专利名称：具有纺织复合结构的用于电疗应用的柔性可变形电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆，包括纺织复合结构(einen textilenVerbund)，该纺织复合结构包括支承层和覆盖层，其中在支承层与覆盖层之间容纳有至少一个电导体。
背景技术：
开头所述类型的电缆专门适合于电疗应用，例如用于拍摄心电图(EKG)的电极-电缆，这种电缆通常由现有技术是已知的。这种类型的电缆例如通过支承层和覆盖层的层压在压延机中来制造。在此情况下通常这样加热支承层和覆盖层，从而使其至少部分地熔化并在冷却后形成坚硬的复合结构。这种电缆例如由DE 10 2004 007 875 Al中是已知的。 然而，这种类型的电缆仅很少地适合于在人体上的应用，这是因为该电缆基于其刚度而不能足够匹配于不同患者的体形和身高。此外，在由现有技术中已知的电缆中没有确保层压在支承层和覆盖层之间的电导体当出现人体湿气时没有形成到人体的电接触。
虽然已知了可以在功能上适合地放置到人体上的电缆，然而这种电缆通常非常昂贵并且必须在使用后进行清洁。电缆的清洁和可能需要的消毒特别在临床领域中是投入非常大的，这是因为必须确保没有病毒或细菌残留在电缆上。恰好在临床领域中所必需的是防止出现患者传染。特别应该防止医院传染。 由US 5， 341， 806已知了一种在长度方面特别通过折叠而可匹配于EKG-测量的电极-电缆。
发明内容
本发明的目的在于，对开头所述类型的电缆这样设计和改进，从而使该电缆按价廉的方式制造一方面当湿气侵入时提供足够的保护来防止短路并且另一方面没有问题地匹配于弯曲的和不规则成形的结构。 本发明通过按权利要求1所述的特征来实现前述目的。 根据这一点，开头所述的电缆的特征在于，纺织复合结构可无损坏地柔性变形，其中至少一个电导体相对于支承层和覆盖层通过绝缘件而电绝缘。 根据本发明首先已知的是支承层和/或覆盖层的可柔性变形的设计方案允许了电缆紧靠于不规则成形的结构，而不会形成复位力。由此电缆特别适合于施加到人体上，而不会产生压痕。通过电导体相对于支承层和覆盖层的绝缘则确保了 即使当湿气侵入到支承层和/或覆盖层中时也阻止了电流流向人体。由此，电缆特别适合于放置到人体上，这是因为所产生的汗液或体液不能产生电流。 根据本发明特别已知的是电缆的触感如同纺织材料一样并且情况近似如同纺织材料层一样。电缆在其整体上如同纺织材料层一样可以挤压成球形、可变形并且可弯折。
根据本发明，电缆恰好不构建成刚性的，而是在其整体上可无损坏地柔性变形。此外，该电缆在其整体上是可起皱纹的(tr即ierfaehig)。也就是说电缆在其整体上处于这种
4状态可打褶、可包围住三维的物体并且在其整体上情况如同纺织材料一样。
因此实现了开头所述的目的。 电缆可能至少在纵向上具有直至15%的可拉伸性。由此可以将电缆围绕突起部分和拱起部分放置并轻微拉伸。可拉伸性还允许了电缆的无损坏的变形。以这种背景而可以考虑的是电缆不仅可以弹性地拉伸而且还可以无弹性地拉伸。在无弹性拉伸的情况下将电缆从初始长度送入最终长度，其中电缆基本上保持最终长度。 复合结构可能至少局部地通过穿孔或多孔的区域构建成可透气的。由此，电缆可以直接放置到人体上，而不会对皮肤呼吸造成负面影响。通过穿孔或多孔的区域可以在人体皮肤上产生良好的佩戴舒适性能。因此电缆显示出非常良好的透气性，这是因为其在其整体上情况如同纺织材料那样并且人体的皮肤恰好未被紧密地覆盖。 支承层和/或覆盖层可能逐点地相互连接。通过逐点的连接可以制造出显示了高透气性的区域。此外，复合结构保持为软的(weich)，并不硬化并且保持为柔性的。逐点的连接可以通过粘接点或焊接点来产生。在焊接或粘接的区域中，复合结构没有显示出或者仅仅显示出非常少的透气性，在点与点之间然而实现透气的区域。