JPH0479254B2 - - Google Patents
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- JPH0479254B2 JPH0479254B2 JP63078374A JP7837488A JPH0479254B2 JP H0479254 B2 JPH0479254 B2 JP H0479254B2 JP 63078374 A JP63078374 A JP 63078374A JP 7837488 A JP7837488 A JP 7837488A JP H0479254 B2 JPH0479254 B2 JP H0479254B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- electrolyte
- electrodes
- electrolyte paste
- samples
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、生体電位導出用の電極を生体に装着
する際に、用いられる電解質ペーストに関するも
のである。
(従来の技術)
心電図や筋電図を計測する際に必要な生体電位
を導出するためには、生体の皮膚表面に電極素子
を装着しなければならない。一般にこの装着は、
電極素子を粘着テープやベルト等で皮膚表面に固
定することにより行われている。皮膚表面は通常
角質層と呼ばれる絶縁層で覆われており、更に垢
や脂質が付着している。このため電極素子と皮膚
間の接触抵抗を小さくする等電気的に安定な状態
にしなければならない。又、体表面は柔らかく凸
凹があり体の動きに応じて伸縮するため、電極素
子と皮膚表面との接触面を機械的に安定な状態に
する必要がある。
これら問題を解決するため電極素子と皮膚との
間には電解質ペーストが使用されている。従つて
電解質ペーストには上記のような電気的特性、機
械的特性が優れていることが必要であり、更に生
体に刺激を与えない等のように生体に対する配慮
も必要である。
いわゆる生体用電極には、使用する直前に電解
質ペーストを皮膚表面に塗布するあるいは電極面
に塗布して生体に装着されるタイプのものと、予
め電解質ペーストが電極面に適量塗布されており
使用の際は電解質ペーストを塗布する必要がない
タイプのものとの2種類ある。前者には、繰り返
し使用する脳波用電極や心電図検査用電極(例え
ば吸着電極、四肢電極など)がある。後者には、
主に一度だけ使用し、使用後は捨てる使い捨て電
極(例えばICU/CCU用心電図モニター用電極、
ホルター用電極など)がある。
このような生体用電極の歴史的な流れとして
は、まず最初に繰り返し使用可能な電極が出現
し、次に使い捨て電極が出現してきた。電解質ペ
ーストは生体用電極と共に使用されるものである
ため、電解質ペーストもそれに伴つて進歩すると
考えられる。従つてまず最初に、繰り返し使用さ
れる電極に使用し易い電解質ペーストが作られ、
次に使い捨て電極に使用し易い電解質ペーストが
作られることになる。ところが使い捨て電極はそ
の歴史も浅いことから、その電解質ペーストには
上記のような繰り返し使用可能な電極用の電解質
ペーストが用いられているのが現状である。この
様な電解質ペーストの多くはチユーブ等の容器に
格納すべきものであるため、チユーブから押し出
し易く、かつ電極あるいは皮膚に塗布し易くする
ため、粘度が低く流動性がある。また、使用後は
電極より電解質ペーストを取り除く必要があり、
拭き取つたり水洗いをするため水溶性のものが多
い。更に皮膚になじみ易くするため、適度なべた
つきがある。このような使用特性を考慮し、従来
は、例えばカルボキシメチルセルロース、ヒドロ
キシエチルセルロース等の糊料をベースにして作
られている。
(発明が解決しようとする課題)
このような従来の電解質ペーストは、使用時に
おいて、電極周辺にはみ出したり、体温の上昇と
共に粘性が低下したり、更には汗をかいたときな
どにはその汗と混ざり、流れ易くなる等の欠点を
有している。このため、粘着テープを使用して電
極を固定した場合には粘着テープの粘着力が低下
し、電極が脱落するという不都合が生じる。一
方、吸盤やベルトを使用して電極を固定した場合
には電解質ペーストの粘性低下や流れ易さは電極
の脱落原因とはならないが、被験者に不快感を与
えることになる。
本発明はこのような従来の欠点に鑑みなされた
もので、その目的は、後処理が容易であり、粘着
テープに浸み出すおそれがなく、しかも被験者に
不快感を与えない電解質ペーストを提供すること
である。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、ポリビニルアルコールをホウ酸イオ
ンにより架橋して成る。
(作用)
本発明の電解質ペーストはソリツド状ゲルであ
る。しかも粘着性が低いため、流れ出すことがな
く、べたつきも少ない。
(実施例)
実施例1(第1表の試料1〜3)
ポリビニルアルコール(以下PVAと称す)、ホ
ウ酸カリウム及びパラベンにイオン交換水を加え
加熱溶解した。第1表の試料1〜3に示すように
各成分の重量%が異なる試料で電解質ペーストを
作成した。表中、使用結果が良好な試料の番号に
は〇が付されている。パラベン及びイオン交換水
は、第1表には示されていないが、いずれの試料
にも加えられている。パラベンの%は、夫々につ
いて0.1であり、イオン交換水の%は他の成分%
の和を100から引いた値である(他の実施例も同
様)。
この表に示すように、試料2については良好な
結果が得られた。試料1ではソリツドゲルが形成
されず、試料3では固くなり過ぎる。従つてホウ
酸カリウムは0.1〜30%が適切である。
実施例2(第1表の試料4〜6)
