Natte gel of pasta met elektrolyten
De mechanische of viskeuze eigenschappen van het contactmedium zijn belangrijk, en vaak is de elektrolyt verdikt door een gelsubstantie of zit in een spons of zachte kleding.Commerciële elektrocardiogram (ECG) elektroden worden vaak geleverd als voorgegeleerde apparaten voor eenmalig gebruik, en het medium kan conserveermiddelen bevatten om de houdbaarheid te verlengen, of kwartsdeeltjes voor schurende doeleinden op de huid.
In het algemeen is de ionische mobiliteit en dus de geleidbaarheid in een pasta met hoge viscositeit lager dan in een vloeistof.Natte elektrolyten met een hoge concentratie (>1%) dringen actief door de huid, met een tijdconstante die vaak in de orde van grootte van 10 minuten ligt (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).In werkelijkheid is het proces echter niet exponentieel (zoals diffusieprocessen dat niet zijn), en kan het uren en dagen doorgaan (Grimnes, 1983a) (zie figuur 4.20).De penetratie is sterker naarmate de elektrolytconcentratie hoger is, maar ook meer irriterend voor de huid.NaCl wordt bij hoge concentraties beter verdragen door de menselijke huid dan de meeste andere elektrolyten.Figuur 7.5 toont de penetratie van elektrolyt in de huid de eerste 4 uur na het begin van de elektrode op de huid.De impedantie bij 1 Hz wordt gedomineerd door het gehalte aan elektrolyten in het stratum corneum, met een bijdrage van minder dan 1% van de eigen polarisatie-impedantie met klein signaal van de elektrode.Als zweetkanalen zijn gevuld of recentelijk zijn gevuld, overbrugt de geleiding van de kanalen de hoge impedantie van het droge stratum corneum.
De geleidbaarheid σ van enkele veelgebruikte contactcrèmes/pasta's zijn: Redux creme (Hewlett Packard) 10,6 S/m, Electrode creme (Grass) 3,3 S/m, Beckman-Offner pasta 17 S/m, NASA Flight pasta 7,7 S/m , en NASA-elektrodecrème 1,2 S/m.NASA Flight-pasta bevat 9% NaCl, 3% kaliumchloride (KCl) en 3% calciumchloride (CaCl), in totaal 15% (op gewichtsbasis) elektrolyten.Dikke elektro-encefalogram (EEG) pasta kan maar liefst 45% KCl bevatten.
Ter vergelijking: 0,9% NaCl (op gewichtsbasis) fysiologische zoutoplossing heeft een geleidbaarheid van 1,4 S/m;de meeste gels zijn daarom sterke elektrolyten.Zeewater bevat ongeveer 3,5% zouten en de Dode Zee bevat >25% zouten met een samenstelling van 50% MgCl2, 30% NaCl, 14% CaCl2 en 6% KCl.Dat is heel wat anders dan zeewaterzout (NaCl 97% van het totale zoutgehalte).De Dode Zee wordt "dood" genoemd omdat het hoge zoutgehalte ervoor zorgt dat planten en vissen er niet kunnen leven.
De ervaring heeft geleerd dat hoe sterker de gel, hoe sneller de penetratie in de huid en zweetkanalen.Maar ook huidreacties zoals huidirritatie en roodheid gaan sneller.Voor een snel ECG-onderzoek kunnen sterkere gels worden gebruikt;voor monitoring gedurende dagen moet de contactgel zwak zijn.De meeste mensen waarderen urenlang baden in zeewater, dus een zoutgehalte van 3,5% zou in veel gevallen acceptabel moeten zijn.
Voor elektrodermale activiteit (hoofdstuk 10.3) moet een natte contactgel een laag zoutgehalte hebben om een snelle lediging van de kanalen te verzekeren.
Posttijd: apr-11-2019