DE69009564T2 - Bioelektrische Elektrode mit Anschlussvorrichtung. - Google Patents

Bioelektrische Elektrode mit Anschlussvorrichtung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft bioelektrische Geräte und, genauer, bioelektrische Elektroden und bioelektrische Anschlüsse jenes Typs, welcher zum Zwecke der Überwachung oder Stimulierung am Körper befestigt wird.
  • Es werden hauptsächlich zwei Arten von biomedizinischen Elektroden für EKG-Arbeiten in Krankenhäusern verwendet. Beide weisen einen leitenden Träger auf, welcher an eine flexible, elektrisch leitfähige Gelmatrix laminiert ist, die an der Haut des Patienten befestigt ist. Bei der einen Art wird ein männlicher Raststecker an dem Träger befestigt. Während der Verwendung wird ein weiblicher Raststecker, welcher sich an einem Ende eines Leitungsdrahtes befindet, auf dem männlichen Stecker eingerastet, um einen elektrischen Kontakt mit der Elektrode herzustellen. Die andere Elektrodenart weist keinen Raststecker auf und ist daher wesentlich weniger kostspielig. Statt dessen weist sie ein seitliches Ansatzstück oder eine Nase an einer Seite oder in der Mitte auf, an dem eine Krokodilklemme befestigt werden kann, wie es in den US-Patentschriften 4,674,512 und 4,798,208 oder in der EP-A-0195451 beschrieben ist. Das Problem, welches bei der zweiten Art besteht, welche der Einfachheit halber als "Nasen" (tab) - Elektrode bezeichnet wird, ist, daß sie nicht einfach mit einem weiblichen Raststecker von der Art verbunden werden kann, deren Nutzung zur Herstellung eines Kontakts mit Elektroden vom Rast-Typ weit verbreitet ist. Als Folge davon können viele Krankenhäuser und Kliniken nicht von den Kosteneinsparungen profitieren, welche durch die Nasen-Elektroden ermöglicht werden. Darüber hinaus rutschen Krokodilklemmenstecker manchmal heraus und sind deshalb unter bestimmten Umständen nicht vollkommen befriedigend.
  • Angesichts dieser und anderer Nachteile des Standes der Technik ist es ein allgemeines Ziel der Erfindung, ein verbessertes Mittel für die Benutzung eines weiblichen Raststeckers zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einer Nasen-Elektrode, welche kein männliches Gegenstück zu dem weiblichen Raststecker aufweist, nämlich keinen Stift, verfügbar zu machen. Ein anderes Ziel ist, es zu ermöglichen, daß ein mit dem weiblichen Raststecker versehener Leitungsdraht mit Elektroden des Nasen-Typs verwendet werden kann. Ein weiteres Ziel ist, ein Mittel bereitzustellen, welches ermöglicht, existierende Leitungen vom Rast-Typ verläßlich mit einer Nasen-Elektrode zu verbinden oder, bei anderer Gele genheit, in gewöhnlicher Weise mit einer Elektrode vom Rast-Typ zu verbinden, so daß es nicht notwendig ist, die Leitungen auszutauschen, wenn von einer Rast-Elektrode zu einer Nasen-Elektrode gewechselt wird.
  • Diese und andere detailliertere und spezifischere Ziele der Erfindung werden verständlicher durch Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung und Figuren, welche anhand eines Beispiels nur einige wenige der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung im Bereich der beigefügten Ansprüche illustrieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung mit einer bioelektrischen Elektrode und einer entfernbaren elektrischen Steckereinrichtung verfügbar gemacht, daß sie männliche und weibliche Anschlußeinheiten enthält, angepaßt, lösbar miteinander verbunden zu werden und beide von der Elektrode entfernt zu werden, und eine Leitung, welche an eine der Anschlußeinheiten angeschlossen ist, wobei die Elektrode eine obere, elektrisch isolierte Schicht, eine untere, elektrische leitende Schicht und eine flexible, elektrisch leitende Gelmatrix aufweist, welche mit einer unteren Seite der elektrisch leitfähigen Schicht verbunden und so ausgebildet ist, daß sie einen elektrisch leitenden Kontakt mit der Haut herstellt, einer Nase, die eine obere und eine untere Seite besitzt und übereinander angeordnete Schichten der Isolierungsschicht und der elektrisch leitenden Schicht aufweist, wobei die Nase eine von ihrer oberen bis zur unteren Seite durchgehende Öffnung zur Erleichterung einer Verbindung zwischen der männlichen und der weiblichen Anschlußeinheit durch die Öffnung in der Nase aufweist, wobei die leitende Schicht die Öffnung umgibt, und die Anschlußeinheiten während des Betriebs an der Nase mittels eines leitenden Bereichs einer der Anschlußeinheiten befestigt werden, welche durch die Öffnung in der Nase ragt, wodurch die Anschlußeinheiten eine lösbare mechanische und eine elektrische Verbindung zu der Elektrode an der Öffnung in der Nase ermöglichen, wobei die Anschlußeinheiten auf gegenüberliegenden Seiten der Nase positioniert werden.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben und stellen lediglich Beispiele dar, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird, von denen:
  • Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Erfindung kurz vor Verbindung der Anschlußvorrichtung ist.
