EP0000759B1 - Elektrode - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electrode for taking or supplying electrical signals from or to the body of a patient with at least one contact part made of an electrically conductive plastic foam insert.
- an electrode is known from FR-A-1 098 726.
- Electrodes of this type can be used to take physiological signals, such as an EKG or the like.
- electrical signals for example stimulation current during stimulation current treatment
- the contact part In particular in the case of large-area electrodes, which are also to be applied specifically to parts of the body of a patient with different or changing curvatures, there is a need to design the contact part to be flexible and as soft as possible to fit the body surface in order to adapt to the body contour.
- the same also applies to the contact parts of suction electrodes, as are known for example from DE-B-1 2 24 847.
- the suction cup housing, including the electrode adheres to the application point, an elastic plate made of natural or viscose sponge with contact liquid being used to establish a conductive connection between the body surface and the actual electrode contact part.
- electrodes have also become known, in which foams are used in particular Components of the electrode contact parts are.
- foam inserts regularly serve as carriers for an additional contact agent, which they absorb in the manner of a sponge, especially as a liquid electrolyte or as an electrode gel.
- these electrode contact parts in turn correspond to the sponge plates soaked with liquid in the previously known suction electrode.
- Open-celled polyurethane foams are used as foam inserts, for example in DE-A-26 19 549 and also in US-A-38 28 766.
- the open-pore structure of the foam for absorbing the liquid electrolyte in order to form a sponge insert for the contact means is always essential.
- FR-A-1 0 98 726 also discloses an electrode in which the contact part is formed by a molded part made of conductive silicone rubber, which is additionally foamed on its surface.
- the pores formed in this way again serve to hold a liquid as an additional contact agent.
- the invention is therefore based on the object of creating an electrode which makes the use of additional contact means superfluous.
- Such electrodes should alternatively be realizable as a large-area single electrode, as a multiple electrode or as a suction electrode. In particular for the latter case, it should also be ensured that such electrodes cannot inadvertently loosen or fall off due to contamination of the nozzles by contact means, which thereby reduce the pumping speed.
- the object is achieved in that the plastic foam insert on the application side on a smooth, pore-sealed surface as a contact surface points, which is suitable for establishing electrical contact with the patient's body without the additional use of separate contact means.
- the plastic foam insert can consist of a closed-pore foam made of conductive base material.
- the plastic foam insert can consist of an open-pore foam which is conductive after foaming and the surface of which is provided as a contact surface has a pore-sealing coating (so-called coating).
- plastic foams designed according to the invention have a specific electrical resistance less than 2000 ohm-cm and a compression hardness between 1 and 20 kPa.
- Plastics for the first embodiment can be, for example, conductive silicone rubber, for the second embodiment, for example, polyurethane, such as polyethers or polyesters, polyethylenes, polyvinyl chlorides or polyamides.
- the conductive base material is foamed, while in the latter case the base materials, which are foamed with open pores, are easily conductive.
- a dry conductive plastic foam insert is used as the electrode contact part.
- the plastic foam insert according to the invention has excellent electrical conductivity even without additional contact liquid. Impregnation with such a contact liquid can therefore be dispensed with from the outset, which considerably simplifies application with excellent contacting.
- the plastic foam insert according to the invention also has excellent elasticity, so that a good fit of the entire electrode surface on the skin is ensured. This in turn results in increased interference immunity when the electrical signals are picked up or supplied.
- Electrodes according to the invention can be used as a single electrode or as a multiple electrode.
- One is in training as a multiple electrode.
- the plastic foam inserts are then covered on the application side with a common electrode paper.
- the spaces between the electrode carrier and the common electrode paper that are free of plastic foam inserts are then preferably covered by non-conductive inserts, e.g. made of foam rubber, filled.
- the contamination of the suction nozzles especially due to additional contact liquid, no longer exists from the outset.
- contamination by other liquids e.g. also perspiration of the perspiring patient, greatly reduced or completely prevented, since plastic foam with a pore-sealed surface is not absorbent.
- an electrode carrier 2 made of non-conductive foam rubber is arranged in an electrode housing 1, which carries a plastic foam insert 3 towards the housing opening.
- a metal gauze 4 as a large-area connection contact for an electrical line 5, via which a current can be drawn or supplied.
- the plastic foam insert 3 is smooth on its application surface 6 by means of surface coating which closes the pores (so-called coating).
- the smooth surface 6 serves to hold an electrode paper 7, which remains well adhered by adhesion in the moistened state.
