WO2009043196A1

WO2009043196A1 - Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere für mehrkanalige elektrostimulation oder elektrophysiologische messungen, und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: WO2009043196A1
Application number: PCT/CH2008/000410
Authority: WO
Inventors: Bernhard Bischoff
Original assignee: BISCHOFF TEXTIL AG
Current assignee: BISCHOFF TEXTIL AG
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2010-04-03

Abstract

Eine Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere zur Elektrostimulation oder für elektrophysiologische Messungen, umfasst eine an die Körperoberfläche (2) eines die Vorrichtung tragenden Individuums anzulegende erste Textillage (4), die an der körperzugewandten Seite mit mindestens einer Stickelektrode (6) versehen ist, welche aus einem elektrisch leitenden Garn (8) gebildet und mit einer zugeordneten elektrischen Zuleitung (10) elektrisch kontaktiert ist. Die Zuleitung ist aus einem mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehenen elektrisch leitenden Draht (11) gebildet ist und auf der körperabgewandten Seite der Textillage aufgestickt ist. Die elektrische Zuleitung und die Stickelektrode überlappen sich in einem flächigen Kontaktierungsbereich. Die Umhüllung der Zuleitung weist im Kontaktierungsbereich eine Vielzahl von Verletzungsstellen auf, welche den elektrischen Kontakt zwischen der Zuleitung und der Stickelektrode bilden.

Description

Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere für mehrkanalige Elektrostimulation oder elektrophvsiologische Messungen, und Verfahren zu deren Herstellung

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Textilelektrodenvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Textilelektrodenvorrichtung.

Stand der Technik Textilintegrierte Elektroden für transkutane Elektrostimulation (Oberflächenelekt- rostimulation) gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie durch die Integration in Manschetten oder Kleidungsstücken die Anwendung von Elektrotherapien, muskulärem Aufbautraining, elektrischer Schmerztherapie oder funktioneller E- lektrostimulation erheblich vereinfachen. Des Weiteren werden textilintegrierte Elektroden aber auch für elektrophysiologische Messungen eingesetzt.

Eine gattungsgemässe Textilelektrodenvorrichtung ist in der WO 01/02052 A2 beschrieben. Namentlich wird dort ein Bekleidungsstück gezeigt, das zumindest eine elektrisch leitende und eine elektrisch isolierende Zone aufweist und zur Verwendung als medizinische Elektrode geeignet ist. Die bekannte Textilelektrodenvorrichtung umfasst eine Textillage, die gegen die Körperoberfläche eines die Vorrichtung tragenden Individuums vorspannbar ist und die an der körperzugewandten Seite mit einer Gruppe von Elektroden versehen ist. Unter anderem sind in der WO 01/02052 A2 auch gestickte Elektroden erwähnt, die insbesonde- re aus einem elektrisch leitenden Garn gebildet sein können. Weiterhin ist der WO 01/02052 A2 entnehmbar, dass jede Elektrode mit einer zugeordneten elektrischen Zuleitung verbunden ist. Diese elektrischen Zuleitungen bestehen aus Drähten oder Fäden, beispielsweise aus rostfreien Stahl- oder Kupferfasern, die in einem kurzen Endabschnitt linienartig mit der Stickelektrode überlappen. Eine weitere Stickelektrodenvorrichtung dieser Art ist in WO 2006/060934 beschrieben. Die bekannten Textilelektrodenvorrichtungen weisen insbesondere im Zusammenhang mit den elektrischen Zuleitungen erhebliche Nachteile auf. Erstens besteht bei drahtförmigen Zuleitungen stets die Gefahr, dass einzelne Drähte unter mechanischer Belastung bzw. Spannung zerreissen. Zweitens kann der elektri- sehe Kontakt von Zuleitungsdraht und gestickter Elektrode insbesondere unter Dehnbelastung problematisch sein, da die Kontaktzone im Wesentlichen durch eine vergleichsweise geringe Anzahl von punktförmigen Berührungszonen des Drahtendes mit dem Stickgarn der Elektrode gebildet werden. Diese Berührungszonen werden beim Dehnen der Textillage leicht aufgehoben und damit der elektrische Kontakt unterbrochen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Textilelektrodenvorrichtungen besteht darin, dass in gewissen Situationen zur Herbeiführung eines optimalen elektrischen Kontaktes zwischen Elektrode und Haut ein Kontaktierungsmedium, beispiels- weise ein leitendes Gel, aufgetragen werden muss. Dies ist nicht immer erwünscht.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Textilelektrodenvorrichtung an- zugeben, mit der sich insbesondere die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeiden lassen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Textilelektrodenvorrichtung anzugeben.

Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Textilelektrodenvor- richtung eine Textillage, die zum Anlegen an die Körperoberfläche eines die Vorrichtung tragenden Individuums vorgesehen ist. An der körperzugewandten Seite ist diese Textillage mit mindestens einer Stickelektrode versehen, welche aus einem elektrisch leitenden Garn gebildet und mit einer zugeordneten elektrischen Zuleitung elektrisch kontaktiert ist. Die Zuleitung ist aus einem elektrisch leitenden Draht gebildet, der mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehen und auf der körperabgewandten Seite der Textillage aufgestickt ist. Dabei überlappen sich die Zuleitung und die Stickelektrode in einem flächigen Kontak- tierungsbereich. Die Umhüllung des Zuleitungsdrahtes weist im Kontaktierungs- bereich eine Vielzahl von Verletzungsstellen auf, welche den elektrischen Kontakt zwischen der Zuleitung und der Stickelektrode bilden. Diese Verletzungsstel- len können insbesondere im Zuge des Stickvorganges zur Anbringung der Stickelektrode erzeugt werden, indem die Sticknadel beim Einstechen in den Kontak- tierungsbereich die isolierende Umhüllung des die elektrische Zuleitung bildenden Garns anritzt. Unterstützend oder alternativ zu diesem mechanischen Vorgang kann eine zusätzliche Beschädigung der Umhüllung mittels Laserlicht, UIt- raschall oder Wärme hervorgerufen und damit eine noch bessere Kontaktierung erreicht werden.

Der Begriff "flächiger Kontaktierungsbereich" ist im vorliegenden Zusammenhang so zu verstehen, dass die Stickelektrode und die zugeordnete Zuleitung einen Überlappungsbereich aufweisen, der im Vergleich zur Gesamtfläche der Stickelektrode nicht vemachlässigar ist. Vorzugsweise macht der Überlappungsbereich 5% bis 10% der Elektrodenfläche aus. Geometrisch gesehen ergibt sich der Überlappungsbereich aus dem Produkt des Durchmessers des Zuleitungsdrahtes und der Länge des mit der Stickelektrode überlappenden Drahtabschnit- tes.

Der Begriff "Textillage" ist im Sinne einer dünnen und biegsamen flächigen Lage zu verstehen; nebst verschiedenen Geweben und Gewirken sind darunter auch geeignete Folien und Membranen, wie beispielsweise die für funktionale Beklei- dungsstücke eingesetzten hydrophilen oder dampfdurchlässigen Membranen zu verstehen.

Die erfindungsgemässe Textilelektrodenvorrichtung zeichnet sich im Vergleich zum Stand der Technik durch verschiedene Vorteile aus. Namentlich wird ein guter und zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen Zuleitung und Stickelektrode sichergestellt. Durch den Wegfall der drahtförmigen Zuleitungen wird so- wohl ein Ausreissen der elektrischen Kontaktierung wie auch die Unannehmlichkeit von Druckstellen vermieden. Da die elektrische Zuleitung aus einem elektrisch isolierten Garn gestickt ist, werden unerwünschte Kurzschlüsse und Kriechströme im Zuleitungsbereich vermieden, ohne dass hierfür zusätzliche Massnahmen wie eine Abdecklage oder dergleichen notwendig wären.

Die erfindungsgemässe Textilelektrodenvorrichtung ist insbesondere zur Elektrostimulation geeignet, sie kann aber auch für elektrophysiologische Messungen eingesetzt werden. Grundsätzlich ist sie aber auch für weitere medizinische oder nichtmedizinische Anwendungen verwendbar.

Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten Textilelektrodenvorrichtung folgende Schritte:

a) Anbringen der elektrischen Zuleitung auf der ersten Seite der Textillage, indem ein mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehenes elektrisch leitendes Garn aufgestickt und dabei eine gestickte Leiterbahn gebildet wird; und

b) Anbringen der Stickelektrode auf der zweiten Seite der Textillage, indem ein elektrisch leitendes Garn aufgestickt wird, wobei sich die Stickelektrode und die elektrische Zuleitung in einem flächigen Kontaktierungsbereich ü- berlappen, und wobei das Aufsticken der Stickelektrode eine Vielzahl von Verletzungsstellen in der Umhüllung des die Zuleitung bildenden Garns verursacht und damit eine elektrische Kontaktierung von Stickelektrode und

Zuleitung im flächigen Kontaktierungsbereich erzeugt.

Dabei ist die besagte zweite Seite der Textillage als körperzugewandte Seite der Textilelektrodenvorrichtung vorgesehen. Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass zunächst die Textillage mit der gewünschten Anordnung von Leiterbahnen bestickt werden kann und danach in einem einzigen Arbeitsgang die Elektroden aufgestickt und zugleich mit den Zuleitungen kontaktiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Vorzugsweise ist die als elektrische Zuleitung dienende gestickte Leiterbahn ausserhalb des Kontaktierungsbereichs serpentinenartig, also mit einer Vielzahl von Windungen in der Textillagenebene, angelegt. Damit wird erreicht, dass trotz einer vergleichsweise geringen inhärenten Dehnbarkeit der Leiterbahn eine Dehnung der Textillage entlang der Leiterbahnrichtung möglich ist, indem bei einer solchen Dehnung der Abstand zwischen den Windungen vergrössert wird.

Grundsätzlich kann die elektrische Zuleitung im Kontaktierungsbereich linear verlaufen, wobei zur Bildung eines guten Kontaktes ein möglichst grosser flacher Überlappungsbereich vorhanden sein sollte. Falls die Breite der Zuleitung deutlich geringer als die Breite bzw. der Durchmesser der Stickelektrode ist, wird im Kontaktierungsbereich vorteilhafterweise ein spiralförmiger Verlauf der Zuleitung vorgesehen. Beispielsweise verläuft die Zuleitung zunächst in einem randnahen Bereich der Stickelektrode und beschreibt anschliessend eine Spirale in Richtung der Stickelektrodenmitte. Es können aber auch andere geometrische Linienführungen verwendet werden, die eine möglichst lange Überlappungsstrecke von Zuleitung und Stickelektrode ergeben.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Textilelektroden- vorrichtung auf der körperabgewandten Seite der ersten Textillage eine zweite Textillage auf, wobei die erste Textillage vergleichsweise elastisch und die zwei- te Textillage vergleichsweise unelastisch ist. Weiterhin ist zwischen den beiden Textillagen ein Polsterungselement angeordnet, über das die erste Textillage einschliesslich der Stickelektrode vorgespannt ist, wobei die beiden Textillagen in einer das Polsterungselement umgebenden Randzone aneinander befestigt, insbesondere miteinander verklebt sind. Als Polsterungselement wird vorteilhafterweise ein kissenartiges Teil, beispielsweise aus einem elastischen Abstands- gewirke, verwendet. Mit dieser Ausgestaltung lässt sich ein guter Andruck der Stickelektrode gegen die Haut des die Vorrichtung tragenden Individuums erreichen.

Zur Herstellung einer solchen Textilelektrodenvorrichtung werden im Anschluss an den Verfahrensschritt b) die folgenden Verfahrensschritte vorgenommen:

c) auf der ersten Seite der ersten, vergleichsweise elastischen Textillage werden das Polsterungselement sowie die zweite, vergleichsweise unelastische Textillage angelegt derart, dass sich das Polsterungselement zwi- sehen den beiden Textillagen und gegenüber der Stickelektrode befindet;

d) die erste Textillage einschliesslich der Stickelektrode wird über das Polsterungselement vorgespannt; und

e) die beiden Textillagen werden in einer das Polsterungselement umgebenden Randzone aneinander befestigt.