根据点模型或栅格的选择的情况不同，可以调整复合结构的透气性和硬度。 以这种背景而可以考虑的是支承层和/或覆盖层构建为纤维网(Vlies)。纤维网基于其多孔的和疏松的结构至少轻微地至少在其厚度方面可发生变化并进而可以压縮。此外纤维网基于其多孔的结构而显示出高透气性的多孔的区域。纤维网基于其容易的可压縮性和高的透气性而确保了在人体皮肤上的高的佩戴舒适性能。 以这种背景而可以考虑的是支承层和/或覆盖层构建为由裂膜纤维组成的纤维网，该裂膜纤维由双组分纤维制成。双组分纤维通常显示所谓的PIE-结构。这种双组份纤维由多个基本纤维组成，这些基本纤维的横截面构建成饼图形状(Kuchenstueckfoermig)。基本纤维称为裂膜纤维并由此引起，双组分纤维分解为基本纤维。分解可以通过水射流来实现。业已令人惊奇地显示出具有裂膜纤维的支承层和/或覆盖层显示出特别高的佩戴舒适性能、高的弹性和高的透气性。这种类型的纤维网或纤维网材料因此特别适合于在这里所描述的电缆的应用。 除了织物或针织物之外，纤维网材料业已证明是特别有利的，这是因为其可以价
廉地制造。除了所述的由裂膜纤维组成的纤维网之外，也可以应用一种由切段纤维或单纤
维、也就是说连续纤维组成的纤维网，其中这些纤维必须以不碎裂的形式存在。 复合结构可能嵌入在两个壳层之间。壳层使复合结构稳固并进而使在复合结构内
部延伸的单个电导体或者说多个电导体稳固。 两个壳层可能逐点地相互连接。电缆通过逐点的连接而具有高的柔性和可变形性或者说可弯曲性。根据点栅格的选择的情况不同，可以调整电缆的刚性和其透气性。
至少一个电导体可能构建为导电性膏剂。通过这种具体的设计方案可以制成特别扁平的复合结构。以这种背景而可以考虑的是导电性膏剂在变硬的或成网状连接的状态下也显示出高的弹性以及进而显示出可拉伸性。这种膏剂由PCT/EP2008/007235提出。该国际专利申请的内容明确地属于本说明书的公开内容。 至少一个电导体可能构建为电线。电线的特征在于高的机械稳定性，从而使电缆可以没有问题地巻绕或弯曲并特别地构建为之字形、曲折形或波状形。特别地，金属的电线的特征在于高的导电性。 以这种背景而也可以考虑的是至少一个电导体构建为绞合线。绞合线包括多个 单独的金属电线，它们彼此绞合。绞合线业已证明是特别有利的，这是因为其具有高的稳定 性和柔性。绞合的电线可以至少轻微地彼此推移，从而使绞合线总的来说具有高的柔性。
在一个优选的设计方案中，电导体由电屏蔽物包围。由此确保了 电流或者电导体 的电信号不受到电磁场的干扰。特别地，应该根据DIN EN60601当极限值为3V/m时实现辐 射稳定性(Einstrahlfestigkeit)和直至2. 4GHz的辐射性能(Abstrahlverhalten)。
以这种背景而可以考虑的是电屏蔽物构建为导电性屏蔽膏剂。在此有利地将膏 剂应用为电屏蔽物，其一方面可以没有问题地挤压(druckbar)和另一方面也可以非常良 好地紧靠于多孔的结构。在液体状态下，屏蔽膏剂可以围绕支承层或覆盖层上的轻微的不 平部分并由此可靠地屏蔽电导体。屏蔽膏剂还可以没有问题地绕着电导体流动并进而包围 电导体。可以应用上面所述的导电性膏剂作为导电性屏蔽膏剂。然后，导电性屏蔽膏剂在 凝固的(erhaerteten)或成网状连接的状态下也有利地显示出高的柔性和可拉伸性。
