Elektroder

Våd gel eller pasta med elektrolytter

Kontaktmediets mekaniske eller tyktflydende egenskaber er vigtige, og ofte er elektrolytten fortykket af et gelstof eller indeholdt i en svamp eller blødt tøj.Kommercielle elektrokardiogram (EKG)-elektroder leveres ofte som forgelerede enheder til engangsbrug, og mediet kan indeholde konserveringsmidler for at øge holdbarheden, eller kvartspartikler til slibende formål på huden.

Generelt er den ioniske mobilitet og derfor ledningsevnen i en pasta med høj viskositet lavere end i en væske.Våde elektrolytter med høj koncentration (>1%) trænger aktivt ind i huden med en tidskonstant, der ofte angives til at være i størrelsesordenen 10 min (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).Men faktisk er processen ikke eksponentiel (som diffusionsprocesser ikke er det), og kan fortsætte i timer og dage (Grimnes, 1983a) (se figur 4.20).Indtrængningen er stærkere, jo højere elektrolytkoncentrationen er, men også mere hudirriterende.NaCl tolereres bedre af menneskelig hud ved høje koncentrationer end de fleste andre elektrolytter.Figur 7.5 viser elektrolyttens indtrængning i huden de første 4 timer efter elektrodestart til huden.Impedans ved 1 Hz er domineret af stratum corneum elektrolytindhold, med mindre end 1% bidrag fra elektrodens egen lille-signal polariserende impedans.Hvis svedkanaler er fyldt eller for nylig er blevet fyldt, shunter ledningernes konduktans den høje impedans af det tørre stratum corneum.

Ledningsevnen σ af nogle ofte anvendte kontaktcremer/pastaer er: Redux creme (Hewlett Packard) 10,6 S/m, Elektrodecreme (Græs) 3,3 S/m, Beckman-Offner pasta 17 S/m, NASA Flight pasta 7,7 S/m og NASA elektrodecreme 1,2 S/m.NASA Flight Pasta indeholder 9% NaCl, 3% kaliumchlorid (KCl) og 3% calciumchlorid (CaCl), i alt 15% (efter vægt) elektrolytter.Tyk elektroencefalogram (EEG) pasta kan indeholde så meget som 45 % KCl.

Til sammenligning har 0,9% NaCl (efter vægt) fysiologisk saltvandsopløsning en ledningsevne på 1,4 S/m;de fleste geler er derfor stærke elektrolytter.Havvand indeholder omkring 3,5 % salte, og Det Døde Hav indeholder >25 % salte med en sammensætning på 50 % MgCl2, 30 % NaCl, 14 % CaCl2 og 6 % KCl.Det er helt anderledes end havvandssalt (NaCl 97% af det samlede saltindhold).Det Døde Hav kaldes "dødt", fordi dets høje saltindhold forhindrer planter og fisk i at leve der.

Erfaring har vist, at jo stærkere gelen er, jo hurtigere trænger den ind i huden og svedkanalerne.Men hudreaktioner som hudirritation og rødme er også hurtigere.Til en hurtig EKG-undersøgelse kan stærkere geler bruges;til overvågning i løbet af dage skal kontaktgelen være svag.De fleste mennesker sætter pris på timers badning i havvand, så et saltindhold på 3,5 % burde i mange tilfælde være acceptabelt.

For elektrodermal aktivitet (kapitel 10.3) skal en kontaktvåd gel have et lavt saltindhold for at sikre hurtig tømning af kanalerne.