Ηλεκτρόδια

Υγρό τζελ ή πάστα με ηλεκτρολύτες

Οι μηχανικές ή ιξώδεις ιδιότητες του μέσου επαφής είναι σημαντικές και συχνά ο ηλεκτρολύτης παχύνεται από μια ουσία γέλης ή περιέχεται σε ένα σφουγγάρι ή μαλακά ρούχα.Τα ηλεκτρόδια ηλεκτροκαρδιογραφήματος του εμπορίου (ΗΚΓ) συχνά παραδίδονται ως προπηκτοποιημένες συσκευές για μία χρήση και το μέσο μπορεί να περιέχει συντηρητικά για την αύξηση της διάρκειας αποθήκευσης ή σωματίδια χαλαζία για σκοπούς απόξεσης στο δέρμα.

Γενικά, η ιοντική κινητικότητα και επομένως η αγωγιμότητα σε μια πάστα υψηλού ιξώδους είναι χαμηλότερη από ότι σε ένα υγρό.Υγροί ηλεκτρολύτες υψηλής συγκέντρωσης (>1%) διεισδύουν ενεργά στο δέρμα, με μια χρονική σταθερά που συχνά αναφέρεται ότι είναι της τάξης των 10 λεπτών (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).Ωστόσο, στην πραγματικότητα η διαδικασία δεν είναι εκθετική (όπως δεν είναι οι διαδικασίες διάχυσης) και μπορεί να συνεχιστεί για ώρες και μέρες (Grimnes, 1983a) (βλ. Εικόνα 4.20).Η διείσδυση είναι ισχυρότερη όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση ηλεκτρολυτών, αλλά και πιο ερεθιστικό για το δέρμα.Το NaCl είναι καλύτερα ανεκτό από το ανθρώπινο δέρμα σε υψηλή συγκέντρωση από τους περισσότερους άλλους ηλεκτρολύτες.Το σχήμα 7.5 δείχνει τη διείσδυση του ηλεκτρολύτη στο δέρμα τις πρώτες 4 ώρες μετά την έναρξη του ηλεκτροδίου στο δέρμα.Η σύνθετη αντίσταση στο 1 Hz κυριαρχείται από την περιεκτικότητα σε ηλεκτρολύτη της κεράτινης στιβάδας, με λιγότερο από 1% συνεισφορά από την αντίσταση πόλωσης μικρού σήματος του ίδιου του ηλεκτροδίου.Εάν οι αγωγοί ιδρώτα είναι γεμάτοι ή έχουν γεμίσει πρόσφατα, η αγωγιμότητα των αγωγών παρακάμπτει την υψηλή σύνθετη αντίσταση της ξηρής κεράτινης στιβάδας.

Η αγωγιμότητα σ ορισμένων κρέμων επαφής/ζυμαρικών που χρησιμοποιούνται συχνά είναι: κρέμα Redux (Hewlett Packard) 10,6 S/m, Κρέμα ηλεκτροδίων (Grass) 3,3 S/m, πάστα Beckman-Offner 17 S/m, πάστα NASA Flight 7,7 S/m , και κρέμα ηλεκτροδίου NASA 1,2 S/m.Η πάστα NASA Flight περιέχει 9% NaCl, 3% χλωριούχο κάλιο (KCl) και 3% χλωριούχο ασβέστιο (CaCl), συνολικά 15% (κατά βάρος) ηλεκτρολυτών.Η παχιά πάστα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (EEG) μπορεί να περιέχει έως και 45% KCl.

Συγκριτικά, φυσιολογικό αλατούχο διάλυμα 0,9% NaCl (κατά βάρος) έχει αγωγιμότητα 1,4 S/m.Τα περισσότερα τζελ είναι επομένως ισχυροί ηλεκτρολύτες.Το θαλασσινό νερό περιέχει περίπου 3,5% άλατα και η Νεκρά Θάλασσα περιέχει >25% άλατα με σύνθεση 50% MgCl2, 30% NaCl, 14% CaCl2 και 6% KCl.Αυτό είναι αρκετά διαφορετικό από το αλάτι του θαλασσινού νερού (NaCl 97% της συνολικής περιεκτικότητας σε αλάτι).Η Νεκρά Θάλασσα ονομάζεται «νεκρή» επειδή η υψηλή αλατότητά της εμποδίζει τα φυτά και τα ψάρια να ζουν εκεί.

Η εμπειρία έχει δείξει ότι όσο πιο ισχυρό είναι το gel, τόσο πιο γρήγορη είναι η διείσδυση στο δέρμα και τους ιδρώτατες πόρους.Ωστόσο, οι δερματικές αντιδράσεις όπως ο ερεθισμός του δέρματος και το κοκκίνισμα είναι επίσης ταχύτερες.Για μια γρήγορη εξέταση ΗΚΓ, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ισχυρότερα τζελ.για παρακολούθηση κατά τη διάρκεια των ημερών, η γέλη επαφής πρέπει να είναι αδύναμη.Οι περισσότεροι άνθρωποι εκτιμούν τις ώρες κολύμβησης σε θαλασσινό νερό, επομένως η περιεκτικότητα σε αλάτι 3,5% θα πρέπει σε πολλές περιπτώσεις να είναι αποδεκτή.

Για ηλεκτροδερμική δραστηριότητα (Κεφάλαιο 10.3), ένα υγρό πήκτωμα επαφής πρέπει να έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι για να διασφαλίζεται η ταχεία εκκένωση των αγωγών.