- the electrode paper which preferably consists of absorbent, 0.4 mm thick cellulose (fleece), only absorbs the amount of liquid necessary to reduce the electrode resistance.
- the multiple electrode of FIG. 2 comprises a total of four plastic foam inserts 9 to 12, which are held at a distance from one another on a common electrode carrier 8, which in turn is preferably non-conductive foam rubber. All of the foam inserts 9 to 12 are designed in accordance with the use of the electrode of FIG. 1, ie they have smooth application surfaces due to the surface-coating which closes the pores. All foam inserts are also covered on the application side with a common electrode paper 13, for example fleece in turn. Each foam insert 9 to 12 is also contacted over a large area with a metal gauze mesh. Every metal braid is included provided its own line for power consumption or supply. In FIG. 2 and also in the detail enlargement of FIG. 3, such a metal gauze is designated 15 specifically for the foam insert 10.
- the associated power line is marked with 16.
- the power lines of the remaining three plastic foam inserts are indicated in FIG. 2 with 17, 18 and 19.
- the paper-carrying, lacquered application surface of the plastic foam insert 10 is also designated by 14. From the enlargement of the detail it also appears that the free spaces between the plastic foam inserts 9 to 12 between the electrode carrier 8 and the common electrode paper 13 are filled with non-conductive inserts, preferably also made of foam rubber, which ensure a good spring contact without risk of breakage of the electrode paper 13.
- the single electrode of FIG. 1 is particularly suitable for use when taking an EKG or other physiological body signals.
- the multiple electrode of FIG. 2 is preferably used in stimulation current treatment (diagnostics and therapy), where, for example to generate an interference current field, several stimulation currents to be superimposed are to be supplied to the patient's body at the same time. Equalizing currents between the plastic inserts are negligible if the electrode paper is thin.
- the suction electrode comprises a suction cup 21 as an electrode housing, which, for example, has an essentially cylindrical shape, which can be adapted well to the curvature of the body surface by slightly compressing the elastic jacket in the application area.
- a suction cup housing 21 In the upper part of the suction cup housing 21 there is the jet pipe 22 of the air jet pump with a connection piece 23 (preferably plug-in cone) for the hose to a (not shown) pressurized gas generator and with a free outlet 24 for the pressurized gas of the jet pump.
- the jet pipe 22 of the air jet pump is preferably a plastic injection molded part; In contrast to pipes made of metal, this prevents any kind of corrosion (decomposition of the metallic jet pump due to electrolysing processes) and thus guarantees that small nozzle cross-sections are maintained from this side.
- the ideal shape which is easier to achieve in plastic processing than in metal processing, can also increase the efficiency of the plastic air jet pump compared to that of metal.
- the interior of the jet pipe 22 is connected to the vacuum chamber 28 of the suction cup housing 21 via a narrow nozzle 25 and a bore 26 in an electrode support plate 27.
- the carrier plate 27 is made of conductive material, preferably graphite or conductive rubber; however, it can equally well be made of metal.
- the conductive electrode carrier plate 28 now carries a non-absorbent or only slightly absorbent but highly electrically conductive plastic foam insert 29.
- the foam insert 29 protrudes in the direction of the application opening of the suction cup housing 21 and it is in the case of open-pore foaming of the base material formed smooth on its application surface 30 by superficially pore-sealing lacquer.
- the smooth surface 30 serves to hold an electrode paper 31 which, when moistened, adheres well by adhesion.
- the electrode paper which preferably consists of absorbent, 0.4 mm thick cellulose (fleece), only absorbs the amount of liquid required to reduce the electrode resistance.
- the electrode applied is a practically closed system, the transpiration of the skin can also contribute to contacting. Sucking off large amounts of excess contact fluid or body sweat and the associated carrying of dirt is avoided in any case from the outset.
- the hygienic application is also significantly improved if cheap disposable paper is used as electrode paper. Dandruff or other deposits can be removed after each treatment by throwing away the electrode paper. Even so, a possible source of clogging of the suction nozzle 25 is eliminated.
- the suction electrode of FIG. 4 is suitable, for example, for the stimulation current treatment (diagnosis and therapy); it can also be used to take an EKG or other physiological body signals.
- the supply or removal of the electrical currents to or from the electrode consisting of plastic foam insert 29, carrier part 27 and electrode paper 31 takes place via the hose connection piece 23, which is metallic for the current transfer to the carrier plate 27.
