DE2459627C2

DE2459627C2 - Medizinische Elektrode

Info

Publication number: DE2459627C2
Application number: DE2459627A
Authority: DE
Inventors: Albert Moore Centerville Ohio Hall; Robert Paul Monter; James Dayton Ohio Vernon
Original assignee: NDM CORP DAYTON OHIO US; Ndm Corp Dayton Ohio
Current assignee: NDM Acquisition Corp
Priority date: 1973-12-17
Filing date: 1974-12-17
Publication date: 1982-04-22
Also published as: AU7650774A; JPS5717528B2; SE7415731L; IT1024491B; CA1060549A; US3976055A; GB1469425A; JPS50106481A; DE2459627A1; FR2271797B1; AU476069B2; FR2271797A1; ES432972A1; CH596824A5

Description

JO

Die Erfindung bezieht sich auf eine medizinische Elektrode entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei dieser aus der US-PS 37 0' 346 bekannten Elektrode besteht der eigentliche, mit aem Elektrolyten in Verbindung stehende Leiter aus Metall. Dieses Metall ist entweder Silber oder ein anderes geeignetes Metall oder mit Silber oder einem anderen geeigneten Metall plattiertes Metall, wie beispielsweise mit Nickel oder Silber plattiertes Kupfer. Die Verwendung von reinem Silber hat zwar ein unverzerrtes Anzeigen der empfangenen Signale zur Folge. Jedoch hat die Verwendung einer solchen Menge von Silber erhebliche Herstellungskosten zur Folge. Die Elektrode mit einem Leiter aus metallbeschichtetem Metall ist funktionsun- 4% tüchtig. Bei den mit Silber beschichteten Kupferleitern hat man festgestellt, daß die unter Verwendung solcher Elektroden erhaltenen elektrokardiographischen Spuren eine unregelmäßige Basislinie und den Fehler haben, ungenau wiederholte Wellenformen anzuzeigen, insbe- so sondere, wenn sie über einen langen Zeitraum mit einem Elektrolyten in Berührung waren.

Die US-PS 35 66 860 vermittelt die Lehre, an der Berührungsfläche zwischen Leiter und Elektrolyt galvanisch aktives Metall zu vermeiden, da dieses galvanisch aktive Metall in diesen Bereichen zu Hautreizungen führt. Es wird daher vorgeschlagen, den Leiter der Elektrode nur aus Kunststoff herzustellen, welcher durch die Einlagerung von Kohlenstoff leitend gemacht wird. Durch diese Maßnahme soll jeglicher Kontakt von galvanisch aktiven Metallteilen mit der Haut oder dem verwendeten Elektrolyt vermieden werden. Die mit einem solchen Leiter Versehene Elektrode ist ebenfalls funktionsuntüchtig.

Aus der AT-PS I 66 016 ist eine Elektrode bekannt, die mehrschichtig ausgebildet ist und dabei aus einer Zinnfolie und einer elektrisch leitend gemachten Schicht eines Kunststoffes besieht. Es handelt sich bei dieser Elektrode um eine Elektrode für therapeutische Zwecke für die Diaihermiebehandlung, ohne die Verwendung eines Elektrolyts durch Aufbau eines Hochfrequenzfeldes zwischen den Elektroden.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei preisgünstiger Herstellung eine unverzerrte Anzeige der empfangenen Signale ermöglicht, welche ansonsten nur bei einem vollständig aus Silber bestehenden Leiter möglich wäre.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ergebenden Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung wird ein für biomedizinische Elektroden geeigneter Leiter geschaffen, der billig herzustellen ist, indem der Leiter, der galvanisch inaktiv ist und an der mit dem Elektrolyten in Verbindung stehenden Oberfläche nur einen winzigen Anteil eines galvanisch aktiven Materials enthalten muß. um die vorgenannte Aufgabe zu lösen.

