Електроди

Вологий гель або паста з електролітами

Механічні або в'язкі властивості контактного середовища є важливими, і часто електроліт згущений гелевою речовиною або міститься в губці або м'якому одязі.Комерційні електроди для електрокардіографії (ЕКГ) часто постачаються у вигляді гелеподібних пристроїв для одноразового використання, і середовище може містити консерванти для збільшення терміну зберігання або частинки кварцу для стирання шкіри.

Як правило, іонна рухливість і, отже, провідність у пасті з високою в’язкістю нижчі, ніж у рідині.Вологі електроліти високої концентрації (>1%) активно проникають через шкіру, часто цитується постійна часу порядку 10 хвилин (Tregear, 1966; Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).Однак насправді процес не є експоненціальним (як не є процеси дифузії), і може тривати годинами та днями (Grimnes, 1983a) (див. рис. 4.20).Проникнення тим сильніше, чим вище концентрація електроліту, але також більше подразнює шкіру.NaCl краще переноситься шкірою людини у високій концентрації, ніж більшість інших електролітів.На малюнку 7.5 показано проникнення електроліту в шкіру протягом перших 4 годин після прикладання електрода до шкіри.В імпедансі на частоті 1 Гц домінує вміст електроліту рогового шару з менш ніж 1% вкладом від власного поляризаційного опору малого сигналу електрода.Якщо потові протоки заповнені або нещодавно були заповнені, провідність протоків шунтує високий імпеданс сухого рогового шару.

Електропровідність σ деяких часто використовуваних контактних кремів/паст становить: Redux creme (Hewlett Packard) 10,6 См/м, Electrode creme (Grass) 3,3 См/м, паста Beckman-Offner 17 См/м, NASA Flight paste 7,7 См/м , а кремовий електрод NASA 1,2 S/m.Паста NASA Flight містить 9% NaCl, 3% хлориду калію (KCl) і 3% хлориду кальцію (CaCl), загалом 15% (за вагою) електролітів.Густа паста для електроенцефалограми (ЕЕГ) може містити до 45% KCl.

Для порівняння, фізіологічний сольовий розчин 0,9% NaCl (за вагою) має електропровідність 1,4 См/м;тому більшість гелів є сильними електролітами.Морська вода містить близько 3,5% солей, а Мертве море містить >25% солей із складом 50% MgCl2, 30% NaCl, 14% CaCl2 і 6% KCl.Це дуже відрізняється від солі морської води (NaCl 97% від загального вмісту солі).Мертве море називають «мертвим», тому що його висока солоність не дозволяє рослинам і рибам жити в ньому.

Досвід показує, що чим сильніше гель, тим швидше проникає в шкіру і потові протоки.Однак шкірні реакції, такі як подразнення шкіри та почервоніння, також відбуваються швидше.Для швидкого дослідження ЕКГ можна використовувати більш сильні гелі;для спостереження протягом доби контактний гель повинен бути слабким.Більшість людей цінують години купання в морській воді, тому вміст солі 3,5% у багатьох випадках є прийнятним.

Для електродермальної активності (розділ 10.3) контактний вологий гель повинен мати низький вміст солі, щоб забезпечити швидке спорожнення проток.