EA022142B1 - Электродное устройство - Google Patents
Электродное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- EA022142B1 EA022142B1 EA201201352A EA201201352A EA022142B1 EA 022142 B1 EA022142 B1 EA 022142B1 EA 201201352 A EA201201352 A EA 201201352A EA 201201352 A EA201201352 A EA 201201352A EA 022142 B1 EA022142 B1 EA 022142B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- silver
- contact element
- dielectric porous
- contact
- electrode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для измерения биоэлектрических потенциалов, используемых преимущественно в приборах медицинской диагностики. Электродное устройство содержит диэлектрический пористый контактный элемент, весь объём пор которого заполнен наночастицами серебра, покрытых слоем хлорида серебра, и пропитан электролитом. Со стороны, противоположной рабочей поверхности диэлектрический пористый контактный элемент покрыт слоем серебра. Гибкий токоотводящий серебряный элемент с одного конца электрически связан с диэлектрическим пористым контактным элементом, расположенным в центре, а с другого конца электрически связан с контактом, выполненным из диэлектрического пористого материала либо в виде ступенчато сужающегося вверх низкого цилиндра с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема, либо в виде ступенчато сужающегося вверх цилиндра с боковым отверстием для токоотводящего штыря. Контакт покрыт слоем серебра и расположен эксцентрично по отношению к диэлектрическому пористому контактному элементу. Диэлектрический пористый контактный элемент, токоотводящий серебряный элемент и контакт жестко зафиксированы между двумя пластмассовыми пластинами с использованием клеящего кольца, либо клеящей полоски. Клеящее кольцо, либо клеящая полоска со стороны клеевой основы защищены антиадгезионной пленкой, в которой размещена поролоновая прокладка, контактирующая с рабочей поверхностью диэлектрического пористого контактного элемента и пропитанная жидким электролитом состава, мас.%: вода - 31-35; хлористый калий - 10-13; глицерин - остальное. Технический результат: повышение метрологических
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения биоэлектрических потенциалов, используемых преимущественно в приборах медицинской диагностики.
Известно электродное устройство (8И 1200901 А, МПК4 А61В5/04, опубл. 30.12.1985. Бюл. № 48), содержащее диэлектрический корпус, в котором расположен диэлектрический пористый контактный элемент, насыщенный электролитом, и токоотводящий элемент. Пористый контактный элемент со стороны, противоположной рабочей части, имеет углубление, на поверхность которого нанесен слой серебра. Соединенная с токоотводящим элементом посредством спая часть пористого контактного элемента, прилегающая к слою серебра, заполнена хлоридом серебра. Использован электролит следующего состава, мас.%:
вода 31 - 35, хлористый калий 10 - 13, агар-агар 2-3, полиакриламид 0,5 - 0,8, глицерин остальное.
В таком электродном устройстве в порах контактного элемента создан постоянный несохнущий объёмный переход серебро - хлорид серебра - электролит.
Недостатком этого электродного устройства является невысокая стабильность электродного потенциала на постоянном токе (не выше 0,05 мкВ/с) при проведении длительных многосуточных измерений. Кроме того, низкотемпературный спай с помощью припоя и токоотводящий элемент из медного провода не выдерживают высокотемпературную утилизацию и не могут применяться повторно.
Известно электродное устройство [2. КИ 2234851 С1, МПК7 А61В5/04, А61В5/0408, опубл. 27.08.2004], выбранное в качестве прототипа, содержащее диэлектрический пористый контактный элемент, поры поверхности рабочей части которого заполнены электролитом состава, мас.%:
вода 32-35, хлористый калий 10-13, агар-агар 2-3, полиакриламид 0,5-0,8, глицерин остальное.
Диэлектрический пористый контактный элемент со стороны, противоположной рабочей части, выполнен в виде сферы ответной части кнопочного разъема или цилиндра с отверстием для токосъемного штыря. Рабочая часть пористого контактного элемента имеет многочисленные конусообразные углубления, заполненные электролитом. Вся поверхность электродного устройства покрыта слоем серебрахлорида серебра. Часть пор, прилегающих к слою серебра-хлорида серебра, заполнена серебромхлоридом серебра.