Die Menge des galvanisch aktiven Materials ist nicht kritisch, solange mindestens etwa von diesem galvanisch aktiven Material an der Zwischenfiäche zwischen dem Elektrolyten und dem Leiter vorhanden ist. Es kann eine verschwindend kleine Metallmenge verwendet werden, die an der Berührungsfläche zwischen dem Elektrolyten und dem elektrisch leitenden, galvanisch inaktiven Material des Leiters angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das verwendete Metall ist nicht kritisch, solange das Metall in Gegenwart des Elektrolyten galvanisch aktiv ist. Wenn die Elektrode vorgefüllt mit einem Elektrolyten verpackt wird oder für Langzeitanzeigen verwendet wird, wird Silber bevorzugt. Zink wird für Elektroden bevorzugt, die während eines relativ kurzen Zeitraumes verwendet werden sollen, wobei der Elektrolyt unmittelbar vor eier Verwendung auf die Elektrode aufgebracht wird. Wenn mehr als ein paar Meiallpartike! an de^ Berührungsfläche mit dem Elektrolyten vorhanden sind, müssen alle Metallpartikel aus demselben Metall uder aus Legierungen mit derselben chemischen Zusammensetzung bestehen. Die an der Berührungsfläche vorhandenen Metalle sind vorzugsweise im wesentlichen rein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnit» einer medizinischen Elektrode mit einem gemäß der Erfindung hergestellten Leiter und

Fig. 2 eine Ansicht einer Art. in welcher die Leiter der Elektrode der in F i g. 1 gezeigten Art geprüft werfen können.

Fig. 1 zeigt eine Elektrode 10 mit einem gegossenen Leiter 28. Der Leiter 28 ersetzt ein zweiteiliges metallenes Schnappbefestigungselement.

Die Elektrode umfaßt zwei einander gegenüberliegende Hohlraumscheiben 12, zwischen denen eine Schaumstoffplatte 22 aus Kunststoffschaum eingeklemmt ist. Jede der Hohlraumscheiben 12 ist kreisförmig und hat einen im allgemeinen flachen Mittelteil 14 und einen gekrümmten verstärkenden Wulst 16, der den flachen Mittelteil 14 Umgibt. Der Wulst 16 endet an seinem äußeren Rand in einer Kante 18. Jede der Hohlraumscheiben 12 hat ein zentrales Durchgangsloch 20 zur Aufnahme des Leiters 28.

Die Hohlraumscheiben 12 sind jeweils aus relativ dünnem verformten Kunststoffplattenmaterial hergestellt, das im wesentlichen knickfest ist.

Die oben erwähnte Schaumstoffplatte 22 besieht aus einem geschäumten elastischen Material wie Polyvinylchlorid und hat eine Klebstoffschicht 24 aus druckempfindlichem Klebstoff, die auf eine ihrer Oberflächen aufgebracht ist und vor Gebrauch durch ". ein abnehmbares Papier 25 geschützt wird. Die Schaumstoffplatte 22 hat eine Mittelöffnung 26, die die gleiche Größe wie die Durchgangslöcher 20 in den Hohlraumscheiben 12 hat und mit diesen ausgerichtet ist. κι

Die Hohlraumscheiben 12 werden durch den einteiligen Leiter 28 gegen den Mittelteil der Schaumstoffplatte 22 zusammengepreßt. Der Leiter 28 besteht aus einem zylindrischen Körper 30, der an einem Ende einen kreisförmigen Flansch 32 zur Bildung einer π vergrößerten Oberfläche 33 und am anderen Ende einen Kopf 34 aufweist. Der Kopf 34 hat einen Halsabschnitt 38, der einen verringerten Durchmesser aufweist und zwischen dem äußeren Ende des Kopfes 34 und einem sich nach außen erweiternden konischen Abschnitt 36 2i> angeordnet ist. Der Aufbau ist so, daß der Kopf 34 durch die miteinander ausgerichteten Durchg· ngslöcher 20 und durch die Miltelöffnung 36 in der dazwischenliegenden Schaumstoffplatte 26 gedruckt werden kann, wodurch die Mittelabschnitte der'Hohlraumscheiberi 12 y> und der Mittelabschnitt der Schaumstoffplatte 22 zwischen dem Flansch 32 und dem konischen Abschnitt 36 aufgenommen sind.

