Elektroder

Våt gel eller pasta med elektrolytter

De mekaniske eller viskøse egenskapene til kontaktmediet er viktige, og ofte er elektrolytten fortykket av en gelsubstans eller inneholdt i en svamp eller myke klær.Kommersielle elektrokardiogram (EKG)-elektroder leveres ofte som pregelerte enheter for engangsbruk, og mediet kan inneholde konserveringsmidler for å øke lagringstiden, eller kvartspartikler for å slite på huden.

Generelt er den ioniske mobiliteten og derfor konduktiviteten i en pasta med høy viskositet lavere enn i en væske.Våte elektrolytter med høy konsentrasjon (>1 %) penetrerer huden aktivt, med en tidskonstant ofte oppgitt til å være i størrelsesorden 10 min (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).Imidlertid er prosessen faktisk ikke eksponentiell (ettersom diffusjonsprosesser ikke er det), og kan pågå i timer og dager (Grimnes, 1983a) (se figur 4.20).Penetrasjonen er sterkere jo høyere elektrolyttkonsentrasjon, men også mer hudirriterende.NaCl tolereres bedre av menneskelig hud ved høy konsentrasjon enn de fleste andre elektrolytter.Figur 7.5 viser elektrolyttpenetrasjonen inn i huden de første 4 timene etter at elektrodestart i huden.Impedans ved 1 Hz er dominert av stratum corneum-elektrolyttinnhold, med mindre enn 1 % bidrag fra elektrodens egen polariserende impedans med små signaler.Hvis svettekanaler er fylt eller nylig har blitt fylt, shunter konduktansen til kanalene den høye impedansen til det tørre stratum corneum.

Konduktiviteten σ til noen ofte brukte kontaktkremer/pastaer er: 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 , og NASA elektrodekrem 1,2 S/m.NASA Flight Pasta inneholder 9 % NaCl, 3 % kaliumklorid (KCl) og 3 % kalsiumklorid (CaCl), totalt 15 % (etter vekt) elektrolytter.Tykk elektroencefalogram (EEG) pasta kan inneholde så mye som 45 % KCl.

Til sammenligning har 0,9 % NaCl (i vekt) fysiologisk saltløsning en ledningsevne på 1,4 S/m;de fleste geler er derfor sterke elektrolytter.Sjøvann inneholder ca. 3,5 % salter, og Dødehavet inneholder >25 % salter med en sammensetning på 50 % MgCl2, 30 % NaCl, 14 % CaCl2 og 6 % KCl.Det er ganske forskjellig fra sjøvannssalt (NaCl 97 % av totalt saltinnhold).Dødehavet kalles "dødt" fordi dets høye saltholdighet hindrer planter og fisk i å leve der.

Erfaring har vist at jo sterkere gelen er, desto raskere trenger man inn i huden og svettekanalene.Imidlertid er hudreaksjoner som hudirritasjon og rødhet også raskere.For en rask EKG-undersøkelse kan sterkere geler brukes;for overvåking på dager må kontaktgelen være svak.De fleste setter pris på timevis med bading i sjøvann, så et saltinnhold på 3,5 % burde i mange tilfeller være akseptabelt.

For elektrodermal aktivitet (kapittel 10.3) må en kontaktvåt gel ha lavt saltinnhold for å sikre rask tømming av kanalene.