Brevet FR2525099A1 — publié le 19831021

PROCEDE D'APPLICATION D'UNE ELECTRODE SUR LA PEAU D'UN PAMIENT ET LIQUIDE POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCFDE La présente invention concerne un procédé pour appliquer une électrode sur la peau d'un patient et conduire des signaux électriques en prove- nance ou à destination de la peau du patient par l'intermédiaire d'un film mince d'un liquide conducteur. Jusqu'à maintenant, on employait des gels conducteurs, des crèmes, des tampons et des pâtes comme moyens de contact lors de l'application d'é- lectrodes sur la peau d'un patient Ces produits présentent cependant certains désavantages à l'usage En particulier, des gels, des crèmes, des tampons et des pâtes causent souvent des lectures imprécises parce qu'il est difficile de faire appliquer des gels, crèmes ou pâtes de tel- le manière que les électrodes adjacentes n'interfèrent pas l'une avec l'autre à cause de la conductance existant à travers les gels, c'est-à- dire que les électrodes sont mises en court-circuit à cause du recou- vrement des zones enduites de gel ou de pâte C'est pourquoi la person- ne qui applique le gel ou la pâte doit prendre soin d'éviter tout con- tact entre des zones adjacentes d'application des électrodes. En outre, les gels et les pâtes sont salissants et nécessitent un net- toyage spécifique après usage Par ailleurs, certains gels, crèmes et pâtes peuvent tacher les vêtements du patient. C'est pourquoi il serait très intéressant d'éviter ces désavantages des gels, crèmes, tampons et pâtes en fournissant un moyen de contact pour électrodes facile à employer et économique. Dans ce but, on a développé un nouveau procédé très commode, économique, précis et propre pour appliquer des électrodes sur la peau d'un patient, caractérisé par les étapes successives consistant à appliquer sur la peau du patient un film mince d'un liquide conducteur, ledit film étant suffisamment mince pour que des signaux électriques soient con- duits à travers l'épaisseur du film jusqu'à une électrode attachée à la peau, mais qu'il n'y ait pratiquement pas de conductance de ces signaux électriques dans le plan du film, et à mettre en contact ladite électro- de avec la peau par l'intermédiaire dudit film. Des signaux electriques peuvent être captés sur la peau ou transmis à la peau par l'entremise de l'électrode et du film mince Cette méthode per- met l'application aisée d'un moyen de contact liquide pour une électrode, sans avoir à s'inquiéter d'interférences entre des électrodes adjacen- tes comme cela arrivait précédemment avec des gels, des crèmes ou des pâtes Grâce à ces caractéristiques de conductance du film mince, des signaux électriques sont captés uniquement à l'emplacement même de l'é- lectrode et des signaux parasites, issus de zones adjacentes à l'élec- trode, sont filtrés On évite ainsi non seulement des interférences en- tre électrodes adjacentes, mais aussi des signaux parasites provenant de zones adjacentes à l'électrode Par conséquent, il n'y a pas besoin d'appliquer soigneusement le liquide conducteur seulement sur l'empla- cement de l'électrode comme c'est nécessaire avec des gels, des crèmes ou des pâtes En outre, on peut employer un liquide conducteur qui n'e- xige que peu ou pas de nettoyage et qui ne salit pas les vëtei Iments du patient De plus, le procédé selon l'invention est très économique vu le faible co 6 t du liquide conducteur et de l'électrolyte qu'on peut utili- ser. Le liquide conducteur employé comme moyen de contact dans le procédé selon la présente invention peut être tout liquide, formant un film mince sur la peau d'un patient, conduisant un signal électrique donné (en général un signal dlélectrocardiogramnme) dans la direction de l'é- paisseur du film, mais ne conduisant pratiquement pas un tel signal élec- trique dans la direction de la surface du film mince Pour être conduc- teur, le liquide contiendra normalement un électrolyte Tout liquide conducteur par lui-même ou qui peut être rendu conducteur par un élec- trolyte peut être utilisé dans le procédé selon l'invention, mais on préférera des liquides laissant peu ou pas de résidus ou faciles à