- FIG. 4 specifically includes a suction electrode based on the air jet pump principle.
- a suction electrode ensures particularly good adhesion, provided that the narrow suction nozzles always remain open in the sense according to the invention.
- the liquid-reducing application with conductive foam can also be used for suction cup electrodes with a suction pump accommodated on the device side. Since practically no contact liquid is sucked in, there is a risk of excess contact liquid accumulating speed in the suction lines or in the suction pump eliminated and the associated disadvantages can no longer occur.
- Foamable, soft-elastic plastics are used as materials for the foam inserts 3, 9 to 12 and 29.
- foams are an artificially produced, specifically light material with a cellular structure.
- the properties of foam plastics in particular are determined both by the type of base materials and by the pore structure.
- closed-cell foams the individual air or gas bubbles are sealed off from one another, while in the case of open-cell foams they are connected to one another. In between there are the mixed-cell foams with a continuous transition from one group to the other.
- the pore volume ie the percentage volume of the bubbles (vacuoles) of the total volume, is generally always over 50% and goes up to 99%; it is an essential significant parameter for the mechanical properties of the foam.
- the size of the volume fraction and the base material there are a number of different types of foam, which range from brittle to tough and soft to elastic.
- foams are required;
- the so-called compression hardness is expediently determined in accordance with DIN 53577.
- the second group of foams can already be made electrically conductive as a starting solution by dispersed conductive particles. Both the abovementioned substances, which predominantly form open-pore foams, and such substances, which predominantly form closed-pore foams, can be used as base materials for this.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode zur Abnahme oder Zuführung von elektrischen Signalen von oder zum Körper eines Patienten mit wenigstens einem Kontaktteil aus einem elektrisch leitenden Kunststoff-Schaumstoffeinsatz. Eine derartige Elektrode ist aus der FR-A-1 098 726 bekannt.
- Elektroden dieser Art lassen sich zur Abnahme physiologischer Signale, wie EKG od.dgl., einsetzen. Ebensogut können über solche Elektroden einem Körper jedoch auch elektrische Signale, beispielsweise Reizstrom bei der Reizstrombehandlung, zugeführt werden. Wesentlich ist aber immer, daß bei Applikation die Elektroden am Körper des Patienten gut kontaktieren, so daß Signale vom Patientenkörper möglichst störungsfrei abgenommen werden können oder dem Patientenkörper über die Elektroden störungsfrei Strom zugeführt werden kann.
- Insbesondere bei großflächigen Elektroden, die speziell auch an Körperpartien eines Patienten mit unterschiedlichen bzw. wechselnden Wölbungen appliziert werden sollen, besteht das Bedürfnis, das Kontaktteil zur Anlage an die Körperoberfläche zwecks Anpassung an die Körperkontur flexibel und möglichst weich auszubilden. Das gleiche gilt aber auch für die Kontaktteile von Saugelektroden, wie sie beispielsweise aus der DE-B-1 2 24 847 vorbekannt sind. Speziell bei Saugelektroden haftet das Saugnapfgehäuse samt Elektrode an der Applikationsstelle, wobei zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen Körperoberfläche und eigentlichen Elektrodenkontaktteil eine elastische Platte aus Natur- oder Viskoseschwamm mit Kontaktflüssigkeit dient.
- Vom Stand der Technik (beispielsweise DE-A-26 29 549, US-A-38 28 766, US-A-36 96 807, DE-A-24 59 627) sind darüber auch bereits Elektroden bekanntgeworden, bei denen speziell Schaumstoffe insätze Bestandteile der Elektrodenkontaktteile sind. Diese vorbekannten Schaumstoffeinsätze dienen aber regelmäßig als Träger für ein zusätliches Kontaktmittel, welches sie nach Art eines Schwammes speziell als flüssigen Elektrolyten oder als Elektrodengel aufnehmen. insofern entsprechen diese Elektrodenkontaktteile wiederum den mit Flüssigkeit getränkten Schwammplatten bei der vorbekannten Saugelektrode.