PVA、ホウ酸カリウム、塩化ナトリウム(以
下NaClと称す)及びパラベンにイオン交換水を
加え加熱溶解した。第1表の試料4〜6に示すよ
うに、NaClの重量%が異なる試料で電解質ペー
ストを作成した。試料5については良好な結果が
得られた。この場合実施例1の試料2よりも皮膚
に対する導電性が優れている。試料4については
上記の試料2と同様の効果が得られるが、NaCl
を添加したことによる皮膚に対する導電性の効果
が見られない。試料6については離水現象が生じ
た。従つて塩化ナトリウムは0.1〜10%が適切で
ある。
実施例3(第1表の試料7〜9)
上記実施例2におけるNaClの代りに塩化カリ
ウム(以下KClと称す)を用いた。試料8につい
ては上記試料5と同様に皮膚に対する導電性の効
果が得られた。試料7については実施例1の試料
2と同様の効果が得られるが、KClを添加したこ
とによる効果が見られない。試料9については離
水現象が生じた。従つてKClは0.1〜10%が適切
である。
実施例4(第1表の試料10〜12)
PVA、ホウ酸カリウム、プロピレングリコー
ル(PG)及びパラベンにイオン交換水を加え加
熱溶解した。第1表の試料10〜12に示すように、
プロピレングリコールの重量%が異なる試料で電
解質ペーストを作成した。試料11について良好な
結果が得られた。試料11は実施例1の試料2より
も可塑性に優れ、皮膚によくなじむ。試料10につ
いては上記の試料2と同様の効果が得られるが、
プロピレングリコールを添加したことによる効果
が見られない。試料12では液状になり、電解質ペ
ーストとして使用することができない。従つてプ
ロピレングリコールは0.1〜30%が適切である。
実施例5(第1表の試料13〜15)
上記実施例4におけるプロピレングリコールの
代りにグリセリンを用いた。試料14については上
記試料11と同様の効果が得られた。試料13につい
ては実施例1の試料2と同様の効果が得られる
が、グリセリンを添加したことによる効果が見ら
れない。試料15では液状になり、電解質ペースト
として使用することができない。従つてグリセリ
ンは0.1〜20%が適切である。
実施例6(第1表の試料16〜20)
PVAと、ホウ酸カリウムと、プロピレングリ
コール又はグリセリンと、NaClまたはKClと、
パラベンとにイオン交換水を加え加熱溶解した。
第1表の試料16〜20に示すように、上記各成分の
重量%が異なる試料で電解質ペーストを作成し
た。試料17,18,19について良好な結果が得られ
た。これらは実施例1の試料2よりも皮膚に対す
る導電性及び可塑性に優れている。試料16はソリ
ツドゲルにならない。試料20は固すぎて電解質ペ
ーストとしては適さない。
以上の各実施例において良好な結果が得られる
試料の成分%とそれらの効果を第2表に示す。第
2表中、PVAは重合度、けん化度、残存酢酸基
量によつて異なるため、その成分%は記載してい
ない。しかし、重合度500〜2400、けん化度86.5
〜99mol/%、残存酢酸基量3%以下のPVAが
適切である。
尚、第2表に示したようにプロピレングリコー
ルよりもグリセリンの方が少量で可塑性が増す傾
向がある。
又、実施例2,3ではKCl,NaClを用いたが
他の塩類、例えばCaCl2でも良い。更に、実施例
4,5ではプロピレングリコール、グリセリンを
用いたが、他の多価アルコール類であつても良
い。
第1図及び第2図に塩濃度が異なる電解質ペー
ストのインピーダンス変化を示す。これらの図に
示される電解質ペーストはいずれも、図中に示さ
れる塩類の他、PVA5%、ホウ酸カリウム1%、
グリセリン3%、パラベン0.1%及び水(残部)
から成つている。
第1図は、2つの電極素子を夫々電解質ペース
トを介在させて生体に装着し、異なる周波数の電
流を流したときに得られる対皮膚インピーダンス
の時間的変化を示したものである。KCl0.6%、
2.0%夫々の濃度について、10Hz、100Hzの場合が
示されている。いずれの場合においても、30分付
近を経過するインピーダンスの変化が少くなる。
第2図は、2つの電極を電解質ペーストを介在
させて貼り合わせた状態で電流を流したとき、イ
ンピーダンスが周波数に対しどのように変化する
かを夫々異なる塩濃度の電解質ペーストについて
示したものである。この図に示されるように、
NaClよりもKClの方が少量でインピーダンスを
低下させることができる。
尚、第1図,第2図においてはいずれも直径16
mmの電極素子が用いられている。
[Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electrolyte paste used when attaching an electrode for deriving a biopotential to a living body. (Prior Art) In order to derive the biopotential necessary for measuring electrocardiograms and electromyograms, electrode elements must be attached to the skin surface of the living body. Generally, this installation is