Die axiale Länge des Körpers 30 ist so bemessen, daß die Schaumstoffplatte 22 ein wenig zusammengepreßt j(i ist. Wenn der Kopf 34 axial durch beide Durchgangslöcher 20 gedrückt ist. Dies führt dazu, daß die Schaumstoffplatte sich in Richtung des Körpers 30 ausdehnt und diesen eng umfaßt. Wie in F i g. 1 zu sehen ist, drückt der Leiter 28 auch die Hohlraumscheiben 12 r> mit ausreichender Kraft gegen die Schaumstoffplatte 22. so daß dieser zwischen den Kanten 18 der Hohlraumscheiben eingeklemmt wird, so daß sichergestellt ist. daß die Schaumstoffplatte 22 relativ zu den Hohlraumscheiben nur jeringes Spiel hat. 4(1

In F i g. 1 ist zu sehen, daß die Klebstoffschicht 24 auf der Schaumstoffplatte 22 auf derselben Seite der Elektrode angeordnet ist. wie die Oberfläche 33 des Flansches 32 des Leiters 28. Damit die Elektrode elektrokardiografische Signale von der Haut einer zu ■*> überwachende.! Person aufnehmen kann, kann sie ein Polster 40 aus Zellmaterial enthalten, welches mit einem elektrolytischen Gel getränkt ist und die Oberfläche 33 des Leiters 28 berührt. Das Polster 40 ist etwas dicker als die Tiefe der dmch die den Flansch 32 berührenden Hohlraumscheibe 12 gebildeten Schale. Daher wird das Polste- 40 eng und fest gegen die Oberfläche 33 zusammengedrückt, wenn die mit Klebstoff beschichtete Seite der Schaumstoffplatte 22 gegen die Haut einer Person gepre&t wird. 5ϊ

Im folgenden werden einige Versuche beschrieben. Fig. 2 zeigt den Versuchsaufbau durch Untersuchung der Leistungsfähigkeit von Elektrodenleitern. Zwei Elektroden lOabz'v. 106 sind im wesentlichen identisch aufgebaut. Die Leiter 28 der zwei Elektroden sind einander so gleich wie möglich ausgebildet. Jede Elektrode steht mit einem eigenen mit Elektrolyt getränkten Schwamm in Berührung, welcher die Oberfläche 33 seines Leiters 28 überlagert. Wie in Fig.2 gezeigt ist, sind die zwei Elektroden Fläche an Fläche zusammengesetzt, svobei der mit Elektrolyt getränkte Schwamm 40a, der in der Elektrode 10a aufgenommen ist, in enger Berührung mit dem Elektrolyt getränkten Schwamm 40öder Elektrode \Qb steht. Zur Vereinfachung kann das Ende des Leiters jeder Elektrode. d«i den mit Elektrolyt getränkten Schwamm berührt, als das feuchte Ende des Leiters und das mit Kopf versehene Ende des Leiters, das den mit Elektrolyt getränkten Schwamm nicht berührt, als das trockene Ende des Leiters bezeichnet werden.

Wie in Fig.2 gezeigt ist, wird der Halsabschnitt des trockenen Endes des Leiters der Elektrode 10a von einer Krokodilklemme 42a erfaßt. In gleicher Weise wird das trockene Ende des Leiters der Elektrode 10ώ von einer Krokodilklemme 42ώ erfaßt. Ein Impedanzmeßgerät 46 ist zwischen den Krokodilklemmen 42a und 42b angeschlossen. Käuflich erhältliche Meßgeräte, die für diese Art von Testversuchen geeignet sind, sind das Lab-Line Lectro mho-Meter, Model MC-I, Mark IV die von der Lab Line Industrief, Inc. verkauft werden und das Hewlett-Packard Vector Impedance Meter Model 4S00A. Alle in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Impedanzmessunger. wurden mit 1000 Hz durchgeführ»

