Gel bagnato o pasta con elettroliti
Le proprietà meccaniche o viscose del mezzo di contatto sono importanti e spesso l'elettrolita viene addensato da una sostanza gel o contenuto in una spugna o in indumenti morbidi.Gli elettrodi per elettrocardiogramma (ECG) commerciali vengono spesso forniti come dispositivi pregelati monouso e il mezzo può contenere conservanti per aumentare la durata di conservazione o particelle di quarzo per abradere la pelle.
Generalmente, la mobilità ionica e quindi la conducibilità in una pasta ad alta viscosità sono inferiori rispetto a un liquido.Gli elettroliti umidi ad alta concentrazione (>1%) penetrano attivamente nella pelle, con una costante di tempo spesso indicata dell'ordine di 10 minuti (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).Tuttavia, in realtà il processo non è esponenziale (come non lo sono i processi di diffusione) e può andare avanti per ore e giorni (Grimnes, 1983a) (vedi Figura 4.20).La penetrazione è tanto più forte quanto maggiore è la concentrazione di elettroliti, ma anche più irritante per la pelle.NaCl è meglio tollerato dalla pelle umana ad alta concentrazione rispetto alla maggior parte degli altri elettroliti.La Figura 7.5 mostra la penetrazione dell'elettrolito nella pelle le prime 4 ore dopo l'inizio dell'elettrodo sulla pelle.L'impedenza a 1 Hz è dominata dal contenuto di elettrolita dello strato corneo, con un contributo inferiore all'1% dall'impedenza di polarizzazione di piccolo segnale dell'elettrodo.Se i dotti del sudore sono riempiti o sono stati riempiti di recente, la conduttanza dei dotti devia l'elevata impedenza dello strato corneo secco.
La conducibilità σ di alcune creme/paste a contatto spesso utilizzate sono: Redux creme (Hewlett Packard) 10,6 S/m, Electrode creme (Grass) 3,3 S/m, Beckman-Offner paste 17 S/m, NASA Flight paste 7,7 S/m e crema per elettrodi della NASA 1,2 S/m.La pasta di volo della NASA contiene il 9% di NaCl, il 3% di cloruro di potassio (KCl) e il 3% di cloruro di calcio (CaCl), per un totale del 15% (in peso) di elettroliti.La pasta spessa per elettroencefalogramma (EEG) può contenere fino al 45% di KCl.
In confronto, una soluzione salina fisiologica allo 0,9% di NaCl (in peso) ha una conduttività di 1,4 S/m2;la maggior parte dei gel sono quindi elettroliti forti.L'acqua di mare contiene circa il 3,5% di sali e il Mar Morto contiene più del 25% di sali con una composizione del 50% di MgCl2, 30% di NaCl, 14% di CaCl2 e 6% di KCl.Questo è abbastanza diverso dal sale dell'acqua di mare (NaCl 97% del contenuto totale di sale).Il Mar Morto è chiamato “morto” perché la sua elevata salinità impedisce a piante e pesci di viverci.
L'esperienza ha dimostrato che più forte è il gel, più rapida è la penetrazione nella pelle e nei dotti del sudore.Tuttavia, anche le reazioni cutanee come irritazione e arrossamento della pelle sono più veloci.Per un rapido esame ECG, è possibile utilizzare gel più forti;per il monitoraggio durante i giorni, il gel di contatto deve essere debole.La maggior parte delle persone apprezza le ore di bagno nell'acqua di mare, quindi in molti casi un contenuto di sale del 3,5% dovrebbe essere accettabile.
Per l'attività elettrodermica (Capitolo 10.3), un gel umido a contatto deve avere un basso contenuto di sale per assicurare un rapido svuotamento dei dotti.
Tempo di pubblicazione: 11 aprile 2019