  • Fig. 1a eine modifizierte Form der Elektrode zeigt.
  • Fig. 2 eine Seitenansicht der Anschlußvorrichtung aus Fig. 1 in einem größeren Maßstab ist, nachdem eine Verbindung mit der Elektrode hergestellt worden ist.
  • Fig. 3 eine vertikale Schnittdarstellung der Fig. 2 ist.
  • Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Anschlußvorrichtung ist, welche auf einer Elektrode befestigt ist.
  • Fig. 5 eine Ansicht des weiblichen Teils der Anschlußvorrichtung von unten, teilweise in Schnittdarstellung, ist.
  • Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht einer veränderten Anschlußform darstellt
  • Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht noch einer weiteren Anschlußform darstellt..
  • In den Figuren ist ein weiblicher Raststecker 10 dargestellt, welcher in Verbindung mit einem angebundenen männlichen Raststecker 12 verwendet wird. Der weibliche Raststecker 10 beinhaltet eine elektrisch nicht leitende Verkleidung 14, z.B. ein Plastikgehäuse, innerhalb deren sich ein metallischer Steckerkörper 16 befindet, welcher eine Vertiefung oder eine Aufnahme 18, welche sich nach unten öffnet, wie in den Figuren dargestellt, aufweist. Mit dem Körper 16 ist ein Leiter 20 verbunden, welcher einen Isolationsmantel 21 aufweist. Am anderen Ende des Leiters 20 befindet sich ein Stecker 23 mit einem Kontaktstift 25, welcher während der Benutzung in Überwachungs- oder Stimulierungsgeräte eingeführt wird (nicht dargestellt).
  • Die Verkleidung 14 beinhaltet eine Erweiterung 24, welche den isolierten Leiter 20 dort umgibt, wo er in den weiblichen Raststecker 10 eintritt. Der Steckerkörper 16 ist typischerweise hohl und aus becherförmigen Metallschichtkomponenten geformt, deren obere bei 26 um eine tiefere Komponente 19, welche die Aufnahme 18 in ihrer Mitte enthält, preßgepaßt ist. Um den männlichen Raststecker 12 festzuhalten, kann die Aufnahme 18 mit einer Feder, wie beispielsweise einer Haarnadelfeder 28, zu diesem Zweck versehen werden.
  • Der Raststecker 12 beinhaltet einen oberen stiftartigen Bereich 34 und einen unteren ösenartigen (eyelet) Bereich 30. Der ösenartige Bereich 30 beinhaltet einen mittigen Stift 36, welcher axial durch die Mitte des Stifts 34 emporragt, um den Stecker 12 durch Reibung zusammenzuhalten. Man kann sehen, daß der Stift 34 eine horizontale Stiftplatte 32 beinhaltet mit einer Erweiterung oder Zunge 32a, welche als Hebevorrichtung zur Entfernung des männlichen Raststeckers 12 vom weiblichen Raststecker 10 durch Fingerdruck dient.
