DK161300B - Elektrode, der er fastholdt og stabiliseret ved hjaelp af vakuum - Google Patents

Description

, DK 161300 B

Den foreliggende opfindelse angår en elektrode og nærmere bestemt en elektrode til anvendelse ved optagelse af elektrokardiogrammer (EKG), og af den i den indledende del af krav 1 angivne art.

5 En sådan elektrode er kendt fra beskrivelsen til Østrigsk patent nr. 248.608. Den kendte elektrode fastholdes ved hjælp af et vakuum, der tilføres gennem et rør forbundet til elektroden. En ventil, som hjælper ved tilførslen af vakuummet, holdes lukket, når elektroden ikke er fastgjort, åbner automatisk ved 10 påsætning af elektroden og lukker automatisk, dersom elektroden falder af. I henhold til en beskreven udførelsesform er en elektrodeplade fjederbelastet ved hjælp af en elastisk membran koblet til en omgivende tætningsring. Når elektrodefladen presses mod patientens hud, åbner en ventil, og der tilføres vakuum 15 til et hulrum, der strækker sig rundt om elektroden og som begrænses af tætningsringen.

Den elastiske membran tillader elektrodepladen at dreje sig og at bevæge sig aksialt i forhold til tætningsringen. Uheldigvis har det vist sig, at på grund af denne bevægelsesfrihed 20 har elektroderne en tilbøjelighed til at falde af med mindre der anvendes et meget kraftigt vakuum, dvs. tryk, som efterlader tydelige sugemærker. Endvidere er der ingen garanti for, at elektrodetrykket vil forblive konstant og derfor er der elektriske funktion af elektroden afhængig af, at patienten 25 ligger fuldstændigt roligt. Meget små variationer er tilstrækkelige til at give ændringer i kontaktmodstanden, således at basislinien, i forhold til hvilken EKG-variablerne reproduceres på en skriver eller et lignende optageinstrument, bliver ustabile og variable. Følgelig har denne måde til fastgørelse 30 af elektroder til en patient ved hjælp af vakuum under udnyttelse af centralt placerede sugeorganer ikke fundet bred anvendelse i praksis til trods for, at metoden er både praktisk og fordelagtig i teorien i forbindelse med mange elektroder.

Et formål med den foreliggende opfindelse er at tilveje-35 bringe en elektrode af den i indledningen beskrevne art, hvilken elektrode vil forblive fast forankret og dermed bedre udføre det tilsigtede formål og som vil forblive fast forankret til en patient selvom patienten skulle bevæge sig under undersøgelsen, som vil undgå at der opstår basislinievariationer 40 på grund af ændringer af kontakttrykket mod overfladen og som

DK 161300 B

2 vil muliggøre funktionelle prøver at blive udført på hjertet af en patient under patientens bevægelse, hvilket fra et diagnostisk synspunkt er meget ønskeligt, men som er så vanskeligt at udføre under anvendelse af konventionel teknik at det har 5 været umuligt at inkludere sådanne undersøgelser i generelle rutineprocedurer.

Disse formål og de tilknyttede fordele realiseres i henhold til opfindelsen ved hjælp af en elektrode, der er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

10 Fordelagtige udformninger er defineret i underkravene.

I henhold til opfindelsen er der tilvejebragt en ved sugning fastholdt elektrode, som har en relativt stiv forbindelse mellem en elektrodeflade og en omgivende tætningsring forsynet med en tætningslæbe. Tætningslæben er fortrinsvis 15 noget bøjelig, men ikke i ekstrem grad, således at tætningen udføres ved hjælp af en moderat krummet overflade.