éli- miner par nettoyage Le liquide conducteur devrait aussi être compati- ble physiologiquement avec la peau du patient, c'est-à-dire qu'il ne devrait pas provoquer de réactions défavorables sur la peau Les liqui- des qui conviennent englobent par exemple l'eau, l'alcool, l'acétone, le diméthylsulfoxide (DMSO), le diméthylformamide (DMF) ou d'autres sol- vants polaires L'eau, l'alcool et leurs mélanges entre eux sont préfé- rables. -3- L'électrolyte contenu dans le liquide peut être toute substance s'y maintenant à l'état ionisé de manière à produire la conductarnce désirée. L'électrolyte devrait aussi être compatible physiologiquement avec la peau du patient Les substancesconvenables englobent par exemple des sels ionisables, tels que les sels d'acides forts et de bases fortes ou d'acides faibles et de bases faibles, des acides faibles et/ou des bases faibles, ou des solutions tampons de ces substances Par exemple, des sels minéraux tels que le chlorure de potassium, le sulfate de sodium ou le chlorure de sodium, et des acides ou sels organiques tels que l'acide citrique, le citrate de potassium et i'acétate de potassium, sont uti- lisables Le chlorure de potassium représente l'électrolyte préférable. Le liquide conducteur utilisé dans le procédé selon l'invention a de préférence un p H compris approximativement entre 5 et 9 et de préférence voisin de 7 Des valeurs trop élevées ou trop basses du p H peuvent pro- duire un effet défavorable sur les résultats obtenus par le présent pro- cédé en raison, par exemple, de l'électrode utilisée, etc. Le liquide conducteur utilisé dans le procédé selon la présente inven- tion peut aussi renfermer des tensio actifs dissolvant les huiles, qu'il s'agisse de tensio actifs ioniques ou non-ioniques Ces substances dis- solvent la couche d'huile se trouvant sur le peau et pénètrent dans la couche de kératine Ils abaissent également la résistance de la peau. Les tensio actifs adéquants comprennent par exemple l'héxamétaphosphate de sodium, le phosphate trisodique et les matières vendues sous les mar- ques TWEEN et SPAN par Atlas Chemical Les tensio actifs peuvent aussi servir d'électrolyte dans le liquide, c'est-à-dire qu'un électrolyte sé- paré n'est pas nécessaire si la substance possède lui-même des carac- téristiques suffisantes de conductibilité. Le liquide conducteur utilisé selon l'invention peut également renfermer divers autres additifs tels que parfums, colorants et conservateurs. Comme ces matières sont d'usage courant, elles ne sont pas citées en dé- tail ici. La teneur en électrolyte du liquide conducteur peut varier en fonction de l'épaisseur du film mince à utiliser, des signaux électriques à me- -4- surer, etc La concentration de l'électrolyte et l'épaisseur du film doivent ètre telles que les signaux électriques soient conduits entre la peau et l'électrode dans la direction de l'épaisseur du film, mais qu'il n'y ait pratiquement pas de conductance des signaux électriques dans la direction de la surface du film, c'est-à-dire en direction des zones ad- jacentes à l'électrode Avec le procédé selon l'invention, on peut uti- liser des concentrati Gns d'électrolyte dans de l'eau comprises entre en- viron 0,1 % 2 et environ 15 % en poids Cependant, on emploie généralement des concentrations approximativement comprises entre 0,25 % et 4 % en poids, et de préférence comprises approximativement entre 0,5 % et 2,5 % en poids. Si le liquide condu 7-teur contientuniea-io actif qui est aussi un élec- trolyte, la teneur en surfactant est généralement choisie de manière à ce que la concentration totale en électrolyte se situe à l'intérieur des fourchettes susmentionnées En général, on utilise le tensio actif en quantité suffisante pour diminuer la résistance de la peau et, par conséquent, augmenter la conduction dans la peau pour les signaux élec- triques désirés Un dosage typique de surfactant dans le liquide conduc- teur peut être compris approximativement entre 0,05 " et 2 % en poids. Le liquide conducteur peut être appliqué sur la peau du patient par tout procédé susceptible de produire un fila mince selon les critères requis, en utilisant par exemple un pulvérisateur, un