На диэлектрический пористый контактный элемент со стороны, противоположной рабочей части, установлены либо липкое кольцо, либо липкая полоска, имеющие отверстие, равное диаметру сферы либо цилиндра, приклеенные к пластиковому контейнеру.
На диэлектрический пористый контактный элемент со стороны, противоположной рабочей части, установлены либо липкое кольцо, либо липкая полоска, имеющие отверстие, равное диаметру сферы либо цилиндра, с защитной антиадгезионной бумагой.
Многочисленные конусообразные углубления и поры поверхности рабочей части пористого контактного элемента заполнены высушенным электролитом.
Это электродное устройство является одноразовым и используется для длительного съёма информации в течение суток и более в отделениях реанимации и при исследованиях сердца по Холтеру.
Недостатком данного электродного устройства является невысокая стабильность электродного потенциала на постоянном токе (не выше 0,05 мкВ/с) при проведении длительных многосуточных измерений.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение метрологических характеристик электродного устройства для проведения длительных многосуточных измерений биоэлектрических потенциалов различных органов и тканей человека.
Поставленная задача решена за счет того, что электродное устройство, также как в прототипе, содержит диэлектрический пористый контактный элемент, электролит для заполнения его пор, токоотводящий элемент, контакт или с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема или в виде цилиндра с отверстием для токосъемного штыря, либо клеящее кольцо, либо клеящая полоска, имеющие отверстие и защищенные антиадгезионным покрытием.
Согласно изобретению весь объём пор диэлектрического пористого контактного элемента заполнен наночастицами серебра, покрытых слоем хлорида серебра, и пропитан электролитом. Со стороны, противоположной рабочей поверхности, диэлектрический пористый контактный элемент покрыт слоем сереб- 1 022142 ра. Над диэлектрическим пористым контактным элементом размещен гибкий токоотводящий серебряный элемент, на который со стороны диэлектрического пористого контактного элемента нанесен слой серебра. На конце токоотводящего серебряного элемента эксцентрично по отношению к диэлектрическому пористому контактному элементу размещен контакт, выполненный из диэлектрического пористого материала, покрытого слоем серебра. Контакт выполнен либо в виде ступенчато сужающегося вверх низкого цилиндра с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема, либо в виде ступенчато сужающегося вверх цилиндра с боковым отверстием для токоотводящего штыря. На токоотводящий серебряный элемент нанесен слой серебра, электрически связанный со слоем серебра, нанесенным на контакт. Диэлектрический пористый контактный элемент размещен в отверстии клеящего кольца, либо клеящей полоски. Между клеящим кольцом либо клеящей полоской и концом токоотводящего серебряного элемента, соединенным с контактом, расположена первая пластмассовая пластина. Вторая пластмассовая пластина с отверстием наложена сверху на первую ступень контакта, на остальную часть токоотводящего серебряного элемента, часть диэлектрического пористого контактного элемента и клеящего кольца либо клеящей полоски. Клеящее кольцо или клеящая полоска со стороны клеевой основы покрыты антиадгезионной пленкой, в которой размещена поролоновая прокладка, контактирующая с рабочей поверхностью диэлектрического контактного элемент и пропитанная жидким электролитом состава, мас.%:
вода 31 - 35, хлористый калий 10-13, глицерин остальное.
В качестве электролита для пропитки диэлектрического пористого контакта выбран состав, мас.%: вода 31-35, хлористый калий 10-13, агар-агар 2-3, полиакриламид 0,5 - 0,8, глицерин остальное.
Предложенная конструкция электродного устройства позволила заполнить весь объём диэлектрического пористого контактного элемента наночастицами серебра, покрытых хлоридом серебра, и электролитом.
Это позволило повысить стабильность электродного потенциала на постоянном токе (не менее 0,01 мкВ/с) при проведении длительных многосуточных измерений.
На фиг. 1 представлена конструкция электродного устройства.
На фиг. 2 показан фрагмент конструкции электродного устройства.
На фиг. 3 показан диэлектрический пористый контактный элемент.
На фиг. 4 показан контакт с выступом в виде ступенчато сужающегося вверх цилиндра с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема.
На фиг. 5 показан контакт в виде ступенчато сужающегося вверх цилиндра с боковым отверстием для токоотводящего штыря.