屏蔽物可能具有裸电线或裸绞合线。裸电线或裸绞合线可能置入在屏蔽物中或者 说在导电的屏蔽膏剂中或者说被它们所包围。由此确保屏蔽物的所有部分和区域都相互 导电地连接。高的导电性对于有源的屏蔽物来说是重要的。在有源的屏蔽物的情况下，在 裸电线上有电位，在无源的屏蔽物的情况下，在裸电线上没有电位。 至少一个电导体可能呈之字形、波浪形或曲折形延伸。以这种背景而具体地可 以考虑的是电线呈波浪形或呈具有倒圆形锯齿的之字形(in einer Zickzackform mit abgegrundeten Zacken)折叠地在复合结构中延伸。在之字形的情况下需要注意的是电 线不能以尖的锯齿来折叠，而是在锯齿的角点处基本上呈弓形。由此避免了损坏电线。由 此确保了电导体在纵向上可拉伸。通过拉力可以将呈波浪形的电导体几乎拉直，从而使电 导体总的来说在纵向上具有高的可拉伸性。 在此所述的电缆以有利的方式具有在电导体与电缆表面之间的至少为5kV的耐 压强度。通过这种具体的设计方案使得电缆适合于与人体相接触。在此，电缆表面直接放 置在人体上。通过高的耐压强度来保护人体不受到电流或电击的伤害。根据这种设计方案 的电缆可以在除颤期间没有问题地在人体上停留，这是因为其在其功能方面来说基本上并 未受到在除颤期间出现的高的电压和电流的干扰。所述的耐压强度也可能处于电导体与电 屏蔽物之间和/或电导体与电缆表面之间。 在一个可替换的实施方式中，电缆具有电导体，该电导体在至少局部地彼此分开 的或可分开的线路中延伸。由此可以没有问题地实现电缆的尺寸匹配，这是因为每个线路 可配属于空间中的另一点。 线路可能通过穿孔或材料稀薄化(Materialschwawchungen)彼此分开或可分开， 以便实现电缆的长度匹配。穿孔或材料稀薄化允许了电缆的单个区域的简单的断裂。
在此所述的电缆可能具有多个电导体，这些电导体基本上彼此平行地延伸。在此 可以考虑的是单个或多个电导体在线路(Straengen)中延伸，该线路彼此至少局部地分 开。线路的局部分开可以通过开口 (Schlitz)来实现，该开口构建在复合结构中或者说在 电缆的壳层中。在复合结构中或者说在壳层中装入的开口特别地构建为材料厚度减少的区 域。该材料厚度减少的区域可能通过超声波焊接过程来进行。通过这种材料稀薄化的区域
6的布置可以没有问题地将电缆在该区域上撕开并由此制造出单个的彼此分离的线路。由此 可以使电缆在不同的几何形状和尺寸方面长度匹配。特别地可以考虑的是电缆的各个区 域彼此分开，以便在各种不同的空间方向上延伸，而关联的区域一起在空间方向上延伸。
以这种背景而也可以考虑的是，使电缆的各个区域通过按钮(Druckkno印fe)或 搭链(Klettverschluesse)相互之间在电缆中形成环的情况下连接。这种连接可以在需要 的情况下解开，以便提供电缆的延长部。电缆也可以(近似如同圈状物(Girlande)那样) 压成(gestaucht)波浪形，其中它可以在定向电线上拉伸成延长部。 折叠的电缆也可以通过逐点的超声波焊接例如在电缆边缘上接合在一起。如果这 种连接分层地实现，那么就可以非常实际地逐级地在长度上调整电缆的长度。
在此所述的电缆可能特殊地例如具有五个电导体，它们分成两个线路。在此，两个 导体可能在第一线路中而三个导体在第二线路中延伸。线路可能构建成可相对彼此弯曲和 拉伸。通过这种具体的设计方案可以制造具有至少三个端部的电缆。这种电缆可以放置在 一面上，特别是在呈拱形的面上并且在面的不同的点上获取或者传输电信号。前述的电缆 特别地可以放置在人体上，以便获取心电图(EKG)。在此，电缆的一个端部可能与用于获取 心电图的仪器相连接，其中两个另外的端部与电极连接，其放置在人体上。在此所描述的电 缆在纵向上具有直至15%的弹性的可拉伸性。 在一个特殊的实施方式中将电缆额外地这样折叠，从而伸展的复合结构1的总长 度与复合结构l在折叠的、未伸展的状态下的长度相比大出15至50%。