Während eine meßbare Verringerung der Impedanz der Leiter und mit Elektrolyt getränkten Schwämme, wie sie in F i g. 2 zusammengebaut sind, im a'.'gemeinen eine verbesserte Leistung anzeigt, wenn eine einzelne Elektrode, die mit dem Typ des zu untersuchenden Leiters zusammengebaut ist. als funktionierende elektrokardiografische Elektrode verwendet werden würde, bestand das letzte Kriterium fü; die Brauchbarkeit der untersuchten Leiter in einer Wertermittlung der Leistungsfähigkeit einer zusammengebauten Elektrode, wenn sie an d?r Fläche 33 des Leiters von einem mn Elektrolyten getränkten Schwamm berührt und durch die Klebstoffschirht 24 an einer menschlichen Person befestigt war, so daC der mit Elektrolyt getränkte Schwamm die Haut der Person mit dem Leiter verband und elektrokardiografische Spuren sichtbar beobachtet werden konnten. Käuflich erhältliche Überwachungsgeräte, die für diesen Zweck geeignet sind, sind der Cardio-Entinel Monitor, Modell 505-032-050 Her von der Mennen-Greatbatch Elektronics, Inc. hergestellt wird und wenn eine ständige Aufzeichnung gewünscht ist. ein Hewlett-Packard Elektrocardiograf Model 1500B. Im folgenden sind verschiedene Versuchsergebnisse zusammengefaßt:

Beispiel I

Fein zerteilter leitender Kohlenstoff, der unter dem Warenzeichen Vulcan XC-72 von der Cabot Corporation of Boston. Massachusetts, verkauft wird, wurde mittels eines geeigneten Mischgeräts sorgfältig in einem Äthylenvinylacetat-copolymer dispergiert. das von der US Industrial Chemicals Co., Division of National Oistillers & Chemical Corporation, New York. New York, erhalten werden kann, um ein gießbares leitendes Kunststoffgemisch mit 70 Gew.-% des Copolymers und 30 Gew.-% des leitenden Kohlenstoffs zu erhalten Aus diesem Gemisch wurden mehrere aus Kunststoff bestehende Leiter 28 mit der in Fig. 1 gezeigten Form gegossen.

Beispiel II

Einige aus Kunststoff bestehende Leiter der gemäß Beispiel 1 hergestellten Leiter wurden zunächst durch Erwärmen ein.,* Endes (Oberfläche 33, Fig. 1) jedes Leiters erweicht und dann mit Zinkpulver mit einer Kraft in Berührung gebracht, die ausreichte, Zinkpartikel in der Oberfläche 33 jedes der Leiter einzubetten,

wobei die Korngröße des Zinkpuivers 44 μ (225 mesh) beirug. Die Menge des eingelagerten Zinks betrug ungefähr 1,1% des ursprünglichen Gewichts des Leiters. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die Leiter mit eingebettetem Zink in einzelnen Elektroden der in Fig. I gezeigten Art zusammengebaut und jede mit einem mit Gel imprägnierten Schwamm in Berührung gebracht, wobei die Schwämme mit der Oberfläche der Leiter in Berührung gebracht wurden, in welche Zinkpulver eingebettet war. Wenn diese Elektroden an einer Person angebracht waren, ergaben sie elektrokardiografische Spuren, die in dem Sinne regelmäßig waren, daß Wellenformen mit leidlicher Reproduzierbarkeit aufgezeichnet wurden. Die Spuren waren auch lediglich frei von einem Wandern der Basislinie und von Hintergrundgeräuschen. Die Spuren stellten eine klar erkennbare Verbesserung der Leistungsfähigkeit der unmodifizierten Leiter aus Kunststoff des Beispiels I dar.

Die durchschnittliche Impedanz verschiedener Elekirodenpaare, bei weichen Zinkpulver in die aus Kunststoff bestehenden Leiter eingebettet war. betrue 421 Ω.

Beispiel III

Es ist möglich, das Metallpulver an einem Ende (Oberfläche 33. Fig. 1) jedes Leiters aus Kunststoff während des Gießens einzubetten. Bei einem Beispiel wurde Silberpulver (44 ti bzw. 325 mesh) mittels einer Bürste auf ausgewählte Flächen des Formhohlraums gerade vor dem Gießen des leitenden EPDM aufgebracht, das aus ungefähr 45% leitendem Kohlenstoff und 55% Terpolymer zusammengesetzt war, welches von Projects Unlimited, Inc., Dayton Ohio, bezogen werden kann. Die durchschnittliche Impedanz Fläche an Fläche angeordneter fertiger Eleklrodenanordnungen betrug 186, während die der aus Kunststoff bestehenden Leiter, welche kein Zusalzmetall enthielten, 300 Ω betrug.