На фиг. 6 представлен внешний вид электродного устройства.
На фиг. 7 представлены зависимости электродного потенциала во времени электродной ячейки ЭЯ1, состоящей из системы электродное устройство-электролит-электродное устройство, при токе 1 нА.
На фиг. 8-17 представлены зависимости изменения электродного потенциала электродной ячейки ЭЯ1 в течение суток с первого по десятый дни наблюдения при токе 1 нА.
На фиг. 18 представлены зависимости напряжения поляризации электродных ячеек от величины тока, где кривая 1 - для электродной ячейки ЭЯ1 - пары электродных устройств с наночастицами серебра, выполненных согласно заявляемому решению, кривая 2 - для электродной ячейки ЭЯ2 - пары электродных устройств, выполненных согласно устройству-прототипу, кривая 3 - для электродной ячейки ЭЯ3 пары хлор-серебряных электродных устройств итальянского производства, выполненных по традиционной технологии путем нанесения чувствительного слоя Ад-АдС1 на сплошную подложку.
На фиг. 19 представлены зависимости полного сопротивления электродных ячеек от частоты при разных токах нагрузки, где (а) - зависимости полного сопротивления электродной ячейки ЭЯ1, (б) - зависимости полного сопротивления электродной ячейки ЭЯ2, (в) - зависимости полного сопротивления электродной ячейки ЭЯ3; кривые 1 - при токе 10 мкА, кривые 2 - при токе 1 мкА, кривые 3 - при токе 0,1 мкА.
На фиг. 20 представлены зависимости импеданса электродных ячеек от частоты при разных токах нагрузки в расширенном диапазоне частот, где (а) - зависимости полного сопротивления электродной ячейки ЭЯ1, (б) - зависимости полного сопротивления электродной ячейки ЭЯ2, (в) - зависимости полного сопротивления электродной ячейки ЭЯ3; кривые 1 - при токе 10 мкА, кривые 2 - при токе 5 мкА, кривые 3 - при токе 1 мкА.
На фиг. 21 представлены собственный дрейф напряжения электродных ячеек в диапазоне частот от 0,01 до 1 Гц, где (а) - собственный дрейф напряжения электродной ячейки ЭЯЬ (б) - собственный дрейф
- 2 022142 напряжения электродной ячейки ЭЯ2, (в) - собственный дрейф напряжения электродной ячейки ЭЯ3.
На фиг. 22 представлено собственное напряжение шума электродных ячеек в диапазоне частот от 0,05 до 75 Гц, где (а) - собственный дрейф напряжения электродной ячейки ЭЯ!, (б) - собственный дрейф напряжения электродной ячейки ЭЯ2, (в) - собственный дрейф напряжения электродной ячейки ЭЯ3.
На фиг. 23 представлено собственное напряжение шума электродных ячеек в диапазоне частот от 0 до 500 Гц, где (а) - собственное напряжение шума электродной ячейки ЭЯ!, (б) - собственное напряжение шума электродной ячейки ЭЯ2, (в) - собственное напряжение шума электродной ячейки ЭЯ3.
Электродное устройство (фиг. 1, 2) содержит диэлектрический пористый контактный элемент 1, покрытый слоем серебра 2 со стороны, противоположной его рабочей поверхности (фиг. 3). Весь объём пор диэлектрического пористого контактного элемента 1 заполнен наночастицами серебра 3, покрытых хлоридом серебра, и пропитан электролитом следующего состава, мас.%:
вода 32-35, хлористый калий 10-13, агар-агар 2-3, полиакриламид 0,5 - 0,8, глицерин остальное.
Над диэлектрическим пористым контактным элементом 1 размещен токоотводящий серебряный элемент 4 в виде тонкой гибкой пластины. Для обеспечения электрического контакта между диэлектрическим пористым контактным элементом 1 и расположенной над ним частью токоотводящего серебряного элемента 4 нанесен слой серебра 5, возжённый при высокой температуре из серебросодержащей пасты.
На другом конце токоотводящего серебряного элемента 4, эксцентрично по отношению к диэлектрически пористому контактному элементу 1, размещен контакт 6, выполненный из диэлектрического пористого материала, покрытого слоем серебра 7.