Vorteilhafterweise werden im Schritt e) die beiden Textillagen miteinander verklebt, wobei insbesondere ein thermisch härtender Klebstoff, beispielsweise in Form eine Heissklebefolie, verwendet wird. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt c) zumindest in der besagten Randzone eine Heissklebefolie zwischen die beiden Textillagen angeordnet, und danach werden die Schritte d) und e) durch Anpressen eines geheizten Stempels bewirkt. Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Textilelektrodenvorrich- tung bereitgestellt, bei der die Stickelektrode aus dem besagten elektrisch leitenden Garn sowie aus einem feuchtigkeitsspeichernden Faden gebildet ist. Vorzugsweise hat der feuchtigkeitsspeichemde Faden ein Wasserrückhaltever- mögen von mindestens 40%, bezogen auf das Trockengewicht. Beispielsweise können hierfür Baumwollfäden verwendet werden; besonders geeignet sind jedoch Fäden aus Zellwolle oder Viskose. Derartige Stickelektroden zeichnen sich durch einen verbesserten elektrischen Kontakt mit der Haut der Trägerperson aus, wobei in der Regel auf das Anbringen eines Kontaktierungsmediums ver- ziehtet werden kann. Besonders geeignet sind derartige Elektroden bei Ausdauersportlern oder in anderen Anwendungsbereichen, die mit einer vergleichsweise starken Abgabe von Schwitzwasser einhergehen. Dieses Prinzip kann grundsätzlich bei jeder Art von Stickelektroden angewendet werden. Beispielsweise kann auch bei einer an sich bekannten Stickelektrode gemäss WO 2006/060934 durch das zusätzliche Versticken mit einem feuchtigkeitsspeichernden Faden ein verbesserter elektrischer Kontakt mit der Haut der Trägerperson erzielt werden.

Gemäss noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Textilelektroden- vorrichtung bereitgestellt, welche steuerbare Andruckmittel zur Einstellung des Andrucks der Stickelektrode gegen die Haut eines die Vorrichtung tragenden Individuums aufweist. Derartige Andruckmittel können beispielsweise ein ansteuerbares Luftkissen oder ein elektrisches Aktuatorelement umfassen. Mit einer derartigen Ausgestaltung lässt sich der Andruck nach Bedarf individuell oder automatisch aufbauen. Namentlich kann der Andruck in Ruhephasen, in denen nicht gemessen oder stimuliert wird, also keine Kontaktierung bestehen muss, wesentlich reduziert werden. Dementsprechend wird der Andruck nur in den Mess- bzw. Stimulierphasen vorübergehend erhöht. Dies ergibt für die Trägerperson eine erhebliche Verbesserung des Komforts, vor allem wenn die Textil- elektrodenvorrichtung über Stunden oder gar Tage getragen werden muss. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:

Fig. 1 eine Textilelektrodenvorrichtung, in Draufsicht auf die körperabge- wandte Seite der Textillage;

Fig. 2 die Vorrichtung von Fig. 1 , in schematischer Schnittdarstellung ge- mäss dem Schnitt H-Il der Fig. 1 ;

Fig. 3 die Vorrichtung von Fig. 2, mit Veranschaulichung eines Garnverlaufs;

Fig. 4 einen Ausschnitt einer weiteren Textilelektrodenvorrichtung, in schematischer Schnittdarstellung;

Fig. 5 eine Anordnung zur Herstellung der Vorrichtung der Fig. 4, in schematischer Schnittdarstellung, in einer Anfangsstellung des Pressklebevorgangs; und

Fig. 6 die Anordnung der Fig. 4, in schematischer Schnittdarstellung, in einer Endstellung des Pressklebevorgangs.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Textilelektrodenvorrichtung umfasst eine ge- gen die Körperoberfläche 2 eines die Vorrichtung tragenden Individuums vorspannbare Textillage 4, die an der körperzugewandten Seite mit einer Gruppe von flächig ausgebildeten Stickelektroden 6 versehen ist. Die Stickelektroden sind aus einem elektrisch leitenden Garn 8 gebildet. In der Regel umfasst eine solche Textilvorrichtung eine Elektrodengruppe aus mindestens zwei Stickelekt- roden, doch prinzipiell könnten auch zwei oder mehrere Textilelektrodenvorrich- tungen mit jeweils nur einer Stickelektrode zum Einsatz kommen. Die Stickelektrode 6 ist mit einer zugeordneten elektrischen Zuleitung 10 verbunden, die als gestickte Leiterbahn auf der körperabgewandten Seite der Textillage ausgebildet ist und mit der Stickelektrode in einem flächigen Kontaktierungsbe- reich überlappt. Die Zuleitung 10 umfasst einen mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehenen elektrisch leitenden Draht 11 , beispielsweise ein handelsüblicher Elektrodraht mit elektrisch leitender Seele und einer elektrisch isolierenden Kunststoff-Umhüllung. Die Zuleitung 10 ist mit einem ersten Faden 12 sowie einem zweiten Faden 12a an der Textillage 4 fixiert.