- Beim obigen Stand der Technik sind zwar bereits die Forderungen hinsichtlich der Weichheit des Kontaktteiles erfüllt, wobei im allgemeinen dei Elektroden zusätzlich applikationsseitig abgepolstert sind; andererseits wird aber immer das zusätzliche Kontaktmittel zur Kontakttierung benötigt. Speziell bei der erwähnten Saugelektrode ergibt sich dadurch aber weiterhin der Nachteil, daß aufgrund des Saugprinzips permanent Kontaktflüssigkeit durch den Zuführungsschlauch von der Saugpumpe angesaugt wird, wodurch sich die Kontaktflüssigkeit im Zuführungsschlauch und in der auf Erdpotential liegenden Schlauchpumpe sammeln kann; abgesehen von der unerwünschten Verschmutzung können sich also dadurch unerwünschte elektrische Nebenschlüsse bilden.
- Speziell vorstehend genannter Nachteile ist zwar bereits bei solchen Saugelektroden beseitigt, die nach dem Luftstrahlpumpenprinzip (Injektorprinzip) arbeiten und beispielsweise aus der DE-B-19 39 523 vorbekannt sind. Bei diesen Elektroden wird die angesaugte Kontaktflüssigkeit von der Strömung des den Unterdruck erzeugenden genden Preßgases von der Strahlpumpe weg ins Freie gesprüht. Die Kontaktflüssigkeit kann also nicht mehr in die Leitungen zur Saugpumpe gelangen, so daß elektrische Nebenschlüsse dort auch nicht mehr auftreten können. Trotz der erheblichen Vorteile der Saugelektrode nach dem Luftstrahlpumpenprinzip ergeben sich aber noch gewisse Nachteile. Bedingt durch die kleinen Düsenquerschnitte zwischen Unterdruckraum und Strahlrohr im Saugnapfgehäuse kommt es schon bei geringen Verunreinigungen relativ rasch zu Verengungen. Hier besteht also die Gefahr, daß die Saugelektroden sich lockern und abfallen.
- Als Schaumstoffeinsätze werden beispielsweise speziell bei der DE-A-26 19 549 sowie auch bei der US-A-38 28 766 offenzellige Polyurethan-Schaumstoffe verwendet. Wesentlich ist dabei aber immer die Offenporigkeit des Schaumstoffes zur Aufnahme des flüssigen Elektrolyten zwecks Bildung eines Schwammeinsatzes für das Kontaktmittel. Über den oben abgehandelten Stand der Technik hinaus ist weiterhin aus der FR-A-1 0 98 726 eine Elektrode bakannt, bei der das Kontaktteil durch ein Formteil aus leitfähig gemachten Silikonkautschuk gebildet ist, das zusätzlich an seiner Oberfläche aufgeschäumt wird. Die dadurch gebildeten Poren dienen aber wieder zur Aufnahme einer Flüssigkeit als zusätzliches Kontaktmittel.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode zu schaffen, die den Einsatz von zusätzlichen Kontaktmitteln überflüssig macht. Solche Elektroden sollen alternativ als großflächige Einzelelektrode, als Mehrfachelektrode oder auch als Saugelektrode realisierbar sein. Insbesondere für letzteren Fall soll auch erreicht werden, daß sich derartige Elektroden nicht aufgrund Verunreinigungen der Düsen durch Kontaktmittel, die dadurch das Saugvermögen herabsetzen, unbeabsichtigt lockern oder abfallen können.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff-Schaumstoffeinsatz auf der Applikationsseite eine glatte, porenverschlossene Oberfläche als Kontaktfläche aufweist, die zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit dem Körper des Patienten ohne zusätzliche Anwendung von separaten Kontaktmitteln geeignet ist.
- In erster Ausführungsform der Erfindung kann der Kunststoff-Schaumstoffeinsatz aus einem geschlossenporigen Schaumstoff aus leitfähigem Basismaterial bestehen. In zweiter Ausführungsform kann aber der Kunststoff-Schaumstoffeinsatz aus einem offenporigen, nach dem Aufschäumen beleitfähigtem Schaumstoff bestehen, dessen als Kontaktfläche vorgesehene Oberfläche eine porenverschließende Lackierung (sog. Coating) aufweist.
- Die erfindungsgemäß ausgebildeten Kunststoff-Schaumstoffe haben einen spezifischen elektrischen Widerstand kleiner als 2000 Ohm-cm und eine Stauchhärte zwischen 1 und 20 kPa. Kunststoffe für die erste Ausführungsform können beispielsweise leitfähiggemachter Silikonkautschuk, für die zweite Ausführungsform beispielsweise Polyurethan, wie Polyäther oder Polyester, Polyäthylene, Polyvinylchloride oder Polyamide sein. In einem Fall wird also das leitfähige Basismaterial aufgeschäumt, während im letzteren Fall die Basismaterialien, die offenporig geschäumt werden, in einfacher Weise beleitfähigt werden.