En elektrode, som holdes på plads ved hjælp af sugekræfter og som har en omgivende tætningsring, som er forholdsvis stift forbundet til en centralt placeret elektrodeplade 20 er kendt fra beskrivelsen til USA patent nr. 4.248.243. Ved denne elektrode kan sugekræfterne imidlertid ikke tilføres igennem en slange fra en central vakuumkilde, eftersom konstruktionen af denne elektrode mangler den selvlukkende ventil, som kendes fra det østrigske patent og som ikke kan kom-25 bineres med den stive elektrodeopbygning. Denne kendte elektrode forsynes i stedet for med trykluft, som driver en ejek-torsugeindretning placeret i selve elektroden. Dette bevirker at elektroden er meget forstyrrende, specielt for en patient, som undergår en undersøgelse, eftersom den afgiver en høj, 30 hvinende støj, når den anbringes på kroppen af patienten. Endvidere vil alt som trænger ind i ejektorrøret på sugeindretningen blive blæst ud derigennem i rummet, fx aerosoler indeholdende elektrodepasta, som er smurt på elektroden, og ikke-sterile kropsvæsker (fra transpiration) og derfor er der når 35 man anvender denne elektrode involveret både støj og andre åbenlyse sanitære ubehageligheder. På grund af denne opbygning kan en sådan elektrode ikke steriliseres og ejheller kan den anvendes på samme måde som en engangselektrode. Yderligere skal den luft, som driver ejektoren, være forsynet med et forholds- 2 40 vis højt tryk, tilnærmelsesvis 0,6 kg/cm , hvilket resulterer 3

DK 161300 B

i tætningsproblemer og kræver anvendelse af trykslanger.

For tiden anvendes der i hovedsagen to typer elektroder. For det første anvendes der en elektrode af engangstype, som fastgøres ved hjælp af et klæbestof (lim, selvklæbende 5 tape etc.) eller ved hjælp af gummibånd eller lignende. For det andet anvendes der en elektrode til flergangsbrug, som holdes på plads ved hjælp af en lokalt frembragt vakuumkraft.

Et velkendt vakuumprincip anvender sammentrykning og efterfølgende ekspansion af gummibolde. Uheldigvis har disse bolde 10 på grund af utilstrækkelige reservoirstørrelser en tendens til at falde af i tilfælde af blot meget små lækager, hvilket fører til alvorlige problemer, når man ønsker at arbejde med fx seks elektroder fastgjort til patienten samtidigt, hvilket er en normal rutineprocedure. Følgelig er ingen af disse systemer 15 fuldt tilfredsstillende. Disse ulemper elimineres i vidt omfang ved hjælp af opfindelsen.

I henhold til en fordelagtig udformning ifølge opfindelsen kan elektroden delvis have form som en engangselektro-de eller kan omfatte umiddelbart udskiftelige, steriliserbare 20 komponenter. Det er hensigtsmæssigt at elektrodepladen har form af en lille engangs-,'knap,,, eftersom det bedste materiale til fremstilling af elektrodefladen af elektrokemiske grunde er sølv med en belægning af sølvklorid, idet dette materiale gøres sort ved hjælp af lys. Til dette formål kan en metal- 25 eller plastikelektrode forsynet med en tryklåsfastgørelse for synes med et meget tyndt lag sølv. Tætningsringen kan også fremstilles af et elastomerisk materiale og ringene udskiftes efter hver enkelt anvendelse og indsamles, vaskes og steriliseres for genbrug, med mindre man ønsker at konstruere ringe-30 ne til engangsbrug.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere med henvisning til et udførelseseksempel vist i tegningen. I tegningen er:

Fig. 1 en adskilt afbildning af en elektrode, som om-35 fatter tre dele, fig. 2 et snit gennem en elektrode i inaktiv stilling med vakuumventilen lukket, og fig. 3 en afbildning af en elektrode fastgjort til en patient.