Beispiel IV

Das in die Oberfläche des aus Kunststoff bestehenden Leiters eingebettete Metall kann auch die Form kleiner Stücke dünner Folie oder kurzer Stücke feinen Drahtes haben. Bei diesem Beispiel wurden mehrere Leiter aus einer leitenden EPDM Gießmischung gegossen, die aus ungefähr 55% Terpolymer und 45% leitendem Kohlenstoff bestand und von der Projects Unlimited Inc, Dayton Ohio, bezogen werden kann. Die Form der gegossenen Leiter war identisch mit der des Beispiels I, ausgenommen, daß ein Einsatz in dem Formhohlraum angeordnet war, io daß die gegossenen Teile jeweils eine zylindrische Vertiefung von ungefähr 1,6 mm Durchmesser und 6,4 mm Tiefe enthielten, die in der Oberfläche 33 des Leiters angeordnet war, der in Fi g. l gezeigt ist

Platinfolie wurde in die Vertiefungen einiger der wie oben beschriebenen, aus Kunststoff bestehenden Leiter gedrückt. Das Gewicht der Platinfolie betrug 12.8% des ursprünglichen Gewichts der aus Kunststoff bestehenden Leiter. Nach dem Zusammenbau der Elektrode und zum Zufügen mit Gel imprägnierter Schwämme betrug die Impedanz bei 1000 Hz Fläche an Fläche liegender Elektrodenpaare 67 Ω.

Alternativ wurden Platindraht, Goldfolie. Golddraht oder Silberfolie in Beträgen in die Leiter gedrückt, wie sie in Tabelle I dargestellt sind. In Tabelle I sind auch die bei 1000 Hz erreichten Impedanzwerte aufgezeichnet.

Tabelle

/usiUmeiall Gewicht	des	/u-	burchschniit-
sal/es in	%		lichc Impedanz
			(U )

Kein	—	300
I'latinfolic	12.8	67
in Platindraht	18.5	85
Goldfolie	7.2	η
Golddriiht	2.8	84
Silberfolie	27.8	40

'" Beispiel V

Aus einem gießbaren leitenden Kunststoffgemisch, das 60 Gew.-% eines Älhylenvinylacetatcopolymers enthält, das von der US Induslria! Chemical·, Co.

:n bezogen werden kann und 40Gew.-% leitenden Kohlenstoffs mit der Bezeichnung Vulcan XC-72. der von der Cabot Corporation bezogen werden kann, enthielt, wurden Kunststoffleiter in Form des in Fig. 1 gezeigten Leiters 28 gegossen. Silberfarbe, welche die

r> Bezeichnung SCI2 trägt und von der Micro-Circuits Company, New Buffalo, Michigan, bezogen werden kann, wurde auf den gesamten Bereich der Oberfläche 33. wi" sie in Fig. 1 bezeichnet ist. mehrerer der gegossenen Leiter aufgebracht, während andere der

j.i gegossenen Leiter zur Kontrolle unbemalt gelassen wurden. Nachdem ausreichend 7eit zum Aushärtenlassen der Farbe gelassen war (vollständige Verdampfung eines Lösungsmittels), wurde eine Anzahl der bemalten Leiter gewogen. Dabei wurde festgestellt, daß die

j5 abgelagerte Silberfarbe ungefähr 0,6% des Ausgangsgewichts der Teile wog. Sowohl die bemalten Leiter als auch die unbemalten Kontrolleiter des gleichen Herstellungsvorganges wurden dann in verschiedene Elektroden der in F i g. 1 gezeigten Art eingebaut. Wenn sie mit Elektrolyt enthaltenden Schwämmen in Berührung gebracht und an Personen befestigt waren, ergaben die bemalten Elektroden elektrokardiografische Spuren, die eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit gegenüber den Elektroden zeigten, weiche unbemalte Leiter der gleichen Serie enthielten. Die Impedanz eines Fläche an Fläche angeordneten Elektrodeppaares, das mit Silberfarbe bemalte Leiter enthielt, betrug 79 Ω. während die Impedanz von Elektroden, welche unbemalte Kontrolleiter enthielten, 1180 Ω betrug.