- Bei der Erfindung wird also ein trocken leitfähiger Kunststoff-Schaumstoffeinsatz als Elektrodenkontaktteil verwendet. Im Gegensatz zu den üblichen Kontaktierungsmitteln, wie z.B. mit Kontaktflüssigkeit getränkte Schwämme oder Schaumstoffe, weist der erfindungsgemäße Kunststoff-Schaumstoffeinsatz bereits ohne zusätzliche Kontaktflüssigkeit ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auf. Auf die Tränkung mit einer solchen Kontaktflüssigkeit kann also von vornherein verzichtet werden, wodurch sich die Applikation bei ausgezeichneter Kontaktierung erheblich erleichtert. Der erfindungsgemäße Kunststoff-Schaumstoffeinsatz besitzt aber neben guter Leitfähigkeit auch ausgezeichnete Elastizität, so daß ein gutes Anliegen der gesamten Elektrodenfläche auf der Haut gewährleistet ist. Hieraus wiederum resultiert erhöhte Störsicherheit bei der Abnahme bzw. Zuführung der elektrischen Signale.
- Erfindungsgemäße Elektroden lassen sich als Einzelelektrode oder auch als Mehrfachelektrode einsetzen. In der Ausbildung als Mehrfachelektrode ist dabei eine . der gewünschten Zahl der Kontaktstellen entsprechende Anzahl von Kunststoff-Schaumstoffeinsätzen auf einem gemeinsamen Elektrodenträger angeordnet. In vorteilhafter Ausgestaltung sind dann die Kunststoff-Schaumstoffeinsätze applikationsseitig mit einem gemeinsamen Elektrodenpapier abgedeckt. Die von Kunststoff-Schaumstoffeinsätzen freien Zwischenräume zwischen Elektrodenträger und gemeinsamen Elektrodenpapier sind dann vorzugsweise durch nichtleitende Einsätze, z.B. aus Moosgummi, ausgefüllt.
- In spezieller Ausbildung der Erfindung als Saugelektrode ist besonders vorteilhaft, daß die Verunreinigung der Saugdüsen speziell aufgrund von zusätzlicher Kontaktflüssigkeit von vornherein nicht mehr gegeben ist. Darüber hinaus ist aber auch die Möglichkeit einer Verunreinigung durch sonstige Flüssigkeiten, z.B. auch Schweiß des transpirierenden Patienten, stark herabgesetzt bzw. ganz unterbunden, da Kunststoff-Schaumstoff mit porenverschlossener Oberfläche nicht saugfähig ist.
- Die besonderen Ausführungsarten der Erfindung sind im einzeluen aus den Unteransprüchen ersichtlich.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
- Es zeigen:
- Fig. 1 eine Einfachelektrode gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt,
- Fig. 2 eine Mehrfachelektrode in Draufsicht und Seitenansicht,
- Fig. 3 eine Detailvergrößerung des Bereichs A in Fig. 2,
- Fig. 4 eine als Saugelektrode ausgebildete erfindungsgemäße Elektrode in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
- In der Fig. 1 ist in einem Elektrodengehäuse 1 ein Elektrodenträger 2 aus nichtleitendem Moosgummi angeordnet, der zur Gehäuseöffnung hin einen Kunststoff-Schaumstoffeinsatz 3 trägt. Zwischen Moosgummi 2 und Schaumstoffeinsatz. 3 liegt eine Metallgaze 4 als großflächiger Anschlußkontakt für eine elektrische Leitung 5, über die ein Strom abgenommen oder zugeführt werden kann. Der Kunststoff-Schaumstoffeinsatz 3 ist bei offenporiger Schäumung desa Basismaterials an seiner Applikationsfläche 6 durch oberflächlich porenverschließende Lackierung (sogenanntes coating) glatt ausgebildet. Die glatte Fläche 6 dient zur Aufnahme eines Elektrodenpapiers 7, das im angefeuchteten Zustand durch Adhäsion gut haften bleibt. Das Elektrodenpapier, das vorzugsweise aus saugfähigem, 0,4 mm dickem Zellstoff (Vlies) besteht, nimmt nur die zur Herabsetzung de Elektrodenwiderstandes notwendige Flüssigkeitsmenge auf.