电缆优选地构建成无硅树脂、无胶乳或无PVC(聚氯乙烯)。通过这种具体的设计 方案以有利的方式适合于直接放置在人体皮肤上。 电缆可能具有至少10000次循环的交变弯曲强度。这种强度的电缆可以没有问题 地在医疗领域中使用，这是因为其满足了那里的医疗方面的需求。 在此所描述类型的电缆以特别的方式适合于作为在用于获取心电图的布置中的 单向电缆。在此所描述的电缆的特征在于高的柔性。电缆特别在纵向上可以具有直至15% 的可拉伸性。这种可拉伸性既可以是弹性的也可以是无弹性的。此外，在此所描述的电缆 可以价廉地制造并且因此可以在一次性使用之后丢弃。省去了为防止患者传染而对电缆进 行投入大的清洁。电导体相对于支承层和覆盖层的绝缘使得电缆对于湿气是不灵敏的。支 承层和/或覆盖层的可逆的可压縮性产生了高的佩戴舒适性能。因此电缆以特别的尺寸适 合于放置到人体上。 在此所描述的电缆优选地是等离子涂层的。等离子涂层在保持电缆的透气性的情
况下产生了排斥水-或者说液体的电缆的装备。作为等离子涂层中的前体，特别地可能应
用碳氟化合物、碳氢化合物或硅氧烷。当然也可以考虑的是，将前述的材料的混合物用作为
前体。这些材料业已证明特别适合于疏水性地装配电缆并因此保持了高的透气性。 现在存在多种可能性以有利的方式来设计和改进根据本发明的原理。为此，一方
面参照随附的权利要求，另一方面参照下面借助附图对根据本发明的原理的优选实施例的说明。
联系优选实施例的说明借助附图也一般性地说明了原理的优选的设计方案和改
7进方案。图中示出 图1示出了电缆，其中电导体构建为绞合线。
图2示出了电缆，其中电导体构建为电线，禾口 图3示出了电缆，其中复合结构通过焊接点产生，焊接点通过超声波焊接方法产 生。
具体实施例方式
图1示出了电缆，包括纺织复合结构1，该纺织复合结构包括支承层2和覆盖层3， 其中在支承层2与覆盖层3之间容纳有至少一个电导体4，以及其中纺织复合结构1可无损 坏地柔性变形。电导体4相对于支承层2和覆盖层3通过绝缘件5而电绝缘。在此，支承 层2和覆盖层3可逆地可压縮。根据图1所示的电缆的特征在于在纵向上、也就是说在导 体4的方向上的弹性的可拉伸性。支承层2和覆盖层3通过粘接点6逐点地相互连接。支 承层2和覆盖层3构建为纤维网材料。纤维网材料由裂膜纤维组成，该裂膜纤维由双组分 纤维制成。非常具体地，应用了带有EVOLON商标的那类的纤维网材料且这种材料的单位面 积重量为60g/m2。复合结构1因此具有多孔的区域，这些区域构建成透气的。多孔的区域 7至少处于粘接点6之间。 复合结构1嵌入在两个壳层8之间。这两个壳层8同样也通过粘接点9逐点地相 互连接并且与复合结构l连接。 电导体4构建为绞合线10。绞合线10包括多个单独的电线ll，这些电线相互绞 合。通过绝缘件5电绝缘的电导体4由电屏蔽物12包围。电屏蔽物12特别地构建为导电 性屏蔽膏剂。将裸电线13嵌入导电性屏蔽膏剂中。电屏蔽物12直接贴近于电导体4并施 加在支承层2或覆盖层3的面向于电导体4的侧上。 支承层2和覆盖层3也可以构建为泡沫材料，该泡沫材料在纵向上显示出足够的 可压縮性和弹性的可拉伸性。这同样也适用于壳层8。可以考虑将壳层8同样也由纤维网 材料制成，而支承层2或覆盖层3也是用这种纤维网材料制成的。 图2示出了带有类似根据图1所示电缆的构造的电缆，其中将单独的电线14用作 电导体4，该电线由绝缘件5包围。电线14由此相对于湿气而受到保护。此外，根据图2所 示的电缆显示出如同根据图l所示电缆的相同的构造。为了避免重复，需要提示的是在图 1和图2中使用相同的标号来表示电缆的相同的部件。 图3示出了电缆，包括纺织复合结构1，该纺织复合结构包括支承层2和覆盖层3， 其中在支承层2与覆盖层3之间容纳有至少一个电导体4，以及其中纺织复合结构1可无 损坏地柔性变形。电导体4相对于支承层2和覆盖层3通过绝缘件5而电绝缘。在此，支 承层2和覆盖层3可逆地可压縮。根据图3所示的电缆的特征在于在纵向上的弹性的可拉 伸性。支承层2和覆盖层3通过焊接点6a逐点地相互连接。焊接点6a通过超声波焊接来 产生。支承层2和覆盖层3构建为纤维网材料。纤维网材料由裂膜纤维组成，该裂膜纤维 由双组分纤维制成。非常具体地，应用了例如带有EVOLON商标的那类的纤维网材料且这种 材料的单位面积重量为60g/m2。复合结构1因此具有多孔的区域，这些区域构建成透气的。 多孔的区域7至少处于焊接点6a之间。 复合结构1嵌入在两个壳层8之间。这两个壳层8同样也通过焊接点9a逐点地相互连接并且与纺织复合结构1连接。焊接点9a通过超声波焊接来产生。