Alternativ wurden unbemalte, aus Kunststoff bestehende Leiter aus der oben beschriebenen Serie so mit Silberfarbe bemalt, daß nur 50% des Bereiches der Oberfläche 33 bedeckt waren. Alternativ wurde auch Silberfarbe auf verschiedene unbemalte Leiter so aufgebracht, daß nur 25% der Oberfläche 33 bedeckt waren. Auch wurde ein kleiner Fleck Silberfarbe auf die Oberfläche 33 einiger vorher nicht bemalter Leiter aufgebracht Die Gewichtsbestimmungen der aufgebrachten Silberfarbe und die bei Fläche an Fläche Anordnung auftretenden Impedanzen der zusammengebauten Elektroden sind in der Tabelle II dargestellt. Alle mit Silberfarbe bemalten Leiter führten ungeachtet des bedeckten Bereiches zu fertigen Elektrodenanordnungen, die bessere Leistungen zeigten als unbemalte Leiteranordnungen derselben Serie, wenn Elektrokardiogramme mit an Personen befestigten Elektroden aufgenommen wurden.

Schließlich wurden aus Kunststoff hergestellte Leiter der gleichen Serie nur mit einem kleinen Punk; Silberfarbe bemalt und dann abgekratzt, während sie durch ein Mikroskop betrachtet wurden, um einige Leiter mit hur einem halb so großen Fleck Silberfarbe und einen anderen Satz Leiter mit einem nur ¹Ao großen Fleck Silberfarbe herzustellen. Die geschätzten Gewichte de< verbleibenden Farbe und die Impedanzen bei Fläche an Fläche angeordneten Elektroden sind in tabelle II dargestellt.

Tabelle II

Mit Silberfarbe bedeckte Fläche

Gewicht der Silberfarbe in %

Durchschnittliche Impedanz

cm

ü	U	I IiSU
100%	0,60	79
50%	0.33	94
25%	0,20	96
Kleiner Fleck	0,09	260
'/2 des kleinen	0,045	360
Flecks	(geschätzt)
Vi» des kleinen	0,009	420
Flecks	(geschätzt)

Beispiel VIi

Weitgehende Änderungen der Gewichtsverhältnisse des Gießharzes zu !eilendem Kohlenstoff und zu Metall in dem gießfälligen leitenden Kunslsloffgemisch des Beispiels VI haben sich als zweckmäßig erwiesen. Die in Tabelle 111 dargestellten Zusammensetzungen wurden alle zu Leitern vergossen und aus den Leitern wurden Elektroden gemäß Fig. 1 hergestellt, die bei Befestigung an Personen elektrokardiografische Spuren ergaben, welche Verbesserungen der Leistungen der beim Beispiel Vl beschriebenen Kontrolleiter darstellten.

Tabelle III

Gewichtsprozente der Gemischbestandteile

20

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Beispiel VI

Es ist möglich, aus Kunststoff gegossene Leiter herzustellen, die auf der Oberfläche des gegossenen Leiters eingebettete und durch ein Mikroskop sichtbare Metallpartikel enthalten, indem die Metallpartikel in einen Kunststoff gemischt werden, der vor dem Gießen durch Kohlenstoff leitend gemacht wurde. Dieses kann am leichtesten durchgeführt werden, indem sowohl ein jo leitender Kohlenstoff als auch ein Metallpulver in dem gesamten zu gießenden Kunststoff innig dispergiert werden, um ein optimales Gemisch im Hinblick auf die Homogenität zu erhalten.