- Die Mehrfachelektrode der Fig. 2 umfaßt insgesamt vier Kunststoff-Schaumstoffeinsätze 9 bis 12, die im Abstand voneinander an einem gemeinsamen Elektrodenträger 8, bei dem es sich vorzugsweise wiederum um nichtleitenden Moosgummi handelt, gehaltert sind. Sämtliche Schaumstoffeinsätze 9 bis 12 sind entsprechend dem Einsatz der Elektrode der Fig. 1 ausgebildet, d.h. sie besitzen glatte Applikationsflächen aufgrund oberflächlich porenverschließender Lackierung. Sämtliche Schaumstoffeinsätze sind ferner an der Applikationsseite mit einem gemeinsamen Elektrodenpapier 13, z.B. wiederum Vlies, abgedeckt. Jeder Schaumstoffeinsatz 9 bis 12 ist ferner mit einem Metallgazegeflecht großflächig kontaktiert. Jedes Metallgeflecht ist mit einer eigenen Leitung zur Stromabnahme bzw. Stromzuführung versehen. In der Fig. 2 und auch in der Detailvergrößerung der Fig. 3 ist eine solche Metallgaze speziell für den Schaumstoffeinsatz 10 mit 15 bezeichnet. Die zugehörige Stromleitung ist mit 16 gekennzeichnet. Die Stromleitungen der restlichen drei Kunststoff-Schaumstoffeinsätze sind in der Fig. 2 mit 17, 18 und 19 angedeutet. In der Detailvergrößerung der Fig. 3 ist außerdem die papiertragende lackierte Applikationsfläche des Kunststoff-Schaumstoffeinsatzes 10 mit 14 bezeichnet. Aus de Detailvergrößerung geht auch hervor, daß die von Kunststoff-Schaumstoffeinsätzen 9 bis 12 freien Zwischenräume zwischen Elektrodenträger 8 und gemeinsamem Elektrodenpapier 13 durch nichtleitende Einsätze, vorzugsweise ebenfalls aus Moosgummi, ausgefüllt sind, die eine gut federnde Kontaktierung ohne Bruchgefahr des Elektrodenpapiers 13 gewährleisten.
- Die Einfachelektrode der Fig. 1 eignet sich insbesondere zum Einsatz bei der Abnahme eines EKG oder sonstiger physiologischer Körpersignale. Die Mehrfachelektrode der Fig. 2 wird hingegen bevorzugt bei der Reizstrombehandlung (Diagnostik und Therapie) eingesetzt, wo beispielsweise zur Erzeugung eines Interferenzstromfeldesdem Patientenkörper gleichzeitig mehrere zu überlagernde Reizströme zugeführt werden sollen. Ausgleichsströme zwischen den Kunststoff-Einsätzen sind bei entsprechend dünnem Elektrodenpapier vernachlässigbar.
- Die Saugelektrode nach Fig. 4 arbeitet speziell nach dem Luftstrahlpumpenprinzip. Die Saugelektrode umfaßt einen Saugnapf 21 als Elektrodengehäuse, der beispielsweise eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist, die durch leichtes Zusammendrücken des elastischen Mantels im Applikationsbereich gut an die Krümmung der Körperoberfläche angepaßt werden kann. Im oberen Teil des Saugnapfgehäuses 21 befindet sich das Strahlrohr 22 der Luftstrahlpumpe mit einem Anschlußstück 23 (vorzugsweise Steckkonus) für den Schlauch zu einem (nicht dargestellten) Preßgaserzeuger und mit einem freien Auslauf 24 für das Preßgas der Strahlpumpe. Das Strahlrohr 22 der Luftstrahlpumpe ist vorzugsweise ein Kunststoffspritzteil; im Gegensatz zu Rohren aus metall wird hierdurch jede Art von Korrosion (Zersetzungserscheinungen der metallischen Strahlpumpe aufgrund elektrolysierender Vorgänge) vermieden und somit auch von dieser Seite her die Beibehaltung kleiner Düsenquerschnitte garantiert. Durch ideale Formgestaltung, die sich bei Kunststoffbearbeitung leichter als bei Metallbearbeitung erreichen läßt, kann außerdem der