40 De forskellige komponenter i den illustrerede udform- 4

DK 161300 B

ning ses bedst i fig. 1. En elektrodeplade 1, som kan være fremstillet af metal eller af et formstof/ har en metaloverflade 4 og er forsynet med fremspring for at give god kontakt med huden, selv hvor der forekommer en behåring. På bagsiden af 5 pladen er der en stilk 5, som danner hankomponenten i en trykluftsforbindelse. Stilken 5 er indrettet til at blive trykket ind i en hunpart 6 placeret i et bagstykke 3, hvorved den trænger ind i et hul 18 i en mellemliggende plade eller indsats 2, som bl.a. omfatter en tætningsring 9. Det ses, at trykluftsfor-10 bindeisen er af en sædvanlig type anvendt i forbindelse med beklædningsstykker. Bagstykket kan være et elektrisk ikke-ledende formstof, som eventuelt er forsynet med en metallisk afskærmning (ikke vist). Forbundet til'bagstykket er en vakuumslange eller rør 8, gennem hvilken en skærmet leder 7 trækkes 15 til den metalliske trykluftsforbindelse 6. Når forbindelsesdelene 5,6 presses sammen er elektrodepladen fast forbundet til bagstykket og er gennem den elektriske leder 7 forbundet til en konventionel strømforsyning. Vakuumslangen forbindes til et hulrum i bagstykket og omkring hundelen 6 i forbindel-20 sen er der et antal huller 20.

Fig. 2 viser elektrodekomponenterne ifølge fig. 1 i den samlede tilstand. For tydelighedens skyld er kun fig. 1 blevet forsynet med henvisningsbetegnelser. Imidlertid er delene, der vises i de øvrige figurer, let identificeret ved 25 simpel sammenligning med fig. 1. Komponenterne 1 og 2 i den viste udformning er rotationssymmetriske, hvilket letter deres fremstilling. En sådan symmetri er imidlertid ikke absolut nødvendig.

Indsatsen 2, som fortrinsvis er fremstillet af silikone-30 gummi, er forsynet med et forholdsvis stift udformet .ringaf-snit 9, der udefter langs omkredsen har en tætningslæbe 13, som tætner mod huden ved elektrodens brug. Elektrodens tilstand i inaktiv tilstand skal først beskrives med henvisning til fig. 2.

35 Det ses, at den relativt flade midterdel af indsatsen med hullet 18 vil være i anlæg med tætningslæben 15 på bagstykket 3. Oversiden af denne midterdel står som det ses i fig. 1 ved hjælp af huller 11 placeret langs omkredsen i forbindelse med tindersiden. På undersiden af midterdelen er der endnu 40 en tætningslæbe 14. Læben 14 ligger an mod bagsiden af elek- 5

DK 161300 B

trodepladen 1 og både læben 14 og læben 15 aflukker et hulrum til hvilket der tilføres vakuum og som afgrænses af midterdelen og af elektrodepladen, hvorved der sker en vis nedbøjning i midterdelen af indsatsen 2, som bidrager til eftergivende ^ anlæg af flangen 17 placeret på indsatsen 2 mod en yderligere læbe 16 på bagstykket 3. I den i fig. 2 viste udformning vil bortset fra ubetydelige lækager kun det nævnte hulrum bag elektrodefladen 1 være sat under vakuum.

Når der tilføres vakuum til elektrodesamlingen vist i 10 fig. 2 og elektroden placeres på huden af en patient (efter påsmøring af en elektrodepasta etc., der imidlertid også kan undværes) sker følgende hændelser. Når den rundtløbende, fremstående læbe 13 presses mod huden, vil den derved påførte kraft virke på flangen 17 via den relativt lidt bøjelige ring 15 9 og derved eftergiveligt deformere flangen, hvorved midter delen af indsatsen 2 deformeres og læben 14 løsner sig fra bagsiden af elektrodepladen 1. Rummet eller hulheden imellem huden og elektrodepladen 1 sættes i forbindelse med vakuumkilden og eftersom indsatsen 2 er forsynet med huller 12, vil 20 hele rummet eller alle elektrodehulrum blive sat under vakuum, hvorved tætningslæberne 13 og 16 vil tætne mellem bagstykket 3 og huden. Derved når man frem til det i fig. 3 viste udseende.

