DE3004126C2 - Bioelektrische Hautkontaktelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine bioelektrische Hautkontaktelektrode gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Herkömmliche bioelektrische Hautkontaktelektroden bestehen aus einem elektrisch leitenden Elektrodenkörper, der zur Verbesserung des Übergangswiderstands mit Koa*aktelektrolytgel beschichtet auf die Haut aufgesetzt wird. Dss Gel «~ird als unangenehm empfunden und hinterläßt Rückstände auf der Haut Herkömmliche Hautkontakte'.ektrc-ten müssen in relativ großen Abständen nebeneinander auf die Haut aufgesetzt werden.

Aus »Medical & Biological Eng.«, Vol. 10, 1972, S. 393—401 ist eine bipolare Implantationselektrode mit eng benachbarten Elektrodenspitzen bekannt, deren Elektrodenmaterial zu etwa 90 Gew.-% aus einer Legierung mindestens eines Edelmetalls wie z. B. Gold oder Platin mit legierungsbildendem Metall besteht. Auf die Problematik von Kontaktelektrolytgel oder dergleichen wird nicht eingegangen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine aus einer Edelmetallegierung bestehende bioelektrische Hautkontaktelektrode so zu verbessern, daß sie auch ohne Verwendung eines zusätzlichen Kontaktelektrolyten einen kleinen Übergangswiderstand zur Haut hat und eine im wesentlichen artefaktfreie Abnahme der bioelektrischen Signale ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Hautkontaktelektrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Derartige Hautkontaktelektroden haben, verglichen mit herkömmlichen Elektroden auch ohne Benutzung eines Kontaktelektrolyten einen vergleichsweise geringen Übergangswiderstand zur Haut. Bei bipolaren Elektroden können die Elektroden dicht nebeneinander angeordnet werden.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt teilweise in Seitenansicht, teilweise im Schnitt einen armbanduhrähnlichen Herzfrequenzmesser mit Elektroden gemäß

der Erfindung.

Der Herzfrequenzmesser umfaßt ein Gehäuse 2, das einem Uhrgehäuse ähnelt und in welchem eine miniaturisierte Digitalschaltung minimaler elektrischer Leistungsaufnahme zur digitalen Messung und Anzeige der Herzfrequenz untergebracht ist Die Digitalschaltung weist z. B. einen als Hochpaß geschalteten Resonanzverstärker zur Unterdrückung der Verstärkung und Anzeige von Bewegungsartefakten auf. Das Gehäuse 2

ίο wird z. B. mittels eines metallischen Armbandes (nicht dargestellt) am Handgelenk nach Art einer Armbanduhr getragen, wobei das Armband und/oder das Gehäuse 2 die neutrale Elektrode bilden kann. Der Herzfrequenzmesser kann eine beispielsweise aus der DE-OS 27 17 747 bekannte Digitalschaltung umfassen.

In der Figur ist mit 4 ein Schauglas bezeichnet, welches einen darunter befindlichen Raum 5 für optische Anzeigeelemente abdeckt Mit 6 ist ein Gehäuseteil bezeichnet, das in mehreren Elektronikebenen die Schaltkreise des Herzfrequenzmessers aufnimmt In einem Gehäuseteil 7 können die Spannungsversorgung der Schaltkreise, ein akustischer Signalgeber, Schallkontakte zum Einstellen einer oberen und einer unteren Grenzfrequenz, bei der der Signalgeber ansprechen soll, sowie Anschlußkontakte für die Elektroden usw. untergebracht sein.

Auf der Unterseite des Gehäuses 2 ist ein Elektrodensatz la mit zwei in geringem Abstand voneinander angeordneten Elektroden 21 vorgesehen. Die Elektroden 21 werden durch Isoliermaterial in Form einer Scheibe oder Platte mit geeigneter Kontur in der gewünschten Stellung gehalten. An den Elektroden 21 sind Kontaktstifte 23 befestigt, die in Kontaktbuchsen S des Gehäuseteils 7 eingreifen. Die Kontaktbuchsen 8 sind im Bodenbereich gehalten und halten ihrerseits die Kontaktstifte 23 und damit den Elektrodensatz la unverlierbar auch wenn das Gehäuse 2 nicht am Handgelenk befestigt ist. Die Kontaktbuchsen 8 können zu diesem Zweck federnd ausgebildet sein oder Federungselemente enthalten.

