stabilisierung)0.3 DC self-potential in mV (after 60 seconds of stabilization)
9,4 Gleichstromrestpotential in mV, 5 see nach 45 Defibrillierungssimulation)9.4 DC residual potential in mV, 5 see after 45 defibrillation simulation)
0,0 Gleichstrom-Potentialabbaugeschwindigkeit in mV/sec, 30...35 see nach Defibrillierungssimulation. 0.0 DC potential decay rate in mV/sec, 30...35 see after defibrillation simulation.
Für die Elektrode gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel waren die elektrischen Eigenschaften:For the electrode according to the second embodiment, the electrical properties were:
380 Gleichstromwiderstand in Ohm (nach 30 see, < 100 &mgr;&Agr;, 10 Hz)380 DC resistance in Ohm (after 30 seconds, < 100 μα, 10 Hz)
385 wie oben, nach Defibrillierungssimulation 220 V385 as above, after defibrillation simulation 220 V
0,3 Gleichstrom-Eigenpotenial in mV (nach 60 see Stabi0.3 DC self-potential in mV (after 60 see Stabilization
lisierung)ization)
6,8 Gleichstrorarestpotential in mV, 5 see nach Defibrillierungssimulation) 156.8 DC residual potential in mV, 5 see after defibrillation simulation) 15
0,0 Gleichstrom-Potentialabbaugeschwindigkeit in mV/sec, 30...35 see nach Defibrillierungssimulation.0.0 DC potential decay rate in mV/sec, 30...35 see after defibrillation simulation.
Die Elektroden zeigten in Trageversuchen deutliche überlegene Eigenschaften bezüglich der Haftfestigkeit, praktisch nicht vorhandener Rückstände auf der Haut nach dem Ablösen und etwaiger auftretender Hautreizungen gegenüber bekannten Elektroden mit handelsüblichen Karaya-Schichten oder Schichten gemäß US-PS 4 890 622.In wear tests, the electrodes showed significantly superior properties in terms of adhesive strength, practically no residue on the skin after removal and any skin irritation that might occur compared to known electrodes with commercially available Karaya layers or layers according to US Patent No. 4,890,622.
PatentanwältePatent attorneys
Gramm + Lins 35 Li/neGramm + Lins 35 Li/ne
Claims (20)
Telex 0-9 52 620 gramm d Telefax 05 31-812 97Telephone 05 31-800 79
Telex 0-9 52 620 gramm d Fax 05 31-812 97
104. Electrode according to claim 2 or 3, characterized in that the cover layer (1) is coated over its entire surface with adhesive which bonds the cover layer (1) both to the polymer layer (6) and to the foam layer (8).
10
in der Größenordnung von 150 um aufweist.3
in the order of 150 µm.
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