Контакт 6 выполнен заедино либо в виде ступенчато сужающегося вверх низкого цилиндра с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема (фиг. 4), либо в виде ступенчато сужающегося вверх цилиндра (фиг. 5) с боковым отверстием для токоотводящего штыря.
Токоотводящий серебряный элемент 4 с помощью слоя серебра 8, возженного при высокой температуре из серебросодержащей пасты, электрически связан со слоем серебра 7, нанесенным на контакт 6.
Диэлектрический пористый контактный элемент 1 размещен в соответствующем ему отверстии клеящего кольца 9, либо клеящей полоски, например из липкого ламината.
Между клеящим кольцом 9 либо клеящей полоской и одним концом токоотводящего серебряного элемента 4, соединенным с контактом 6, расположена первая пластмассовая пластина 10.
Вторая пластмассовая пластина с отверстием 11 (фиг. 6) наложена сверху на первую ступень контакта 6, на остальную часть токоотводящего серебряного элемента 4, часть диэлектрического пористого контактного элемента 1 и клеящего кольца 9 либо клеящей полоски.
Таким образом, контакт 6, токоотводящий серебряный элемент 4 и диэлектрический пористый контактный элемент 1 жестко зафиксированы между двумя пластмассовыми пластинами 10 и 11.
Клеящее кольцо 9 либо клеящая полоска со стороны клеевой основы защищены антиадгезионной пленкой 12, в которой размещена поролоновая прокладка 13, контактирующая с рабочей поверхностью диэлектрического контактного элемента 1 и пропитанная жидким электролитом состава, мас.%:
кода 31-35, хлористый калий 10-13, глицерин остальное,
Контакт 6 соединен со входом электрографического прибора.
Диэлектрический пористый контактный элемент 1 и контакт 6 выполнены из пористой алюмосиликатной керамики. Все материалы должны быть нетоксичны и допущены к применению в медицине.
Принцип действия электродного устройства заключается в следующем.
Электродное устройство приклеивают к поверхности тела пациента с помощью клеящего кольца 9 либо клеящей полоски, предварительно удалив антиадгезионную пленку 12.
Биоэлектрический потенциал, возникающий на коже, через поролоновую прокладку 13, пропитанную жидким электролитом, прикладывается к поверхности рабочей части диэлектрического пористого контактного элемента 1, заполненного наночастицами серебра 3, покрытых хлоридом серебра, пропитанного электролитом, далее через слой серебра 2 на диэлектрическом пористом контактном элементе 1, слой серебра 5 на токоотводящем серебряном элементе 4, токоотводящий серебряный элемент 4, слой серебра 8 на токоотводящем серебряном элементе 4 и слой серебра 7 на контакте 6 прикладывается ко входу электрографического прибора.
Физическое моделирование, основанное на изменении геометрических размеров электродного устройства, размеров частиц серебра от единиц микрон до 50-100 нм, показало, что шумы электродных уст- 3 022142 ройств уменьшаются с увеличением их геометрических размеров и уменьшением размера частиц серебра.
Это объясняется тем, что при изготовлении диэлектрического пористого контактного элемента 1 наночастицы серебра проникают в его микропоры и образуют в них после смачивания хлоридом серебра и электролитом наноэлектроды, электрически связанные через проводящий электролит. Количество наноэлектродов в объеме диэлектрического пористого контактного элемента 1 увеличивается с увеличением геометрических размеров электродных устройств.
Математически электродный потенциал электродного устройства можно представить в виде уравнения η η η £ _ г=1_1=1_1=] п ’ где Е - потенциал электродного устройства относительно образцового стеклянного хлорсеребряного электрода;
Е0 - потенциал хлор-серебряного наноэлектрода, находящегося в порах пористого контактного элемента;
ΔΕ1 - отклонение потенциала каждого отдельного наноэлектрода от потенциала образцового стеклянного хлор-серебряного электрода;
ξ1 - случайные отклонения потенциала хлор-серебряного наноэлектрода от потенциала образцового стеклянного хлор-серебряного электрода;
η - число хлор-серебряных наноэлектродов в порах диэлектрического пористого контактного элемента.