Die Stickelektrode 6 ist durch die Textillage 4 einschliesslich der Zuleitung 10 gestickt, wobei hierfür vorzugsweise ein Geflecht verwendet wird. Die Umhüllung des elektrisch leitenden Drahtes 11 weist im Kontaktierungsbereich eine Vielzahl von Verletzungsstellen auf. Dadurch besteht ein Kontakt zwischen dem die Stickelektrode bildenden, elektrisch leitenden Garn 8 und der elektrisch leitenden Seele des die Zuleitung bildenden Drahtes 11.

Als elektrisch leitendes Garn 8 für die Stickelektrode 6 wird beispielsweise ein stickbarer metallbeschichteter Mono- oder Multifilament-Faden aus Polyester verwendet. Ein solcher Faden, z.B. ein silberbeschichteter, verzwirnter PES 24x1 Faden, hat eine gute elektrische Leitfähigkeit. Es können aber auch schlechter leitende Materialien wie Karbonfäden oder Metalllitzen verwendet werden, da sich durch die vielen Querkontaktierungen des Gesticks dennoch eine gut leitende Elektrodenfläche herstellen lässt.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, sind die Zuleitungen 10 an ihrem von der Elektrodenfläche 6 abgewandten Ende 14 im Rastermassabstand parallel geführt. Dies ermöglicht das Anflanschen eines Flachbandsteckers an das textile Gewebe mit den eingestickten Zuleitungen, wie es in der Computerverbindungstechnik gebräuchlich ist. An diesen Flachbandstecker kann ein hier nicht beschriebener mehrkanaliger Elektrostimulator angeschlossen werden, der jede Elektrodenfläche individuell mit Strom versorgen kann. Eine weitere Möglichkeit der Kontaktie- rung ist eine Verbindung mittels entsprechend ausgestalteter elektrisch leitender Druckknöpfe. Alternativ zum Elektrostimulator kann aber auch ein Messgerät für die Durchführung von elektrophysiologischen Messungen angeschlossen werden. Darüber hinaus ist es an sich möglich, einen Teil der Stickelektroden als Messelektroden und eine anderen Teil als Stimulationselektroden zu verwenden.

Wie zudem in der Fig. 1 bei einer der Stickelektroden veranschaulicht, sind die Zuleitungen 10 im Kontaktierungsbereich mit der jeweils zugeordneten Stickelektrode 6 spiralförmig ausgeführt, was einen grossen Überlappungsbereich ergibt. Dadurch lässt sich die gesamte Elektrodenfläche möglichst homogen mit Strom versorgen.

Je nach Elastizität der Textillage werden überdies die elektrischen Zuleitungen 10 nicht geradlinig, sondern serpentinenförmig geführt, so dass die Elastizität des Gebildes durch die Zuleitungen nicht beeinträchtigt wird.

Erforderlichenfalls ist die Textillage auf der körperzugewandten Seite mit einem Kontaktierungsmedium belegt, welches die Stickelektroden abdeckt.