  • Ein flexibles Halteseil 38 ist mit dem männlichen Raststecker 12 verbunden. Das flexible Halteseil 38 kann aus einem geeigneten flexiblen Material bestehen, so wie Leder, Kunststoff, Gummi oder ähnlichem, wobei Schichtmaterialien aus Kunststoff bevorzugt werden. Das Halteseil 38 wird angebracht, indem sein rechtes Ende über dem Zapfen 36 positioniert wird. Der Stift 34 und die Stiftplatte 32 werden dann abwärts über den Zapfen gedrückt, wobei das rechte Ende des Halteseils 38 sicher zwischen der Stiftplatte 32 und der Zapfenplatte 30 festgehalten wird. Am linken Ende des Halteseils 38 befindet sich eine Öffnung 40, durch welche der isolierte Leiter 20, d.h. der Leitungsdraht, verläuft. Auf diese Weise ist der angebundene Raststecker 12 entfernbar an dem Leitungsdraht angebracht und vorzugsweise daran verschiebbar. Das Halteseil 38 kann einfach an einem existierenden weiblichen Raststecker 10 und seinem Leitungsdraht 20 angebracht, entfernt oder ersetzt werden, wann immer dies notwendig ist. Gewöhnlich wird, wenn das Halteseil 38 an einem Leitungsdraht angebracht worden ist, es dort ständig belassen, doch wenn es nicht für die Benutzung mit einer Nasen-Elektrode gebraucht wird, kann es auf dem Draht zurückgeschoben werden, wo es nicht stört.
  • In den Figuren ist außerdem eine flexible biomedizinische Elektrode 50 abgebildet, welche einen flexiblen Träger beinhaltet, welcher aus zwei flexiblen Schichten zusammengesetzt ist, mit einer einer oberen elektrisch isolierenden Schicht 52, z.B. einer dünnen Schicht aus Vinylkunststoff, und einer elektrisch leitenden Schicht 54, z.B. einer Schicht aus Zinn- oder Aluminiumfolie. An der unteren Seite der leitenden Schicht 54 ist eine flexible Schicht aus einer elektrisch leitenden Gelmatrix 56 laminiert, welche während der Benutzung einen elektrischen Kontakt mit der Haut des Patienten herstellt. Die Matrix 56, welche gewöhnlich klebend ist, ist vor der Benutzung mit einer entfernbaren Abdeckschicht 60 bedeckt. Nach links erstreckt sich, wie in den Figuren zu sehen, eine Nase 62, welche aus den Schichten 52 und 54 zusammengesetzt ist. Falls erwünscht, kann über dem linken Bereich der Elektrode 50 ein optionales Armierungsband 64 angebracht werden, welches die Nase 62 größtenteils bedeckt. Das Armierungsband kann benutzt werden, um die Nase 62 zu unterstützen und zu verstärken und um eine sicherere Verbindung mit der Rast-Anschlußvorrichtung 10,12 zu ermöglichen. Die Gelmatrix 56 bedeckt nicht die untere Seite der Na-5se 62. Eine gestanzte Öffnung 66 befindet sich in der Mitte der Nase 62 und, wenn es vorhanden ist, des Bandes 64. In diesem Fall wird der Stift 34 des männlichen Raststeckers 12 einfach durch die Öffnung 66 geschoben, bevor er in die Aufnahme 18 des weiblichen Raststeckers 10 eingerastet wird. Sollte allerdings, wie in Fig. 3 dargestellt, die Nase 62 keine gestanzte Öffnung 66 aufweisen, wird der Stift 34, indem er aufwärts in die Aufnahme 18 gedrückt wird, die Nase durchlöchern, wie es in der Figur dargestellt ist, wodurch eine sichere Rastverbindung hergestellt wird.
  • Wie in Figur 1a dargestellt, kann eine Öffnung 66 in der Nase 62 aus zwei Schnitten bestehen, welche ein X bilden. Die Öffnung 66a erstreckt sich vollständig durch die Nase 62 von ihrer oberen Seite zu ihrer unteren Seite.
  • Man betrachte nun Figur 6, welche eine veränderte Form eines Halteseils abbildet, wobei sich die gleichen Bezugszeichen auf die entsprechenden Teile beziehen, welche bereits beschrieben wurden. In Figur 6 ist ein flexibles Halteseil 38a aus Kunststoff dargestellt, welches in diesem Fall nicht eine flache Schicht, sondern in seinem Querschnitt kreisförmig ist. Das Halteseil 38a hat einen vergrößerten Kopf oder Kragen 39, innerhalb dessen eine Öffnung 39a vorhanden ist, welche mit einem Schlitz 39b in Verbindung steht. Um den Kragen 39 über dem Leitungsdraht 20 anzubringen, wird der Schlitz 39b zeitweise geweitet, so daß der Kragen 39 auf den isolierten Leitungsdraht 20 gedrückt werden kann, woraufhin der Kragen 39 in die Ausgangsstellung zurückspringt, wie es in der Figur dargestellt ist, um das Halteseil 38a festzuhalten.