This is done by fixing electrode elements to the skin surface with adhesive tape, belts, etc. The skin surface is normally covered with an insulating layer called the stratum corneum, which is also covered with dirt and lipids. For this reason, it is necessary to create an electrically stable state by reducing the contact resistance between the electrode element and the skin. Furthermore, since the body surface is soft and uneven and expands and contracts in response to body movements, it is necessary to maintain a mechanically stable contact surface between the electrode element and the skin surface. To solve these problems, an electrolyte paste is used between the electrode element and the skin. Therefore, it is necessary for the electrolyte paste to have excellent electrical and mechanical properties as described above, and consideration must also be given to the living body, such as not giving stimulation to the living body. There are so-called biological electrodes that are attached to a living body by applying electrolyte paste to the skin surface or electrode surface immediately before use, and types that have an appropriate amount of electrolyte paste applied to the electrode surface in advance and are ready for use. There are two types: one that does not require the application of electrolyte paste and one that does not require the application of electrolyte paste. The former includes electroencephalogram electrodes and electrocardiogram test electrodes (for example, suction electrodes, limb electrodes, etc.) that are used repeatedly. The latter includes
Disposable electrodes that are mainly used only once and discarded after use (e.g. electrodes for electrocardiogram monitors for ICU/CCU,
Holter electrodes, etc.). The historical trend of such biological electrodes is that reusable electrodes first appeared, and then disposable electrodes appeared. Since electrolyte pastes are used in conjunction with biomedical electrodes, it is thought that electrolyte pastes will also advance accordingly. Therefore, first of all, an electrolyte paste is made that is easy to use for electrodes that are used repeatedly.
An electrolyte paste will then be created that is easy to use in disposable electrodes. However, since the history of disposable electrodes is short, the electrolyte paste for electrodes that can be used repeatedly as described above is currently used as the electrolyte paste. Since most of these electrolyte pastes must be stored in a container such as a tube, they have low viscosity and fluidity so that they can be easily extruded from the tube and applied to electrodes or the skin. Also, it is necessary to remove the electrolyte paste from the electrode after use.