Det ses af fig. 3, at bagstykket 3 og ringen 9 nu fun-25 gerer som en indbyrdes låsende samling. Selvom ringen 9 presses udefter bort fra bagstykket på grund af en elastisk bøjningkraft, der virker på flangen 17, er denne kraft uden betydning sammenlignet med de pneumatiske kræfter. Det anvend-te vakuum behøver ikke at overstige 0,1 kg/cm . Lufttrykket 30 vil da på huden udøve en kraft, som i det væsentlige svarer til kraften på overfladen inden for læben 13. Denne kraft modvirkes af den modstand huden normalt udøver og som for størstedelen udøves på undersiden 4 af elektrodepladen 1, hvorved der opnås en særlig god kontakt. På grund af hudens deforme-35 ring opnås der også en vis formeffekt eller indlejringsvirkning, som forhindrer elektrodepladen i at glide. Elektrodepasta og sved er tilbøjelig til at reducere friktionen og derfor er indtrækning i elektroden nødvendig for at holde elektroden fast mod vridnings- og forskydningskræfter. I realite-40 ten kan en vridningskraft fra slangen 8 bevirke at huden føl- 6

DK 161300 B

ger med i bevægelsen indtil deformationen er for stor og læben ikke længere er i stand til at sørge for tætningen, hvorefter elektroden følgelig vil falde af og den eftergivelige flange 13 vende tilbage til stillingen ifølge fig. 2 med ventiltæt-5 ningen igen i brug.

For at opnå en god funktion må elektrodefladen 4 i den i fig. 3 viste stilling trækkes indefter i forhold til læben 13 på ringen 9. Med en læbediameter på 30 mm trækkes elektrodepladen hensigtsmæssigt indefter til en dybde på 3-4 mm 10 (i figurerne er den viste elektrodesamling forstørret med en faktor to).

Den beskrevne udformning har vist sig i praksis at fungere yderst tilfredsstillende. Fx kan seks elektroder fastgøres til en patient meget hurtigt, eftersom ingen haner be-15 høver at blive åbnet og eftersom alt, der er behov for, er helt enkelt at presse elektroderne én ad gangen mod huden af patienten, idet placeringen, hvor hver elektrode skal anbringes, hensigtsmæssigt idenficeres ved passende symboler på bagsiden af de respektive bagstykker. Det har vist sig at krops-20 behåring ikke udgør noget problem og at elektroderne sidder fast selvom patienten hopper på bare ben på gulvet. På grund af det lave sugetryk på en tiendedel atmosfære, vil huden på en normal person ikke få sugemærker, bortset fra en svag rød ring, hvor læben 13 har siddet også selvom elektroderne har 25 været fastgjort i 30 minutter. Efter at have anvendt elektroderne og afbrydelse af vakuumkilden, er alt hvad der behøves at aftage elektrodepladen 1 via trykluftsforbindelsen, hvorved den elastomeriske indsats 2 vil følge efter og placere nye eller steriliserede komponenter på bagstykket 3, hvorefter 30 elektroden er klar til brug med en ny patient. Komponenterne kan umiddelbart steriliseres og et stort antal kan steriliseres samtidigt. Elektroderne udformet i henhold til opfindelsen er således yderst praktiske og hygiejniske og tillader undersøgelser, som hidtil har været besværlige på grund af 35 mangler ved elektrodefunktionen, at blive udført som ren rutine. På grund af den elektriske pålidelighed og stabilitet i elektrodekontakten kan disse undersøgelser udføres hurtigere end det hidtil har været muligt og tidligere anvendte sammenligningsmetoder kan afkortes. X visse tilfælde, især når 7

DK 161300 B

elektroderne anvendes i længere perioder eller ved undersøgelser, hvor patienter sættes under legemsanstrengelser, kan det være hensigtsmæssigt i elektroden at indføre en eller anden form for væskeabsorberende materiale, fx trækpapir eller lig-5 nende, idet materialet placeres mellem den elastomeriske komponent og bagstykket og kasseres efter brug.

Claims (12)