Die Elektroden 21 können die Form von Scheiben oder Plättchen haben. Damit sie satt auf der Haut anliegen, können zwischen dem Elektrodensatz la und dem Boden des Gehäuses 2 Federungselemente 20 vorgesehen sein, bei welchen es sich z. B. um Gummi- oder Kunststoffscheiben oder auch um metallische, geeignet isolierte Federungselemente handeln kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Isolierringe 31 vorgesehen.

sn Der auf die Haut aufgesetzte Elektrodensatz la kann gekippt werden, ohne daß der Kontakt zwischen den Kontaktstiften 23 und den Kontaktbuchsen 8 darunter leidet. Dies gewährleistet satt anliegende Elektroden 21 auf der Haut. Die Oberfläche der Elektroden 21 muß nicht eben sein, wie dies durch einen konvexen Bogen 24 angedeutet ist. Es ist lediglich sicherzustellen, daß die zur Haut weisende Oberseite der Elektroden 21 soweit aus dem Isoliermaterial 22 vorsteht, daß die satte Anlage an der Haut nicht behindert wird. Der Zwischenraum zwischen den Elektroden 21 kann isolierend ausgegossen sein oder eine bis zur Haut reichende Trennwand enthalten, um Nebenschlußströme zwischen den Elektroden, z. B. durch Schweiß zu verhindern.

Die Elektroden 21, die auch bei anderen Geräten als dem vorstehend erläuterten Herzfrequenzmesser eingesetzt werden können, bestehen vorzugsweise aus einem Elektrodenmaterial mit

52 bis 62 Gewichtsteilen mindestens eines Edelmetalls

3 bis 6 Gewichtsteilen eines Halbleiterelementes 2 bis 3 Gewichtsteilen Graphit 0,5 bis 2 Gewichtsteilen eines Metalls der Eisen-

gruppe und
der Rest in Form eines Legierungsbildners.

Als Edelmetall sollen hier Gold, Silber, Quecksilber, Rhenium und Platinmetalle, wie Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin verstanden werden.

Für die Eisengruppe können z. B. Kobalt, Eisen, Nikkei gewählt werden.

Als Halbleiterelemente eignen sich z. B. Selen, Tellur, Germanium und Silizium.

Als leitender Legierungsbildner sind Kupfer bzw. andere gut leitende Metalle z. B. auch Aluminium geeignet.

Der leitende Legierungsbildner, wie beispielsweise Kupfer, kann durch Quecksilber ersetzt sein; bei den Edelmetallen kann es sich daher beispielsweise um eine Quecksilber-Gold, Quecksilber-Silber- Legierung,

Quecksilber-Kupfer-Legierung usw. handeln.

Nachfolgend werden für die Zusammensetzung des Elektrodenmaterials einige Beispiele genannt:

Beispiel I

1) Silber 56 Gewichtsteile

2) Kupfer 34 Gewichtsteile

3) Eisen 2 Gewichtsteile

4) Germanium 5 Gewichtsteile

5) Graphit 3 Gewichtsteile

35 Beispiel II

Gold 14 Gewichtsteile

Quecksilber 77 Gewichtsteile

Eisen 2 Gewichtsteile

Silicium 4 Gewichtsteile

Graphit 3 Gewichtsteile

Beispiel III

Platin 10 Gewichtsteile

Quecksilber 81 Gewichtsteile

Eisen 1 Gewichtsteil

Silicium 5 Gewichtsteile

Graphit 3 Gewichtsteile

Beispiel IV

Silber 11 Gewichtsteile

Quecksilber 81 Gewichtsteile Nickel 1 Gewichtsteil

Silicium 4 Gewichtsteile

Graphit 3 Gewichtsteile

60

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bioelektrische Hautkontaktelektrode, deren Elektrodenmaterial zu etwa 90 Gewichtsprozent aus einer Legierung mindestens eines Edelmetalls mit legierungsbildendem Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung zusätzlich ein Metall der Eisengruppe, ein Halbleiterelement und Graphit enthält

2. Hautkontaktelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial 52 bis 62 Gewichtsteile mindestens eines Edelmetalls, 3 bis 6 Gewichtsteile des Halbleiterelementes, etwa 3 Gewichtsteile Graphit, Spuren bis 2 Gewichtsteile des Metalls der Eisengruppe und im übrigen legierungsbüdendes Metall enthält

3. Hautkontaktelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial Kupfer und/oder Quecksilber als legierungsbildendes Mejall enthält