Wirkungsgrad der Luftstrahlpumpe aus Kunststoff gegenüber jenen aus Metall gesteigert werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 gemäß der Zeichnung ist der Innenraum des Strahlrohres 22 über eine enge Düse 25 sowie eine Bohrung 26 in einer Elektrodenträgerplatte 27 mit dem Unterdruckraum 28 des Saugnapfgehäuses 21 verbunden. Die Trägerplatte 27 besteht aus leitendem Material, vorzugsweise aus Graphit oder Leitgummi; sie kann jedoch ebensogut auch aus Metall gefertigt sein. Die leitende Elektrodenträgerplatte 28 trägt nun anstelle des bisher üblichen auswechselbaren Filz- oder Viskoseschwammes einen nicht oder nur wenig saugfähigen, aber gut elektrisch leitenden Kunststoff-Schaumstoffeinsatz 29. Der Schaumstoffeinsatz 29 ragt im Richtung der Applikationsöffnung des Saugnapfgehäuses 21 und er ist bei offenporiger Schäumung des Basismaterials an seiner Applikationsfläche 30 durch oberflächlich porenverschließende Lackierung glatt ausgebildet. Die glatte Fläche 30 dient zur Aufnahme eines Elektrodenpapiers 31, das in angefeuchtetem Zustand durch Adhäsion gut haften bleibt. Das Elektrodenpapier, das vorzugsweise aus saugfähigem, 0,4 mm dickem Zellstoff (Vlies) besteht, nimmt nur die zur Herabsetzung des Elektrodenwiderstandes notwendige Flüssigkeitsmenge auf. Da es sich bei der angelegten Elektrode um ein praktisch abgeschlossenes System handelt, kann die Transpiration der Haut zusätzlich zur Kontaktierung beitragen. Ein Absaugen großer Mengen überschüssiger Kontaktflüssigkeit oder auch von Körperschweiß sowie ein damit verbundenes Mitführen von Verschmutzungen wird jedoch auf jeden Fall von vornherein vermieden. Die hygienische Applikation wird ferner erheblich verbessert, wenn als Elektrodenpapier billiges Einmalpapier verwendet wird. So können Hautschuppen oder sonstige Ablagerungen nach jeder Behandlung mit dem Wegwerfen des Elektrodenpapiers beseitigt werden. Auch so wird eine mögliche Quelle für ein Verstopfen den Ansaugdüse 25 beseitigt.
- Die Saugelektrode der Fig. 4 eignet sich beispielsweise für die Reizstrombehandlung (Diagnostik und Therapie); sie läßt sich ebensogut auch zur Abnahme eines EKG oder sonstiger physiologischer Körpersignale einsetzen. Die Zuführung bzw. Abnahme der elektrischen Ströme zu bzw. von der aus Kunststoff-Schaumstoffeinsatz 29, Trägerteil 27 und Elektrodenpapier 31 bestehenden Elektrode erfolgt über das Schlauchanschlußstück 23, das für den Stromübertritt zur Trägerplatte 27 metallisch_ ausgebildet ist.
- Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 beinhaltet speziell eine Saugelektrode nach dem Luftstrahlpumpenprinzip. Eine derartige Saugelektrode gewährleistet besonders gute Haftung, sofern die engen Saugdüsen im erfindungsgemäßen Sinne immer offen bleiben. Selbstverständlich läßt sich jedoch die flüssigkeitsreduzierende Applikation mit leitendem Schaumstoff auch bei Saugnapfelektroden mit geräteseitig untergebrachter Saugpumpe einsetzen. Da praktisch keine Kontaktflüssigkeit angesaugt wird, ist die Gefahr einer Ansammlung überschüssiger Kontaktflüssigkeit in den Saugleitungen bzw. in der Saugpumpe beseitigt und die damit verbundenen Nachteile können nicht mehr auftreten.
- Als Materialien für die Schaumstoffeinsätze 3, 9 bis 12 und 29 werden schaumfähige, weichelastische Kunststoffe verwendet.