1. Elektrode, især til elektrokardiografiske undersøgelser og lignende, og som er indrettet til at blive fastgjort ved hjælp af en slange eller et rør, gennem hvilken der!til- 5 føres vakuum fra en vakuumkilde, og hvilken elektrode omfatter en elektrisk ledende elektrodeplade (1), som kan kobles til et måleinstrument (via 6) og som ligger an mod en overflade af fx hud via en elektrodeoverflade (4), og som endvidere omfatter et ikke bøjeligt bagstykke (3), der bærer elek-10 trodepladen (1), samt tætningsorganer (2), som omgiver elektrodepladen (1) og omfatter en tætningsring (9), som forløber rundt langs omkredsen af elektrodepladen og er afsluttet med en tætningslæbe (13) og som, når elektroden er i brugsstilling, ligger an mod nævnte overflade på en sådan måde, at 15 i brugsstillingen omslutter overfladen og tætningsorganerne et hulrum, til hvilket vakuummet fra vakuumkilden er sluttet, idet elektrodepladen og tætningslæben (13) er bevægelige i forhold til hinanden med en elastisk kraft (via 17), som søger at skille elektrodepladen fra et af tætningslæben define-20 ret plan, fra en arbejdsstilling (fig. 3) til en hvilestilling (fig. 2), hvor denne bevægelse er indrettet til at aktivere lukningen af ventilorganer til afskæring af vakuumtilførslen., til hulrummet, kendetegnet ved, at elektrodepladen såvel i arbejdsstilling som i hvilestilling er indrettet til 25 at indtage samme relative stilling i forhold til.bagstykket (3), og at tætningslæben (13) er placeret på en bevægelig ring (9), som støtter mod bagstykket (3) i arbejdsstillingen.

2. Elektrode ifølge krav 1, kendetegnet ved, at både elektrodepladen (1) og tætningsorganerne (2) er af- 30 tagelige fra bagpladen (3) og udskiftelige.

3. Elektrode ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tætningsorganerne (2) omfatter en enkelt elastomerisk komponent, som omfatter tætningsringen (9) indbefattende tætningslæben (13), at tætningsringen bort fra tætningslæben (13) har 35 en membran med et centralt hul (18), gennem hvilket en stilk (5) på elektroden er indrettet til at passere, og at bagstykket (3) har holdeorganer (6), der samvirker med stilken (5). DK 161300 B

4. Elektrode ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den elastomeriske komponent har eftergivelige organer (17), der er sammentrykkelige til eftergiveligt anlæg mod bagstykket (3), at den elastomeriske komponents midterste del samvir-5 ker med bagstykket via første tætningsorganer (15), inden for hvilke den elastomeriske komponent har i det mindste én gennemgående åbning (11) til frembringelse af et vakuum på forsiden af komponenten, og at der udefter i forhold til åbningen (11) er andre tætningsorganer (14), der er indrettet til at 10 tætne mod elektrodepladens overside i afspændt, ukomprimeret tilstand af de eftergivelige organer (17), og hvis tætningsvirkning er indrettet til at ophøre, når tætningsringen bevæges mod bagstykket under påvirkning af de eftergivelige organer (17) .

5. Elektrode ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den elastomeriske komponent mellem tætningsringen (9) og de andre tætningsorganer (14) har i det mindste én gennemgående åbning (12), og at de eftergivelige organer (17) omfatter en rundtgående flange (17), som under tætning har anlæg mod en 20 tætningslæbe (16) på bagstykket (3), idet alle elektrodehulheder i den aktive stilling er i forbindelse med vakuumkilden.

6. Elektrode ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektrodepladen i den aktive stilling af elektroden indtager en tilbagetrukket stilling i forhold til tætningslæben (13).

7. Elektrode ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektrodeoverfladen (4) af elektrodepladen er konkav.

8. Elektrode ifølge krav 7, kendetegnet ved, at elektrodeoverfladen (4) af elektrodepladen er forsynet med små fremspring.

9. Elektrode ifølge krav 3, kendetegnet ved, at organer til udløseligt at fastholde elektrodepladen til bagstykket omfatter en tryklåsmekanisme.

10. Elektrode ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at elektroden er koblet til 35 et måleinstrument via en elektrisk, fortrinsvis skærmet leder (7), som er trukket gennem en vakuumledning eller slange (8) forbundet til bagstykket.

11. Elektrodeplade til brug i en elektrode ifølge et hvilket som helst af krav 1 til 6, kendetegnet ved, DK 161300B ίο. at der på bagsiden af elektrodepladen er en stilk (5) med et fortykket afsnit på dens ene ende og indrettet til at udgøre tryklåsemekanismens handel.

12. Elektrodeplade ifølge krav 11,kendetegnet 5 ved, at der på forsiden (4) er fremspring (fig. 1).