Zur Herstellung der oben beschriebenen Vorrichtung wird zunächst die elektrische Zuleitung 10 auf die erste Seite der Textillage 4 angebracht, wobei der mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehene elektrisch leitende Draht 11 aufgestickt wird. Anschliessend wird die Stickelektrode 6 auf der zweiten Seite der Textillage 4 angebracht, indem das elektrisch leitende Garn 8 durch die Tex- tillage 4 einschliesslich der Zuleitung 10 gestickt wird, sodass sich die Stickelektrode und die elektrische Zuleitung in einem flächigen Kontaktierungsbereich ü- berlappen. Beim Aufsticken der Stickelektrode 6 wird eine Vielzahl von Verletzungsstellen in der Umhüllung des die Zuleitung bildenden Drahtes 11 verursacht und damit die erforderlich elektrische Kontaktierung von Stickelektrode und Zuleitung im flächigen Kontaktierungsbereich erzeugt. Eine weitere Ausführungsform der Textilelektrodenvorrichtung ist in der Fig. 4. dargestellt. Wie bei der ersten Ausführungsform umfasst sie eine Textillage 4, die auf der körperzugewandten Seite eine Stickelektrode 6 und an der körperab- gewandten Seite eine mit der Stickelektrode 6 verbundene elektrische Zuleitung 10 versehen ist. Die Anbringungsart und die elektrische Kontaktierung zwischen Zuleitung und Stickelektrode sind auf dieselbe Art realisiert wie bei der ersten Ausführungsform. Auf der körperabgewandten Seite der ersten Textillage 4 befindet sich eine zweite Textillage 14. Dabei die erste Textillage 4 vergleichsweise elastisch und die zweite Textillage 14 vergleichsweise unelastisch. Weiterhin ist zwischen den beiden Textillagen ein Polsterungselement 16 angeordnet, über das die erste Textillage 4 einschliesslich der Stickelektrode 6 vorgespannt ist. Die beiden Textillagen sind in einer das Polsterungselement 16 umgebenden Randzone 18 aneinander befestigt.

Zur Herstellung einer solchen Textilelektrodenvorrichtung wird zunächst wie weiter oben beschrieben die erste Textillage 4 mit der oder den elektrischen Zuleitungen 10 sowie mit der oder den Stickelektroden 6 ausgerüstet. Anschliessend wird auf der als körperabgewandte Seite vorgesehenen erste Seite der ersten Textillage 4 das Polsterungselement 16 und danach die zweite Textillage 14 an- gelegt, so dass sich das Polsterungselement 16 zwischen den beiden Textillagen 4 und 14 und dort in der Zone gegenüber der Stickelektrode 6 befindet. Daraufhin wird die erste Textillage 4 einschliesslich der Stickelektrode 6 über das Polsterungselement 16 vorgespannt. Schliesslich werden die beiden Textillagen in einer das Polsterungselement umgebenden Randzone 18 beispielsweise durch Verkleben aneinander befestigt.

Vorteilhafterweise wird das obige Herstellungsverfahren so wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt durchgeführt. Die dazu verwendete Anordnung umfasst ein Basisteil 20 mit einer Silikonunterlage 22, welche eine obere Stirnfläche 24 mit einer Aus- sparung 26 für die Stickelektrode aufweist. Ein oberhalb des Basisteils 20 angeordneter Fixierrahmen 28 ist mit einer unteren Stirnfläche 30 versehen, die ge- gen die obere Stirnfläche 24 des Basisteils 20 andrückbar ist. Demnach wird bei abgesenktem Fixierrahmen, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, eine randständige Klemmzone 32 zwischen dem Fixierrahmen und dem Basisteil definiert. Ausser- dem umfasst die Anordnung ein heizbares Stempelglied 34, das in einer Aus- nehmung 36 des Fixierrahmens 28 satt gleitend und nach unten drückbar aufgenommen ist. Dadurch, dass die untere Aussparung 26 einen geringeren Innendurchmesser als die Ausnehmung 36 bzw. der Aussendurchmesser des Stempelglieds 34 ist, bildet der innere Teil der oberen Stirnfläche 24 des Basisteils 20 einen unteren Anschlag für das Stempelglied 34.