电导体4尤其构建为绞合线10。绞合线IO包括多个单独的电线ll，这些电线相 互绞合。通过绝缘件5电绝缘的电导体4由电屏蔽物12包围。电屏蔽物12优选地构建为 导电性屏蔽膏剂。将裸电线13嵌入导电性屏蔽膏剂中。电屏蔽物12直接贴近于电导体4 并施加在支承层2或覆盖层3的面向于电导体4的侧上。 在图1至图3中所示出的实施例显示了电缆，该电缆基于所应用的电导体4、 导电性屏蔽膏剂以及所应用的纤维网材料而特征在于高的弹性和可弯曲性。非常具体 地，每个电缆显示了至少在纵向上直至初始长度的15%的弹性的可拉伸性。例如应用了 Freudenberg纤维网材料合资公司(Freudenberg Vliesstoffe KG，69469 Weinheim， DE) 的EVOLON类型的纤维网材料作为用于支承层2、覆盖层3以及壳层8的纤维网材料。该纤 维网材料显示出60g/m2的单位面积重量。当应用单独的电线14来作为电导体4时，则该 电线以曲折形或波浪形来置入到复合结构1中，以便在其整体上来确保电缆的弹性和长度 可拉伸性。对于电屏蔽物12来说则应用了导电性屏蔽膏剂，正如其在PCT/EP2008/007235 中提出的那样。 除了电缆的弹性的可拉伸性之外还可以通过复合结构1的折叠的结构来实现电 缆的长度对于不同体形和身高的匹配，例如一方面是对于早产的和新出生的患者而另一方 面是对于高大而强壮的成年患者。因而，伸展的复合结构1的长度与复合结构在折叠的、未 伸展的状态下的长度相比可以例如大出15至50%。 鉴于根据本发明的原理的另外的有利的设计方案和改进方案，一方面参照本说明 书的主要部分而另一方面参照随附权利要求。 最后要特别强调的是，前面所选择的实施例仅仅用于说明根据本发明的原理，然 而根据本发明的原理并不限于这些实施例。
权利要求
一种电缆，包括纺织复合结构(1)，所述纺织复合结构包括支承层(2)和覆盖层(3)，其中在所述支承层(2)与所述覆盖层(3)之间容纳有至少一个电导体(4)，其特征在于，所述纺织复合结构(1)可无损坏地柔性变形，其中至少一个电导体(4)相对于所述支承层(2)和所述覆盖层(3)通过绝缘件(5)而电绝缘。
2. 按权利要求1所述的电缆，其特征在于至少在纵向上直至15%的可拉伸性，特别在于在纵向上从O. l直至15%的可拉伸性。
3. 按权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，所述复合结构(1)至少局部地通过穿孔或多孔的区域(7)构建成透气的。
4. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述支承层(2)和/或所述覆盖层(3)逐点地相互连接。
5. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述支承层(2)和/或所述覆盖层(3)构建为纤维网。
6. 按权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述支承层(2)和/或所述覆盖层(3)构建为由裂膜纤维组成的纤维网，所述裂膜纤维由双组分纤维制成。
7. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述复合结构(1)嵌入在两个壳层(8)之间。
8. 按权利要求7所述的电缆，其特征在于，所述两个壳层(8)逐点地相互连接。
9. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，至少一个电导体(4)构建为导电性膏剂。
10. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，至少一个电导体(4)构建为电线(14)。
11. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，至少一个电导体(4)构建为绞合线(10)。
12. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述电导体(4)由电屏蔽物(12)包围。
13. 按权利要求12所述的电缆，其特征在于，所述屏蔽物(12)构建为导电性屏蔽膏剂。
14. 按权利要求12或13所述的电缆，其特征在于，所述屏蔽物(12)具有裸电线(13)。
15. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，至少一个电导体(4)呈之字形、波浪形或曲折形延伸。
16. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于在电导体(4)与电缆表面之间的至少为5kV的耐压强度。
17. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于电导体(4)，所述电导体在至少局部地彼此分开的或可分开的线路中延伸。
18. 按权利要求17所述的电缆，其特征在于线路，所述线路通过穿孔或材料稀薄化彼此分开或可分开，以便实现所述电缆的长度匹配，其中所述电缆在层中折叠并通过焊接点固定。
19. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于五个电导体(4)和两个线路，其中两个导体(4)在第一线路中延伸以及三个导体(4)在第二线路中延伸，并且其中所述线路构建成可相对彼此弯曲和拉伸。
20. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于无硅树脂、无胶乳或无PVC(聚氯乙烯)的设计方案。
21. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于至少10000次循环的交变弯曲强度。
22. 按前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述纺织复合结构(1)这样折叠，从而使所述复合结构(1)在伸展的状态下的总长度与所述复合结构(1)在折叠的、未伸展的状态下的长度相比大出15至50%。
23. —种将按前述权利要求中任一项所述的电缆作为在用于获取心电图(EKG)的布置中的单向电缆的应用。
全文摘要
本发明的名称为具有纺织复合结构的用于电疗应用的柔性可变形电缆，涉及一种电缆，用于电疗应用并专门用于不同体形和身高的患者的EKG-拍摄，该电缆包括纺织复合结构(1)，该纺织复合结构包括支承层(2)和覆盖层(3)，其中在支承层(2)与覆盖层(3)之间容纳有至少一个电导体(4)，该电缆这样来设计和改进，从而使该电缆按价廉的方式制造一方面当湿气侵入时提供足够的保护来防止短路并且另一方面没有问题地匹配于弯曲的和不规则成形的结构。该电缆的特征在于，纺织复合结构(1)可无损坏地柔性变形，其中至少一个电导体(4)相对于支承层(2)和覆盖层(3)通过绝缘件(5)而电绝缘。
文档编号H01B7/04GK101783202SQ20101011938
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者C·布尔曼, F·萨特勒, H·-U·汉斯曼, H·斯塔克, H·格德, T·加卢斯, T·格拉斯尔, T·沃尔, Y·加伯 申请人:德拉格医疗股份两合公司