При η ж, Е = Е0, то есть потенциал электродного устройства равен потенциалу хлор-серебряного электрода.
Были проведены экспериментальные исследования метрологических характеристик электродного устройства [ГОСТ 25995-83. Электроды для съёма биоэлектрических потенциалов].
Исследования проводились на электродной ячейке ЭЯ1, представляющей собой систему электродное устройство-электролит-электродное устройство.
Определение дрейфа разности электродных потенциалов на постоянном токе электродных ячеек 5И проводили с помощью автоматизированной установки для проверки медицинских электродов - автоматизированной УПЭ-2 (Сертификат об утверждении типа средства измерений № 33700, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 39325-08).
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов 5И в течение 10 суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА, (фиг. 7) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,159 мВ; 0,016 мВ; +0,029 мВ; -0,016 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов 5И в течение суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА (фиг. 8) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,166 мВ; 0,013 мВ; +0,015 мВ; -0,016 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов 5И в течение суток электродной ячейки ЭЯ! при токе 1 нА (фиг. 9) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,152 мВ; 0,017 мВ; +0,022 мВ; -0,029 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов 5И в течение суток электродной ячейки ЭЯ! при токе 1 нА (фиг. 10) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,144 мВ; 0,018 мВ; +0,025 мВ; -0,036 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов 5И в течение суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА (фиг. 11) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,147 мВ; 0,018 мВ; +0,015 мВ; -0,023 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов 5И в течение суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА (фиг. 12) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны:
- 4 022142
0,150 мВ; 0,018 мВ; +0,019 мВ; -0,026 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов δυ в течение суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА (фиг. 13) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,146 мВ; 0,010 мВ; +0,021 мВ; -0,014 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов δυ в течение суток электродной ячейки ЭЯ! при токе 1 нА, (фиг. 14), получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,165 мВ; 0,005 мВ; + 0,007 мВ; - 0,010 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов δυ в течение суток электродной ячейки ЭЯ! при токе 1 нА, (фиг. 15), получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,143 мВ; 0,019 мВ; + 0,014 мВ; - 0,028 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов δυ в течение суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА, (фиг. 16), получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,181 мВ; 0,013 мВ; +0,011 мВ; -0,016 мВ.
По результатам исследования зависимости дрейфа разности электродных потенциалов δυ в течение суток электродной ячейки ЭЯ1 при токе 1 нА (фиг. 17) получены значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения, максимального отклонения от среднего в сторону больших значений и максимального отклонения от среднего в сторону меньших значений, которые соответственно равны: 0,188 мВ; 0,009 мВ; +0,012 мВ; -0,016 мВ.
Дрейф разности электродного потенциала электродных устройств на постоянном токе менее 0,005 мкВ/с (фиг. 8-17), т.е. на порядок меньше дрейфа разности электродного потенциала известных электродных устройств на постоянном токе [1, 2].
Для сравнения были проведены экспериментальные исследования метрологических характеристик трех электродных ячеек:
ЭЯ1 - пара электродных устройств с наночастицами серебра, выполненных согласно заявляемому решению.
ЭЯ2 - пара хлор-серебряных электродных устройств, выполненных согласно устройству-прототипу [2];
ЭЯ3 - пара хлор-серебряных электродных устройств итальянского производства, выполненных по традиционной технологии путем нанесения чувствительного слоя А§-А§С1 на сплошную подложку.
Экспериментальные исследования проводили на 10 парах электродных ячеек каждого вида электродных устройств, причем для каждой пары эксперименты повторялись по 10 раз. На фиг. 18-23 показаны результаты с максимальными значениями исследуемых параметров.
Напряжение поляризации Δυρ электродной ячейки ЭЯ1 с наночастицами серебра, выполненных согласно заявляемому решению, при воздействии постоянным током Ιρ, равным 0,1 мкА, изменяется от 0,2 до 0,3 мВ, при воздействии постоянным током Ιρ, равным 0,5 мкА, достигает 0,45 мВ (фиг. 18, кривая 1). Напряжение поляризации Δυρ электродных ячеек ЭЯ2 и ЭЯ3 составляет единицы мВ (фиг. 18, кривые 2, 3).