Bei diesem Beispiel werden 30 Gewichtsteile Vulcan XC-72 und 15 Gewichtsteile Silberpulver sorgfältig in 55 Gewichtsteilen eines Äthylenvinylacetatcopolymers dispergiert, um ein gießfähiges, leitendes Kunststoffgemisch zu erhalten. Leiter, welche aus einem Gemisch aus 40 Gewichtsteilen Vulcan XC-72 und 60 Gewichtsteilen Äthylenvinylacetatcopolymer gegossen sind, aber kein hinzugefügtes Metall enthalten, werden zur Kontrolle verwendet. Mehrere Leiter wurden aus dem Silberpulver enthaltenden Gemisch gegossen und in Elektroden gemäß F i g. 1 eingebaut Dann wurden sie mit Gel imprägnierten Schwämmen in Berührung gebracht. Wenn sie an Personen befestigt waren, ergaben diese Elektroden elektrokardiografische Spuren, die regelmäßig, frei von einem Wandern der Basislinie und frei von Hintergrundgeräuschen waren und eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit gegenüber den Kontroileitern darstellten, welche kein Zusatzmetall enthielten. Die typische Impedanz einiger Elektrodenpaare in Fiächean-Fläche-Anordnung, welche über die Kunststoffleiter sorgfältig verteilte Silberpulver enthielten, betrug 143 Ω, während die repräsentative Impedanz der Kontrollelektroden, weiche kein Zusatzmetall enthielten, 5600 Ω betrug.

Gießharz

Kohlenstoff Silberpulver

41	50	9
45	40	15
50	35	15
51	40	9
55	30	15
56	35	9
56	29	15
57	28	15
59	26	15
61	30	9
61	24	15
	Beispiel VIII

Die Menge des Zusatzmetalls, das sorgfältig in dem gesamten gießfähigen leitenden Kunststoffgernisch des Beispiels VI dispergiert ist, kann weniger als 1% des Gesamtgewichts des Gemischs betragen. Bei diesem Beispiel wurde ein Gemisch aus 94 Gew.-% leitendem EPDM Gießharz, das von Projects Unlimited, Inc. Dayton, Ohio, bezogen werden kann, mit 6 Gew.-% Silberpulver verwendet, um mehrere Leiter aus Kunststoff gemäß dem Beispiel 1 herzustellen. Alternativ wurden in ähnlicher Weise Gemische mit 3 Gew.-% Silber/97 Gew.-°/o Harz und 0,7 Gew.-% Silber/ 99,3 Gew.-% Harz hergestellt.

Elektroden, die mit Gel imprägnierten Schwämmen zusammengesetzt und an Personen angebracht waren, ergaben bei allen drei oben beschriebenen Zusammensetzungen elektrokardiografische Spuren, die Verbesserungen der Leistungsfähigkeit gegenüber Leitern aus Kunststoff darstellten, weiche kein Zusatzmetall enthielten.

Beispiel IX

Die praktische obere Grenze des sorgfältig in dem gesamten gießfähigen leitenden Kunststoffgemisch dispergierten Zusatzmetalls gemäß Beispiel VI ist nicht bekannt, kann jedoch zumindest 30 Gew.-°/o des Gesamtgewichts des Gemisches betragen. Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe leitender Kunststoffgemische hergestellt, bei welchen das Gewichtsverhältnis eines Äthylenvinylacetatgießharzes zum darin dispergierten leitenden Kohlenstoff relativ konstant blieb und die Menge des dispergierten Zmkpulvers von 15 Gew.-°/o bis 30Gew.-% des Gesamtgewichts des Gemisches geändert wurde.

Nach dem Gießen in Form von Leitern und dem Zusammenbau in Elektroden gemäß Fig. 1 und anschließendem Anbringen über mit Elektrolyt getränkte Schwämme an Personen wurden in allen Fällen elektrokardiografische Aufzeichnungen erhalten, die Verbesserungen gegenüber der Leistungsfähigkeit von aus Kunststoff besiehenden Leitern darstellten, welche kein Zusalzmetal! enthielten. Wie in Tabelle IV gezeigt ist, reflektieren die lmpedanzwerte der Fläche-an-Fläche angeordneten Elektrodenpaare die Metallmenge im Gemisch. Steigende Metallbeträge ergeben fallende impedanzwerte.

tabelle IV

Gcw.-Vo

EVA Harz Koiiierisiuif

Durchschnittliche Impedanz

Gh m

55	30	15	1250
52	28	20	700
50	28	22	530
45,2	24,8	30	195

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Bei allen Beispielen mit Ausnahme des Beispiels IX bestand die elektrolytische Lösung aus einem Gemisch von Wasser, einem im Wasser quellenden Schleim und 7% Natriumchlorid, bezogen auf das Gewicht der elektrolytischen Lösung. Beim Beispiel IX enthielt die elektrolytische Lösung ein Gemisch aus Wasser, einem in Wasser quellenden Schleim und 15% Natriumsulfat, bezogen auf das Gewicht der elektrolytischen Lösung.