  • Nun zur Figur 7. In diesem Fall weist das Halteseil 38b eine flache Schicht eines flexiblen Kunststoffmaterials auf, welches ein gewisses Maß an Steifheit haben kann. Beispielsweise kann eine Plastikschicht aus 30 mil Polyäthylen verwendet werden. Am linken Ende des Halteseils 38b befindet sich eine Öffnung 38c, welche so geformt ist, daß ein gleitender Sitz auf der Isolation 21 des Leitungsdrahtes 20 entsteht. Die Öffnung 38c des Halteseils 38b besitzt einen mit ihre verbundenen Schlitz 38d, welcher an seinem äußeren Ende 38e sich weitet, um das Eindrücken des Leitungsdrahtes in die Öffnung 38c zu erleichtern. Das Halteseil in den beiden Fig. 6 und 7 kann durch kräftiges Ziehen oder, falls gewünscht, durch Abstreifen über die gesamte Länge des Leitungsdrahtes entfernt werden.
  • Die Erfindung ist einfach zu handhaben und ermöglicht es, einen konventionellen weibli chen Raststecker sowohl mit Elektroden vom Rast-Typ als auch mit rastlosen Nasen-Elektroden zu verbinden. Sie ermöglicht eine sicherere Verbindung als eine Krokodilklemme mit einer Elektrode vom Nasen-Typ und ermöglicht es, die weniger kostspieligen Elektroden vom Nasen-Typ in einer Vielzahl von Anwendungen, bei denen zuvor nur die Elektroden vom Rast-Typ benutzt werden konnten, zu benutzen. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung eine größere Flexibilität in dem Sinne, daß entweder Elektroden vom Rast-Typ oder vom Nasen-Typ mit der gleichen Art von Leitungsdraht benutzt werden. Die Öffnung hat einen einfachen Aufbau, eine robuste Konstruktion und ist im Betrieb verläßlicher. Anders als bei Krokodilklemmen kann ein an einer Nasen-Elektrode befestigter Raststecker vom beschriebenen Typ nicht durch Reißen am Leitungsdraht entfernt werden.

Claims (12)

1 Anordnung, mit einer bioelektrischen Elektrode (50) und einem entfernbaren elektrischen Anschluß,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie männliche und weibliche Anschlußeinheiten (12,10) enthält,angepaßt, lösbar miteinander verbunden zu werden und beide von der Elektrode (50) enflemt zu werden, und eine Leitung (20), welche an eine derAnschlußeinheiten (10,12) angeschlossen ist,
wobei die Elektrode eine obere, elektrisch isolierende Schicht (52), eine untere, elektrisch leitende Schicht (54) und eine flexible, elektrisch leitende Gelmatrix aufweist, welche mit einer unteren Seite der elektrisch leitfähigen Schicht (54) verbunden und so ausgebildet ist, daß sie einen elektrisch leitenden Kontakt mit der Haut herstellt, einer Nase (62), die eine obere und eine untere Seite besitzt und übereinander angeordnete Schichten der Isolierungsschicht (52) und der elektrisch leitenden Schicht (54) aufweist, wobei die Nase eine von ihrer oberen bis zur unteren Seite durchgehende Öffnung (66) zur Erleichterung einer Verbindung zwischen der männlichen und weiblichen Anschlußeinheit durch die Öffnung in der Nase aufweist, wobei die leitende Schicht die Öffnung umgibt, und
die Anschlußeinheiten während des Betriebs an der Nase mittels eines leitenden Bereichs (34) einer der Anschlußeinheiten befestigt werden, welche durch die Öffnung in der Nase ragt, wodurch die Anschlußeinheiten eine lösbare mechanische und eine elektrische Verbindung zu der Elektrode an der Öffnung in der Nase ermöglichen, wobei die Anschlußeinheiten auf gegenüberliegenden Seiten der Nase positioniert werden.
