الکترودها

ژل یا خمیر مرطوب با الکترولیت

خواص مکانیکی یا چسبناک محیط تماس مهم است و اغلب الکترولیت توسط یک ماده ژل ضخیم می شود یا در یک اسفنج یا لباس نرم قرار می گیرد.الکترودهای الکتروکاردیوگرام تجاری (ECG) اغلب به عنوان دستگاه های پیش ژل شده برای یک بار مصرف تحویل داده می شوند و محیط ممکن است حاوی مواد نگهدارنده برای افزایش عمر ذخیره سازی یا ذرات کوارتز برای اهداف سایشی روی پوست باشد.

به طور کلی، تحرک یونی و بنابراین رسانایی در یک خمیر با ویسکوزیته بالا کمتر از یک مایع است.الکترولیت‌های مرطوب با غلظت بالا (بیش از 1%) به طور فعال به پوست نفوذ می‌کنند، با ثابت زمانی که اغلب در حد 10 دقیقه ذکر می‌شود (Tregear، 1966؛ Almasi et al., 1970; McAdams et al., 1991b).با این حال، در واقع فرآیند نمایی نیست (همانطور که فرآیندهای انتشار نیستند)، و ممکن است برای ساعت ها و روزها ادامه داشته باشد (گریمنز، 1983a) (به شکل 4.20 مراجعه کنید).هر چه غلظت الکترولیت بیشتر باشد نفوذ قوی تر است، اما پوست را تحریک می کند.NaCl در غلظت های بالا توسط پوست انسان بهتر از سایر الکترولیت ها تحمل می شود.شکل 7.5 نفوذ الکترولیت به پوست را در 4 ساعت اول پس از شروع الکترود به پوست نشان می دهد.امپدانس در 1 هرتز تحت سلطه محتوای الکترولیت لایه شاخی است که کمتر از 1٪ از امپدانس قطبش سیگنال کوچک الکترود کمک می کند.اگر مجاری عرق پر شده باشد یا اخیراً پر شده باشد، رسانایی مجاری، امپدانس بالای لایه شاخی خشک را از بین می برد.

رسانایی σ برخی از کرم‌ها/پاستاهای تماسی اغلب مورد استفاده عبارتند از: کرم Redux (Hewlett Packard) 10.6 S/m، کرم الکترود (Grass) 3.3 S/m، خمیر Beckman-Offner 17 S/m، خمیر پرواز ناسا 7.7 S/m و کرم الکترود ناسا 1.2 S/m.خمیر پرواز ناسا حاوی 9٪ NaCl، 3٪ کلرید پتاسیم (KCl) و 3٪ کلرید کلسیم (CaCl)، در مجموع 15٪ (وزنی) الکترولیت است.خمیر الکتروانسفالوگرام ضخیم (EEG) ممکن است حاوی 45٪ KCl باشد.

در مقایسه، محلول نمک فیزیولوژیکی 0.9% NaCl (وزنی) دارای رسانایی 1.4 S/m است.بنابراین اکثر ژل ها الکترولیت های قوی هستند.آب دریا حاوی حدود 3.5 درصد نمک و دریای مرده حاوی بیش از 25 درصد نمک با ترکیب 50 درصد MgCl2، 30 درصد NaCl، 14 درصد CaCl2 و 6 درصد KCl است.این کاملاً با نمک آب دریا متفاوت است (NaCl 97٪ از کل محتوای نمک).دریای مرده را "مرده" می نامند زیرا شوری زیاد آن مانع از زندگی گیاهان و ماهی ها در آنجا می شود.

تجربه نشان داده است که هر چه ژل قوی تر باشد، سریعتر به پوست و مجرای عرق نفوذ می کند.با این حال، واکنش های پوستی مانند تحریک و قرمزی پوست نیز سریعتر هستند.برای معاینه سریع ECG، می توان از ژل های قوی تر استفاده کرد.برای نظارت در طول روز، ژل تماسی باید ضعیف باشد.اکثر مردم از ساعت ها حمام کردن در آب دریا استقبال می کنند، بنابراین میزان نمک 3.5 درصد در بسیاری از موارد باید قابل قبول باشد.

برای فعالیت الکترودرمال (فصل 10.3)، یک ژل مرطوب تماسی باید دارای محتوای نمک کم باشد تا از تخلیه سریع مجاری اطمینان حاصل شود.