Die Nachteile von Elektroden aus verschiedenen unlegierten Metallen, wie Elektroden mit einer Silberschicht über Kupfer traten bei der Verwendung von gemäß der Erfindung hergestellten Elektroden nicht auf. Dieser Vorteil scheint sich aus der Tatsache zu ergeben, daß der leitende Kunststoff eine galvanisch inerte Substanz ist, d.e dt;.) Elektrolyten elektrolytisch nicht beeinflußt. So braucht das Metall keine vollständige Trennung zwischefi dem Elektrolyten und dem leitenden Kunststoff zu bilden und daher kann die an der Zwischenfläche des Elektrolyten vorhandene Metallmenge außerordentlich klein sein. Was auch immer die Gründe hierfür sein mögen, so ergeben die medizinischen Elektroden, welche gemäß der vorstehenden Lehre hergestellte Leiter verwenden, bei der Anwcndung mit üblichen Elektrolyten und gewöhnlicher käuflich erhältlicher Anzeigeausrüstung Signalaufzeichnungen sowohl mit sehr stabilen Grundlinien als auch regelmäßigen und sich wiederholenden Wellenformen. Metalle unterscheiden sich häufig von nichtmetall!· sehen Elementen oder Zusammensetzungen durch ihre Leitfähigkeit und ihre Fähigkeit positive Ionen zu bilden. Dieser Unterschied ist allen Metallen einschließlich der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Legierungen eigen. Die vorhergehenden Beispiele zeigen demzufolge, daß das Vorhandensein irgendeines Metalls, das sicher an der Oberfläche 33 des Leiters 28 befestig' oder in diesen eingebettet ist, so daß es einen Teil des ir dem gesamten Leiter 28 verteilten leitenden Kohlenstoffs berührt, wirksam ist, wenn es mit einem kompatiblen Elektrolyten in Berührung kommt, mit welchem der Schwamm 40 getränkt ist, so daß die Leistungsfähigkeit der Elektrode materiell erhöht wird. Das ausgewählte Material und der ausgewählte Elektrolyt arbeiten gewöhnlich zusammen, um eine erhöhte Leistungsfähigkeit zu erzeugen und können daher als kompatibel betrachtet werden, wenn das Metall galvanisch aktiv ist, wenn es mit dem Elektrolyten in Kontakt ist und auf die Haut einer Person aufgebracht ist. Wie oben erläutert wurde, hängt die Auswahl des Metalls und des Elektrolyten von dem beabsichtigten Verwen3ungszweck der Elektrode ab und irgendeine ausgewählte Metall-Elektrolyt-Kombination muß unter wirklichen Anwendungsbedingungen auf ihre besonderen Charakteristika untersucht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Medizinische Elektrode mit einem elektrischen Leiter, dessen mit einem Elektrolyten in Verbindung ·> stehende Oberfläche Metall aufweist, zur Schaffung eines elektrischen Kontaktes mit der Haut eines Patienten und zum Anschluß an ein Anzeigegerät, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (28) aus mit Kohlenstoff leitend gemachten Kunst- in stoff besteht, daß das Metal! als reines Metall als Partikel oder Schicht auf zumindest einem Teil nur der Oberfläche (38) des Leiters (28) aufgebracht ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff in einer Menge von 20 is bis 50 Gew.-°/o des Leiters (28) vorhanden isL

3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff in einer Menge von 25 bis 30 Gew.-% des Leiters (28) vorhanden ist.

4. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Metallpartikel in die Oberfläche (33) eingebettet ist.

5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Silber ist.

6. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Zink ist.