2 Anordnung gemäß Anspruch 1, bei der die männlichen und weiblichen Anschlußeinheiten (12,10) Raststecker sind, welche so ausgebildet sind, daß sie miteinander mittels einer Rastverbindung miteinander verbunden werden können und die Stecker durch die Öffnung (66) zusammengerastet werden.
3 Anordnung gemäß Anspruch 2, worin der männliche Raststecker in eine Stellung bewegbar ist, in der er mit dem weiblichen Raststecker fluchtet und der männliche Raststecker einen Stift (34) aufweist, welcher durch die Nase (62) der flexiblen Elektrode in Kontakt mit dem weiblichen Raststecker geführt wird, um eine Rastverbindung in dem weiblichen Raststecker zu bilden.
4 Anordnung gemäß Anspruch 2, worin der männliche Raststecker ein Stiftelement (34) aufweist und ein Halteseil (38,38a,38b) an einem Ende verbunden oder benachbart zu dem männlichen Raststecker und so angeordnet ist, daß es an dem Leitungsdraht befestigt werden kann.
5 Anordnung gemäß Anspruch 4, worin das Halteseil (38,38a,38b) aus einem flexiblen, elektrisch nichtleitenden Material besteht und ein Ende des Halteseils (38,38a,38b) verschiebbar an dem Leitungsdraht (20) befestigt ist.
6 Anordnung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, worin der männliche Steckverbinder (12) eine seitlich vorspringende Zunge (32) beinhaltet, um ein Lösen des männlichen Raststeckers durch Anwendung von Fingerdruck auf die Zunge (32) zu unterstützen.
7 Anordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, worin der männliche Raststecker (12) eine Stiftplatte (32) mit einem sich aufwärts erstreckenden Stift (34), welcher von dort vertikal hervorragt, und eine Öse (Eylet) (30) mit einem Zapfen (36) besitzt, welcher mit dem Stift verbunden ist, und das Halteseil (38,38a,38b) an dem männlichen Raststecker (12) zwischen der Stiftplatte und der Öse befestigt ist.
8 Anordnung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, worin das Halteseil eine zur Aufnahme des Leitungsdrahtes angepaßte Öffnung (39a,38c), und einen Schlitz (39b, 38d) beinhaltet, durch welchen der Leitungsdraht in die Öffnung gedrückt werden kann, und das Halteseil genügend elastisch ist, um dem Schlitz benachbarten Bereichen ein Zusammenschnappen um den Leitungsdraht zu ermöglichen.
9 Anordnung gemäß Anspruch 8, worin das Halteseil (38,38a,38b) einen Kragen (39) beinhaltet, der eine durchgehende Öffnung (39a) und einen mit der Öffnung verbundenen Schlitz (39b) zur Einführung des Leitungsdrahtes (20) in die Öffnung innerhalb des Kragens besitzt.
10 Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Gelmatrix (56) einen Rand aufweist, welcher ihren Umfang festlegt, und sich die Nase (62) seitwärts über den Umfang der Gelmatrix (56) hinaus erstreckt, wobei die Öffnung (66) in der Nase sich durch die Nase aber nicht durch die Gelmatrix erstreckt.
11 Anordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Öffnung mehrere sich kreuzende Schnitte (66a) aufweist, welche ein X bilden, welches sich durch die Nase (62) von der oberen Seite-der Nase zu ihrer unteren Seite erstreckt.
12 Anordnung gemäß Anspruch 1, worin eine der Anschlußeinheiten (10) leitend an dem Ende der Leitung (20) befestigt ist und die andere der Anschlußeinheiten (12) an der Leitung (20) mittels eines elektrisch nicht leitenden Halteseils (38,38a,38b) befestigt ist, wobei die anschließbaren Elemente auf gegenüberliegenden Seiten der Nase (62) positioniert sind und aneinander durch eine lösbare mechanische Verbindung zwischen dem leitenden Bereich (34) und einem der anschließbaren Elemente befestigt sind, die untere Seite der Nase (62) elektrisch leitfähig ist und eines der anschließbaren Elemente in Kontakt mit der leitenden unteren Seite bleibt und leitend mit der Leitung (20) mittels des leitenden Bereichs (34), welcher sich durch die Öffnung (66) erstreckt, verbunden ist.
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