Электроды

Влажный гель или паста с электролитами

Важны механические или вязкие свойства контактной среды, и часто электролит загущен гелеобразным веществом или содержится в губке или мягкой одежде.Коммерческие электроды для электрокардиограммы (ЭКГ) часто поставляются в виде предварительно желатинированных устройств для одноразового использования, а среда может содержать консерванты для увеличения срока хранения или частицы кварца для истирания кожи.

Как правило, ионная подвижность и, следовательно, проводимость пасты с высокой вязкостью ниже, чем жидкости.Влажные электролиты высокой концентрации (> 1%) активно проникают через кожу, при этом постоянная времени часто указывается порядка 10 мин (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).Однако на самом деле этот процесс не является экспоненциальным (как и диффузионные процессы) и может продолжаться часами и днями (Гримнес, 1983а) (см. рис. 4.20).Проникновение тем сильнее, чем выше концентрация электролита, но также сильнее раздражает кожу.NaCl лучше переносится кожей человека в высоких концентрациях, чем большинство других электролитов.На рис. 7.5 показано проникновение электролита в кожу в течение первых 4 ч после контакта электрода с кожей.В импедансе на частоте 1 Гц преобладает содержание электролита в роговом слое с менее чем 1% вкладом собственного поляризующего импеданса слабого сигнала электрода.Если потовые протоки заполнены или недавно были заполнены, проводимость протоков шунтирует высокое сопротивление сухого рогового слоя.

Проводимость σ некоторых часто используемых контактных кремов/пасты составляет: крем Redux (Hewlett Packard) 10,6 См/м, крем Electrode (трава) 3,3 См/м, паста Бекмана-Оффнера 17 См/м, паста NASA Flight 7,7 См/м. и электродный крем NASA 1,2 См/м.Паста NASA Flight содержит 9% NaCl, 3% хлорида калия (KCl) и 3% хлорида кальция (CaCl), всего 15% (по весу) электролитов.Густая паста для электроэнцефалограммы (ЭЭГ) может содержать до 45% KCl.

Для сравнения, 0,9% NaCl (по массе) физиологический раствор имеет проводимость 1,4 См/м;Поэтому большинство гелей являются сильными электролитами.Морская вода содержит около 3,5 % солей, а Мертвое море содержит более 25 % солей в составе 50 % MgCl2, 30 % NaCl, 14 % CaCl2 и 6 % KCl.Это сильно отличается от соли морской воды (NaCl 97% от общего содержания соли).Мертвое море называют «мертвым», потому что его высокая соленость не позволяет обитать там растениям и рыбам.

Опыт показал, что чем прочнее гель, тем быстрее проникает в кожу и потовые протоки.Однако кожные реакции, такие как раздражение и покраснение кожи, также развиваются быстрее.Для быстрого исследования ЭКГ можно использовать более сильные гели;для мониторинга в течение суток контактный гель должен быть слабым.Большинство людей ценят многочасовое купание в морской воде, поэтому содержание соли 3,5% во многих случаях должно быть приемлемым.

Для электрокожной активности (глава 10.3) контактный влажный гель должен иметь низкое содержание солей, чтобы обеспечить быстрое опорожнение протоков.