- Unter Schaumstoffen versteht man nach DIN 7626/1 einen künstlich hergestellten, spezifisch leichten Werkstoff mit zelliger Struktur. Die Eigenschaften speziell der Schaumkunststoffe werden sowohl durch die Art der Grundmaterialien wie durch die Porenstruktur bestimmt. Bei geschlossenzelligen Schaumstoffen sind die einzelnen Luft- oder Gasbläschen gegeneinander abgeschlossen, während sie bei offenzelligen Schaumstoffen untereinander in Verbindung stehen. Dazwischen liegen mit kontinuierlichem Übergang von der einen Gruppe zur anderen Gruppe die gemischtzelligen Schaumstoffe. In der Praxis spricht man eher von vorwiegend offenporigen oder vorwiegend geschlossenporigen Schaumstoffen. Das Porenvolumen, d.h. der prozentuale Volumenanteil der Bläschen (Vakuolen) vom Gesamtvolumen, beträgt im allgemeinen immer über 50% und geht bis 99%; es ist eine wesentliche signifikante Kenngröße für die mechanischen Eigenschaften des Schaumstoffes. Je nach Herstellungsart, Größe des Volumenanteils und Basismaterials verfügt man dementsprechend über eine Reihe verschiedenartiger Schaumstoffe, die von sprödhart über zähhart bis weichelastisch führt. Für die erfindungsgemäße Verwendung als leitender Einsatz für Elektroden werden weichelastische Schaumstoffe benötigt; als Maß für die Weichheit, d.h. die flexiblen Eigenschaften der Schaumstoffe, wird zweckmäßigerweise die sog. Stauchhärte nach DIN 53577 ermittelt. Die Stauchhärte ist als die zu einer festgelegten Verformung (im allgemeinen 40%) beim Belastungsvorgang ermittelte Druckspannung definiert; sie wird in Kilo-Pascal (kPa) oder Newton pro mm2 (1 kPa = 0,001 N/mm2) gemessen.
- Bei der Herstellung von leitfähigen Schaumstoffen lassen sich zwei Gruppen unterscheiden:
- Die erste Gruppe sind die überwiegend offenporigen Schaumstoffe. Diese werden beispielsweise aus Polyurethanen, wie Polyester und Polyäther, Polyäthylenen, Polyvinylchloriden oder Polyamiden als Basismaterial aufgeschäumt und anschließend in den offenen Poren beleitfähigt. Dafür wird ein elektrisch leitender Lack, vorzugsweise auf Kohlenstoffbasis (sog. Coatings), in die Schaumstoffe eingebracht, so daß leitfähige Teilchen an den Zellwänden haften bleiben. Insgesamt ergibt sich dadurch eine integrale Leitfähigkeit des Schaumstoffes; der spezielle Wert der elektrischen Leitfähigkeit bzw. spezifische Widerstand ergibt sich dabei aus dem Verhältnis der mit Lack beschichteten Grenzflächen der Poren zum Gesamtvolumen des Schaumstoffes. Als Parameter geht also wesentlich das bei der Herstellung des Schaumstoffes gezielt beeinflußbare Porenvolumen ein. Anderseits bestimmen - wie oben erwähnt - genau diese Parameter auch die Weichheit bzw. Flexibilität des Schaumstoffes. Die so auf Polyurethan-, Polyäthylen-, Polyvinylchlorid- und Polyamid-Basis hergestellten Schaumstoffe weisen einen spezifischen elektrischen Widerstand im Bereicha kleiner als 2000 Ohm - cm und eine Stauchhärte von 1 bis 20 kPa auf. Dabei wird der spezifische Widerstand in Anlehnung an DIN 53482 und die Stauchhärte nach DIN 53577 gemessen.
- Die zweite Gruppe von Schaumstoffen kann schon durch dispergierte leitfähige Teilchen bereits als Ausgangslösung elektrisch leitend gemacht werden. Als Basismaterialien hierfür können sowohl die obengenannten Stoffe, die überwiegend offenporige Schaumstoffe bilden als auch solche Stoffe, die überwiegend geschlossenporige Schaumstoffe bilden, verwendet werden.
- Beispielsweise werden bei Silikonkautschuk als Basismaterial Graphitteilchen dispergiert. Es sind leitfähige Silikonkautschuke mit spezifischen Widerständen kleiner als 20 Ohm - cm bekannt. Solche Kunst-Kautschuke können geschäumt werden. Ein geschlossenporiger Schaumstoff auf Silikonbasis hat wegen der glatten Oberflächen für die erfindungsgemäße Anwendung bei Elektroden sogar Vorteile; er braucht nicht in einem separaten Verfahrensschritt an der Oberfläche unter Porenverschluß glatt gemacht zu werden. Die Weichheit bzw. die elastischen Eigenschaften eines so hergestellten Schaumstoffs hängen wiederum im wesentlichen vom Porenvolumen ab. Im gewissen Maße werden auch noch die Menge und Größe der im Basismaterial dispergierten elektrisch leitenden Teilchen die flexiblen Eigenschaften beeinflussen. Insgesamt haben zwar die so hergestellten Schaumstoffe einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das leitfähige Basismaterial; sie liegen aber bezüglich derr elektrischen Eigenschaften günstiger als die beleitfähigen Schaumstoffe.
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