Many are water-soluble because they can be wiped off or washed with water. Furthermore, it has a moderate amount of stickiness to help it blend into the skin. In consideration of such usage characteristics, adhesives have conventionally been made based on adhesives such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose. (Problems to be Solved by the Invention) When such conventional electrolyte pastes are used, they tend to protrude around the electrodes, their viscosity decreases as body temperature rises, and even when they sweat, they tend to leak out from the sweat. It has the disadvantage that it mixes with other substances and tends to flow easily. For this reason, when an electrode is fixed using an adhesive tape, the adhesive strength of the adhesive tape decreases, causing the inconvenience that the electrode falls off. On the other hand, if the electrode is fixed using a suction cup or a belt, the reduced viscosity or easy flow of the electrolyte paste will not cause the electrode to fall off, but it will cause discomfort to the subject. The present invention was made in view of these conventional drawbacks, and its purpose is to provide an electrolyte paste that is easy to post-process, has no risk of leaching into the adhesive tape, and does not cause discomfort to subjects. That's true. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention is made by crosslinking polyvinyl alcohol with borate ions. (Function) The electrolyte paste of the present invention is a solid gel. Moreover, since it has low stickiness, it does not run out and is less sticky. (Example) Example 1 (Samples 1 to 3 in Table 1) Ion-exchanged water was added to polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA), potassium borate, and paraben, and the mixture was heated and dissolved. As shown in Samples 1 to 3 in Table 1, electrolyte pastes were prepared using samples containing different weight percentages of each component. In the table, the numbers of samples with good usage results are marked with a circle. Parabens and ion exchanged water are not shown in Table 1, but are added to both samples. % of parabens is 0.1 for each, % of ion exchange water is % of other ingredients
is the value obtained by subtracting the sum of 100 from 100 (the same applies to other examples). As shown in this table, good results were obtained for Sample 2. Sample 1 does not form a solid gel, and sample 3 becomes too hard. Therefore, the appropriate amount of potassium borate is 0.1 to 30%. Example 2 (Samples 4 to 6 in Table 1) Ion-exchanged water was added to PVA, potassium borate, sodium chloride (hereinafter referred to as NaCl), and paraben, and the mixture was heated and dissolved. As shown in Samples 4 to 6 in Table 1, electrolyte pastes were prepared with samples containing different weight percentages of NaCl. Good results were obtained for sample 5. In this case, the conductivity to the skin is better than that of Sample 2 of Example 1. Sample 4 has the same effect as sample 2 above, but NaCl
There is no observed conductivity effect on the skin due to the addition of . Regarding sample 6, a syneresis phenomenon occurred. Therefore, the appropriate amount of sodium chloride is 0.1 to 10%. Example 3 (Samples 7 to 9 in Table 1) Potassium chloride (hereinafter referred to as KCl) was used in place of NaCl in Example 2 above. Regarding Sample 8, the same conductive effect on the skin as in Sample 5 was obtained. Regarding Sample 7, the same effect as Sample 2 of Example 1 is obtained, but no effect due to the addition of KCl is observed. Regarding Sample 9, a syneresis phenomenon occurred. Therefore, 0.1 to 10% of KCl is appropriate. Example 4 (Samples 10 to 12 in Table 1) Ion-exchanged water was added to PVA, potassium borate, propylene glycol (PG), and paraben, and the mixture was heated and dissolved. As shown in samples 10 to 12 in Table 1,
Electrolyte pastes were made with samples containing different weight percentages of propylene glycol. Good results were obtained for sample 11. Sample 11 has better plasticity than Sample 2 of Example 1 and blends well with the skin. Sample 10 has the same effect as sample 2 above, but
No effect was observed by adding propylene glycol. Sample 12 becomes liquid and cannot be used as an electrolyte paste. Therefore, the appropriate amount of propylene glycol is 0.1 to 30%. Example 5 (Samples 13 to 15 in Table 1) Glycerin was used in place of propylene glycol in Example 4 above. Regarding Sample 14, the same effect as that of Sample 11 was obtained. Regarding Sample 13, the same effect as Sample 2 of Example 1 is obtained, but no effect due to the addition of glycerin is observed. Sample 15 becomes liquid and cannot be used as an electrolyte paste. Therefore, 0.1 to 20% of glycerin is appropriate. Example 6 (Samples 16 to 20 in Table 1) PVA, potassium borate, propylene glycol or glycerin, NaCl or KCl,
Ion-exchanged water was added to paraben and dissolved by heating.
As shown in Samples 16 to 20 in Table 1, electrolyte pastes were prepared using samples containing different weight percentages of each of the above components. Good results were obtained for samples 17, 18, and 19. These have better conductivity and plasticity to the skin than Sample 2 of Example 1. Sample 16 does not become a solid gel. Sample 20 is too hard to be suitable as an electrolyte paste. Table 2 shows the component percentages of the samples that gave good results in each of the above examples and their effects. In Table 2, the component percentage of PVA is not listed because it varies depending on the degree of polymerization, degree of saponification, and amount of residual acetic acid groups. However, the degree of polymerization is 500 to 2400, and the degree of saponification is 86.5.