rouleau, un tampon ou un pinceau La pulvérisation du liquide conducteur sur la peau du patient est préférable pour des raisons d'hygiène puisque l'applicateur n'a pas besoin d'entrer en contact avec la peau du patient Les appareilsa uti- liser pour ces procédés d'application font partie de la technique exis- tante Par exemple, pour pulvériser le liquide conducteur sur la peau d'un patient, on peut employer une bombe aérosol ou un pulvérisateur à pompe, de préférence du genre qui atomise le liquide en le pulvérisant. Le liquide conducteur est appliqué sur la peau en une couche suffisam- ment mince, mais suffisamment épaisse, pour que les signaux électriques soient transmis entre la peau et l'électrode, dans la direction de l'é- paisseur du film, mais qu'il n'y ait pratiquement aucune conductance pour les signaux électriques dans la direction de la surface du film -5- mince L'épaisseur requise varie avec la composition du film, le solvant, l'électrolyte, etc employés et avec l'intensité du signal électrique luimême Si l'on diminue la teneur en électrolyte ou si l'on réduit la conductibilité du liquide par un autre moyen, on pourra employer une épaisseur de film plus grande Normalement, le liquide conducteur est pulvérisé sur la peau du patient en quantité suffisante pour que l'au- teur de l'application puisse voir le brillant du film, mais pas suffi- sante pour faire couler le liquide sur la peau du patient. Le procédé selon la présente invention est utilisable dans zoute techni- que de mesure de signaux électriques vers ou en provenance de la peau d'un patient, par exemple des mesures d'électrocardiogramme (ECG), d'électroencéphalogramme (EEG), d'électromyogramme (EMO) et des signaux de réactions biologiques ou similaires Il suffit d'appliquer le film conducteur sur la peau du patient, puis d'appliquer l'électrode sur le- dit film à l'emplacement désiré Des interférences entre électrodes ne sont pas à craindre, pour autant que les électrodes soient placées dans la configuration normale, dans laquelle elles sont suffisamment espacées pour qu'il n'y ait pratiquement aucune conductance entre les électrodes dans le plan du film Bien entendu, si l'on veut, on peut employer un film séparé pour chaque électrode, mais normalement cette précaution n'est pas nécessaire. La présente invention sera mieux illustrée par les exemples suivants, qui ne sont pas limitatifs Exemple 1 On a préparé un liquide conducteur avec de l'eau contenant 1 % en poids de chlorure de potassium et 1 % en poids d'héxamétaphosphate de sodium. On a placé cette solution dans un pulvérisateur ordinaire propre, com- portant une pompe de pulvérisation avec atomiseur telle qu'un vaporisa- teur pour les cheveux. Le liquide conducteur a été pulvérisé sur chaque zone destinée à rece- voir une électrode d'électrocardiogramme (ECG), en veillant à ce que les zones pulvérisées ne se recouvrent pas l'une l'autre L'opérateur a ap- 6 - pliqué la solution en quantité suffisante pour que le film soit visible, mais sans excès pour éviter que le liquide conducteur ne coule sur la peau du patient I 1 a ensuite appliqué les électrodes pour ECG sur cha- que zone giclée et a procédé aux mesures Les lectures d'EúG obtenues étaient aussi bon 8 es qu'avec des gels ou pâtes habituels. Exemple 2 Le liquide conducteur de l'exemple 1 a été appliqué sur la peau d'un pa- tient en étant pulvérisé sur toute une zone devant recevoir plusieurs é- lectrodes d'ECG sans se préoccuper de la disposition des électrodes, c'est-A-dire que les zones giclées pour des électrodes voisines se re- couvraient. Les résultats obtenus avec ce procédé ont été les mêmes que ceux de l'e- xemiple 1, o il n'y avait pas de recouvrement entre les zones giclées pour chaque électrode Ainsi, le procédé selon la présente invention as- sure, de façon surprenante, un bon contact électrique entre le peau du patient et une électrode pour ECG sans que l'on ait à s'occuper d'inter- férences entre électrodes à cause d'une conduction dans le plan du pro- duit de contact, comme celà arrive avec des gels ou des pâtes Vu les faibles quantités employées de chlorure de potassium et d'h 1 xamétaphos- phate de