Zur Herstellung der Textilelektrodenvorrichtung von Fig. 4 wird zunächst eine mit Stickelektrode 6 und Zuleitung 10 versehene Textillage 4 auf das Basisteil 20 gelegt. Die körperzugewandte Seite der Textillage 4 ist dabei nach unten gerichtet. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich, ist die Textillage 4 so gross zu wählen, dass sie die obere Stirnfläche 24 des Basisteils 20 überdeckt. Anschliessend wird der Fixierrahmen 28 auf das Basisteil 20 gesetzt und nach unten gegen dieses vorgespannt. Dabei wird die Textillage 4 zwischen Basisteil 20 und Fixierrahmen 28 festgeklemmt. Daraufhin wird ein Polsterungselement 16 auf den mittleren Teil der Textillage 4, also auf die Rückseite der Stickelektrode 6 gelegt. Danach wird zuerst eine Heissklebefolie 38, deren Abmessungen im Wesentlichen den Innenabmessungen der Ausnehmung 36 entsprechen, gefolgt von einer zweiten, vergleichsweise unelastischen Textillage 14, auf das Polsterungselement 16 gelegt. Schliesslich wird das Stempelglied 34 von oben in die Ausnehmung 36 eingeführt. Damit ist die in Fig. 5 dargestellte Ausgangsstellung erreicht.

In der Folge wird das auf ca. 14O⁰C bis 200⁰C vorgeheizte Stempelglied 34 nach unten gedrückt. Auf diese Weise werden die zweite Textillage 14, die Heissklebefolie 38 sowie das Polsterungselement 16 gegen die erste Textillage 4 samt Stickelektrode 6 und Zuleitung 10 vorgespannt. Beim Erreichen der unteren An- schlagstellung wird die Heissklebefolie 38 zumindest in einer Randzone 18 zwi- sehen den beiden Textillagen verpresst und bildet dadurch eine randständige Verklebungszone.

Wenngleich im obigen Beispiel eine zylindersymmetrische Anordnung beschrie- ben wurde, können je nach Elektrodenform auch andere Querschnittformen verwendet werden. Ausserdem kann anstelle einer kreisscheibenförmigen Heiss- klebefolie, welche im Wesentlichen die ganze Rückfläche der Elektrode abdeckt, beispielsweise eine kreisringförmige Folie eingesetzt werden, welche nur die Randzone 18 abdeckt. Zur Herstellung einer Textilelektrodenvorrichtung mit mehreren Stickelektroden kann eine entsprechend konfigurierte Anlage mit mehreren Stempeln vorgesehen werden.

Bei einer weiteren, hier nicht dargestellten Textilelektrodenvorrichtung ist die Stickelektrode aus dem besagten elektrisch leitenden Garn sowie zusätzlich aus einem feuchtigkeitsspeichernden Faden, beispielsweise aus Baumwolle oder insbesondere aus Viskose, gebildet. Eine solche Vorrichtung lässt sich beispielsweise wie folgt herstellen. Zunächst wird eine erste Textillage mit der elektrischen Zuleitung versehen, wobei es sich um eine gestickte Leiterbahn oder um einen aufgestickten Draht handeln kann. Danach wird eine zweite, für die kör- perzugewandte Seite vorgesehene Textillage, vorzugsweise eine dünne Membrane, aufgelegt. Nun wird im Bereich der zu erstellenden Stickelektrode mit dem besagten feuchtigkeitsspeichernden Faden durch beide Lagen gestickt, wobei optional ein leitender Bobinenfaden mitverstickt werden kann. Schliesslich wird durch beide Lagen mit leitendem Faden (vorne und hinten) gestickt. Damit ist an sich eine Textilelektrodenvorrichtung bereitgestellt. Gewünschtenfalls wird auf der körperabgewandten Seite noch eine dritte Textillage angebracht. Für den elektrischen Anschluss an eine Stromquelle wird beispielsweise ein Druckknopfsystem verwendet, welches von der ersten Textillage durch die dritte Textillage nach aussen führt. Wie weiter oben erläutert, kann die Vorrichtung sandwichartig verklebt und gegebenenfalls mit einem Polsterungselement ausgestattet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere zur Elektrostimulation oder für elektrophysiologische Messungen, mit einer an die Körperoberfläche (2) ei- nes die Vorrichtung tragenden Individuums anzulegenden ersten Textillage

(4), die an der körperzugewandten Seite mit mindestens einer Stickelektrode (6) versehen ist, welche aus einem elektrisch leitenden Garn (8) gebildet und mit einer zugeordneten elektrischen Zuleitung (10) elektrisch kontaktiert ist, wobei die Zuleitung aus einem mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehenen elektrisch leitenden Draht (11) gebildet ist und auf der körperabgewandten Seite der Textillage aufgestickt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zuleitung und die Stickelektrode sich in einem flächigen Kontaktierungsbereich überlappen und dass die Umhüllung der Zuleitung im Kontaktierungsbereich eine Vielzahl von Verletzungsstel- len aufweist, welche den elektrischen Kontakt zwischen der Zuleitung und der Stickelektrode bilden.

2. Textilelektrodenvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zuleitung ausserhalb des Kontaktierungsbereichs ser- pentinenartig verläuft.

3. Textilelektrodenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zuleitung im Kontaktierungsbereich spiralförmig verläuft.

4. Textilelektrodenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der körperabgewandten Seite der ersten Textillage (4) eine zweite Textillage (14) aufweist, wobei die erste Textillage vergleichsweise elastisch und die zweite Textillage vergleichsweise unelas- tisch ist und wobei zwischen den beiden Textillagen ein Polsterungselement (16) angeordnet ist, über das die erste Textillage einschliesslich der Stickelektrode vorgespannt ist, wobei die beiden Textillagen in einer das Polsterungselement umgebenden Randzone (18) aneinander befestigt sind.

5. Textilelektrodenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Textillagen in der besagten Randzone miteinander verklebt sind.

6. Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickelektrode aus dem besagten e- lektrisch leitenden Garn (8) sowie aus einem feuchtigkeitsspeichemden Faden gebildet ist.

7. Textilelektrodenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der feuchtigkeitsspeichemde Faden ein Wasserrückhaltevermögen von mindestens 40%, bezogen auf das Trockengewicht, aufweist.

8. Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie steuerbare Andruckmittel zur Einstel- lung des Andrucks der Stickelektrode gegen die Haut eines die Vorrichtung tragenden Individuums aufweist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Textilelektrodenvorrichtung nach Anspruch 1 , umfassend die Schritte:

a) Anbringen der elektrischen Zuleitung auf der ersten Seite der Textilla- ge, indem ein mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung versehener elektrisch leitender Draht aufgestickt wird; und

b) Anbringen der Stickelektrode auf der zweiten Seite der Textillage, wobei mit einem elektrisch leitenden Garn durchgestickt wird, wobei sich die Stickelektrode und die elektrische Zuleitung in einem flächigen Kontaktierungsbereich überlappen, und wobei das Durchsticken eine Vielzahl von Verletzungsstellen in der Umhüllung des die Zuleitung bildenden Drahtes verursacht und damit eine elektrische Kontaktie- rung zwischen der gebildeten Stickelektrode und der Zuleitung erzeugt;

wobei die besagte zweite Seite der Textillage als körperzugewandte Seite der Textilelektrodenvorrichtung vorgesehen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9 zur Herstellung einer Textilelektrodenvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte im Anschluss an den Verfahrensschritt b):

c) auf der ersten Seite der ersten, vergleichsweise elastischen Textillage werden das Polsterungselement sowie die zweite, vergleichsweise unelastische Textillage angelegt derart, dass sich das Polsterungselement zwischen den beiden Textillagen und gegenüber der Stickelektrode befindet;

e) die beiden Textillagen werden in einer das Polsterungselement um- gebenden Randzone aneinander befestigt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt e) die beiden Textillagen miteinander verklebt.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass man beim Schritt c) zumindest in der besagten Randzone eine Heissklebefolie zwi- sehen die beiden Textillagen anordnet und danach die Schritte d) und e) durch Anpressen eines geheizten Stempels bewirkt.

13. Textilelektrodenvorrichtung, insbesondere zur Elektrostimulation oder für elektrophysiologische Messungen, mit einer an die Körperoberfläche eines die Vorrichtung tragenden Individuums anzulegenden Textillage, die an der körperzugewandten Seite mit mindestens einer Stickelektrode versehen ist, welche aus einem elektrisch leitenden Garn gebildet und mit einer zugeordneten elektrischen Zuleitung elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Stickelektrode zusätzlich einen feuchtigkeitsspeichern- den Faden umfasst.