PVA with a content of ~99 mol/% and a residual acetate group content of 3% or less is suitable. As shown in Table 2, a smaller amount of glycerin tends to increase plasticity than propylene glycol. Furthermore, although KCl and NaCl were used in Examples 2 and 3, other salts such as CaCl 2 may also be used. Further, although propylene glycol and glycerin were used in Examples 4 and 5, other polyhydric alcohols may be used. Figures 1 and 2 show impedance changes of electrolyte pastes with different salt concentrations. In addition to the salts shown in the figures, the electrolyte pastes shown in these figures also contain 5% PVA, 1% potassium borate,
3% glycerin, 0.1% paraben and water (remainder)
It consists of FIG. 1 shows temporal changes in impedance to the skin obtained when two electrode elements are attached to a living body with an electrolyte paste interposed between them, and currents of different frequencies are passed through the electrode elements. KCl0.6%,
The cases of 10Hz and 100Hz are shown for each concentration of 2.0%. In either case, changes in impedance after approximately 30 minutes are reduced. Figure 2 shows how the impedance changes with frequency when two electrodes are bonded together with an electrolyte paste interposed and a current is passed through the electrodes, using electrolyte pastes with different salt concentrations. be. As shown in this figure,
A smaller amount of KCl can lower impedance than NaCl. In addition, in both figures 1 and 2, the diameter is 16
mm electrode elements are used.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
[発明の効果]
本発明によれば、使用時に電解質ペーストが押
し出されることがなく、べたつきが生じることな
く、又、汗で流れることがない。このため粘着テ
ープで電極を固定した場合、その粘着テープの粘
着力を低下させることがないため長時間使用にお
いても電極の脱落がない。また、被験者に不快感
を与えることもない。更に使用後においては、本
発明の電解質ペーストは容易に取り除くことがで
きる。[Table] [Effects of the Invention] According to the present invention, the electrolyte paste is not extruded during use, does not become sticky, and does not run away with sweat. Therefore, when electrodes are fixed with adhesive tape, the adhesive strength of the adhesive tape is not reduced, so the electrodes do not fall off even during long-term use. Moreover, it does not cause discomfort to the test subject. Furthermore, after use, the electrolyte paste of the present invention can be easily removed.
第1図はKCl濃度が異なる本発明の電解質ペー
スト夫々の対皮膚インピーダンスの時間的変化を
示す図、第2図は塩濃度が異なる本発明の電解質
ペースト夫々に流す電流の周波数を変化させたと
きのインピーダンスを示す図である。
Figure 1 shows the temporal change in impedance to the skin of the electrolyte pastes of the present invention with different KCl concentrations, and Figure 2 shows the changes in the frequency of the current applied to the electrolyte pastes of the present invention with different salt concentrations. FIG.
Claims (1)
り架橋して成る生体電位導出用電解質ペースト。 2 多価アルコール類を添加させて成る請求項1
記載の生体電位導出用電解質ペースト。 3 塩類を添加されて成る請求項1または、2記
載の生体電位導出用電解質ペースト。[Claims] 1. An electrolyte paste for deriving biopotential made by crosslinking polyvinyl alcohol with boric acid ions. 2 Claim 1 comprising the addition of polyhydric alcohols
The described electrolyte paste for deriving biopotential. 3. The electrolyte paste for deriving biopotential according to claim 1 or 2, wherein a salt is added.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63078374A JPH01250222A (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Electrolyte paste for deriving biopotential |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63078374A JPH01250222A (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Electrolyte paste for deriving biopotential |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01250222A JPH01250222A (en) | 1989-10-05 |
JPH0479254B2 true JPH0479254B2 (en) | 1992-12-15 |
Family
ID=13660241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63078374A Granted JPH01250222A (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Electrolyte paste for deriving biopotential |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01250222A (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5563636A (en) * | 1978-11-06 | 1980-05-13 | Koyo Sangyo Co | High molecular gel containing water for ultrasoniccwave diagnosis |
JPH0669442B2 (en) * | 1985-06-24 | 1994-09-07 | 積水化学工業株式会社 | Medical conductive adhesive and medical adhesive electrode using the same |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63078374A patent/JPH01250222A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01250222A (en) | 1989-10-05 |
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