sodium, un nettoyage n'est pas nécessaire et on ne risque pas de salir les vêtements du patient, ce qui peut se produire avec les gels ou pâtes habituels En outre, le procédé de cet exemple est beau- coup plus économique que l'emploi de gels ou de pâtes. Exemple 3 Le processus de l'exemple 2 a été répété, sauf que le liquide conduc- teur était de l'eau contenant 1 % en poids de chlorure de sodium et 1 % en poids d'héxamétaphosphate de sodium Les résultats obtenus par ce pro- cédé ont fourni de bonnes lectures d'ECG, mais, comme on pouvait s'y at- tendre, le chlorure de sodium était moins bon conducteur que le chlorure de potassium. -7- Exemple 4 Le processus de l'exemple 2 a été à nouveau répété, sauf qu'on a uti- lisé 1 %D en poids de phosphate trisodique à la place te l'héxamétaphos- phate de sodium Ce procédé a fourni d'assez bonnes lectures d'ECG, mais le p H était un peu plus élevé à cause du phosphate trisodique et on a observé une certaine variation du signal. Exemple 5 Le processus de l'exemple 2 a été à nouveau répété, sauf que le li- quide conducteur contenait la en poids d'acide citrique à la place du chlorure de potassium Ce procédé a fourni de bonnes lectures d'ECG, mais l'acide citrique était moins bon conducteur que le chlorure de po- tassium. Exemple 6 Le processus de l'exemple 2 a été répété, sauf qu'on a remplacé le chlorure de potassium par 1 u en poids de citrate de potassium De nou- veau, ce procédé a fourni de bonnes lectures d'ECG. Exemple 7 Le processus de l'exemple 2 a été répété, sauf qu'on a employé 1 %O en poids d'acétate de potassium à la place du chlorure de potassium Ce procédé a également fourni de bonnes lectures d'ECG. Exemple 8 On a préparé un liquide conducteur en dissolvant dans de l'eau 12 % en poids de citrate de potassium et 11 a en poids d'héxamétaphosphate de so- dium On a utilisé ce liquide comme dans l'exemple 2 Ce procédé a fourni d'assez bonnes lectures d'ECG, mais les résultats n'étaient pas aussi bons que les résultats obtenus avec de moindres concentrations 34 d'électrolytes et il y avait un léger résidu. 8 - Il est bien entendu que les compositions décrites ci-dessus sont simple- ment des exemples, et qu'une personne expérimentée en la matière peut y apporter de nombreuses variations et modifications sans s'écarter de l'esprit et du cadre de l'invention Toutes ces modifications et varia- tions doivent être inclues dans le cadre de l'invention telle qu'elle 6 est définie dans les revendications ci-jointes. -9- Revendications 1 Procédé d'application d'une électrode sur la peau d'un patient, ca- ractérisé par les étapes successives consistant à appliquer sur la peau du patient un film mince d'un liquide conducteur, ledit film étant suf- fisamment mince pour que des signaux électriques soient conduits à tra- vers l'épaisseur du film jusqu'à une électrode attachée à la peau mais qu'il n'y ait pratiquement pas de conductance de ces signaux électriques dans le plan du film, et à mettre en contact ladite électrode avec la peau par l'intermédiaire dudit film. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide conducteur comprend un électrolyte et une des substances suivantes eau, alcool, acétone, diméthylsulfoxyde, diméthylformamide et tous mé- langes de ces substances. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide conducteur comprend de l'eau et un électrolyte. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le liquide conducteur comprend une proportion dudit électro- lyte comprise approximativement entre 0,1 et 15 % en poids. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'électrolyte est choisi parmi les substances suivantes: chlorure de potassium, chlorure de sodium, sulfate de sodium, sels d'a- cides organiques, tensio actifs dissolvant les huiles et tous mélanges de ces substances. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le liquide conducteur comprend un tensio actif dissolvant les huiles. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tensio actif dissolvant les huiles est l'héxamétaphosphate de sodium. 8 Liquide conducteur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel- conque des revendications précédentes.