Elektrody

Mokry żel lub pasta z elektrolitami

Ważne są mechaniczne lub lepkie właściwości medium kontaktowego i często elektrolit jest zagęszczany przez żelową substancję lub zawarty w gąbce lub miękkiej odzieży.Komercyjne elektrody do elektrokardiogramu (EKG) są często dostarczane jako wstępnie zżelowane urządzenia do jednorazowego użytku, a podłoże może zawierać konserwanty w celu wydłużenia okresu przechowywania lub cząstki kwarcu do celów ścierania skóry.

Ogólnie ruchliwość jonów, a zatem i przewodność w paście o wysokiej lepkości są niższe niż w cieczy.Mokre elektrolity o wysokim stężeniu (>1%) aktywnie przenikają przez skórę, przy czym często podaje się stałą czasową rzędu 10 minut (Tregear, 1966; Almasi i wsp., 1970; McAdams i wsp., 1991b).Jednak w rzeczywistości proces ten nie jest wykładniczy (podobnie jak procesy dyfuzji) i może trwać godzinami i dniami (Grimnes, 1983a) (patrz Rysunek 4.20).Penetracja jest tym silniejsza im wyższe stężenie elektrolitu, ale też bardziej podrażnia skórę.NaCl jest lepiej tolerowany przez ludzką skórę w wysokim stężeniu niż większość innych elektrolitów.Rysunek 7.5 przedstawia penetrację elektrolitu w skórę w ciągu pierwszych 4 godzin po przyłożeniu elektrody do skóry.Impedancja przy 1 Hz jest zdominowana przez zawartość elektrolitu w warstwie rogowej, z mniejszym niż 1% udziałem własnej impedancji polaryzacyjnej małosygnałowej elektrody.Jeśli przewody potowe są wypełnione lub zostały niedawno wypełnione, przewodność przewodów obniża wysoką impedancję suchej warstwy rogowej naskórka.

Przewodnictwo σ niektórych często używanych kremów/makaronów kontaktowych wynosi: Redux creme (Hewlett Packard) 10,6 S/m, elektroda (Grass) 3,3 S/m, pasta Beckman-Offner 17 S/m, NASA Flight pasta 7,7 S/m , oraz krem ​​​​do elektrod NASA 1,2 S/m.Pasta NASA Flight zawiera 9% NaCl, 3% chlorek potasu (KCl) i 3% chlorek wapnia (CaCl), łącznie 15% (wagowo) elektrolitów.Gęsta pasta do elektroencefalogramu (EEG) może zawierać nawet 45% KCl.

Dla porównania, 0,9% NaCl (wagowo) fizjologiczny roztwór soli ma przewodność 1,4 S/m;większość żeli jest zatem mocnymi elektrolitami.Woda morska zawiera około 3,5% soli, a Morze Martwe zawiera >25% soli o składzie 50% MgCl2, 30% NaCl, 14% CaCl2 i 6% KCl.Różni się to znacznie od soli w wodzie morskiej (NaCl 97% całkowitej zawartości soli).Morze Martwe nazywane jest „martwym”, ponieważ jego wysokie zasolenie uniemożliwia bytowanie tam roślin i ryb.

Doświadczenie pokazuje, że im silniejszy żel, tym szybciej wnika w skórę i przewody potowe.Jednak reakcje skórne, takie jak podrażnienie i zaczerwienienie skóry, są również szybsze.Do szybkiego badania EKG można użyć silniejszych żeli;do monitorowania w ciągu dni żel kontaktowy musi być słaby.Większość ludzi docenia wielogodzinne kąpiele w wodzie morskiej, więc w wielu przypadkach zawartość soli powinna wynosić 3,5%.

W przypadku aktywności elektrodermalnej (rozdział 10.3) mokry żel kontaktowy musi mieć niską zawartość soli, aby zapewnić szybkie opróżnianie przewodów.