Измерение полного сопротивления электродных ячеек ЭЯ1, ЭЯ2, ЭЯ3 проводили на установке УПЭ2 на частотах измерительного тока 0,01; 0,05; 0,15; 1; 2; 75; 10000 Гц.
Проведенные исследования показали, что сопротивление электродной ячейки ЭЯ1, выполненной согласно заявляемому решению, уменьшилось в 2-3 раза в зависимости от частоты и величины тока (фиг. 19, а)).
На основании измерения импеданса электродных ячеек ЭЯ1, ЭЯ2, ЭЯ3 (фиг. 20), в диапазоне частот от 0,001 Гц до 10 МГц при значениях тока 1, 5, 10 мкА сделаны следующие выводы:
1. Электродная ячейка ЭЯ1 имеет импеданс до 1,2 кОм на частоте 0,001 Гц и токе 1 мкА, в диапазоне частот от 0,1 Гц до 8,5 МГц импеданс изменяется от 100 до 200 Ом. Граничная частота, на которой импеданс стремится к нулю, равна 8,5 МГц.
2. Электродная ячейка ЭЯ2 имеет импеданс до 1,75 кОм на частоте 0,001 Гц и токе 1 мкА, в диапазоне частот от 0,1 Гц до 3,0 МГц импеданс изменяется от 250 до 350 Ом. Граничная частота, на которой импеданс стремится к нулю, равна 3,5 МГц.
3. Электродная ячейка ЭЯ3 имеет импеданс до 2,5 кОм на частоте 0,001 Гц и токе 1мкА, в диапазоне частот от 0,1 Гц до 500000 Гц импеданс изменяется от 1000 до 1300 Ом. Граничная частота, на которой импеданс стремится к нулю, равна 1 МГц.
- 5 022142
Результаты экспериментальных исследований собственного дрейфа напряжения и напряжения шума электродных ячеек ЭЯЬ ЭЯ2, ЭЯ3 (фиг. 21-23) в различных частотных диапазонах показывают:
1. Размах флуктуаций собственного дрейфа напряжения в диапазоне от 0,01 до 1 Гц равен: для ячейки ЭЯ1 - от -0,001 до 0,001 мкВ; для ячейки ЭЯ2 - от -0,002 до +0,004 мкВ; для ячейки ЭЯ3 - от -0,01 до +0,02 мкВ.
2. Размах собственного напряжения шума в диапазоне от 0,05 до 75 Гц равен: для ячейки ЭЯ! - от 0,035 до +0,030 мкВ; для ячейки ЭЯ2 -от-0,060 до+0,060 мкВ; для ячейки ЭЯ3 - от -0,300 до+0,300 мкВ.
3. Размах собственного напряжения шума в диапазоне от 0 до 500 Гц равен: для ячейки ЭЯ! - от 0,060 до +0,060 мкВ; для ячейки ЭЯ2 от -0,200 до +0,200 мкВ; для ячейки ЭЯ3 от -0,600 до +0,600 мкВ.
Как видно из полученных экспериментальных исследований, наименьший размах собственного дрейфа напряжения и собственного напряжения шума имеет электродная ячейка ЭЯ1.
Стоимость предложенного электродного устройства ниже за счет возможности многократного использования конструктивных элементов электродного устройства, связанных с помощью токоотводящего серебряного элемента 4 диэлектрического пористого контактного элемента 1 и контакта 6 (фиг. 2). Эти элементы после высокотемпературной утилизации при 750°С сохраняют серебряное покрытие и наночастицы серебра в микропорах диэлектрического пористого контактного элемента 1 и могут далее применяться в технологическом процессе.
На основе предлагаемого электродного устройства разработана электрокардиографическая аппаратура с повышенной разрешающей способностью, имеющая следующие параметры:
диапазон входных напряжений от ± 0,0002 до ±20 мВ (по ГОСТ 19687-89 от 0,03 до 5 мВ); уровень собственных внутренних шумов от пика до пика - от - 0,1 до + 0,1 мкВ; диапазон частот - (0-100)/(0-150)/(0-10000)/(0-100000) Гц;
частота квантования - 2000/20000/100000/200000/300000 Гц;
число каналов - 1 или 3;
число электродов - 3 или 7;
запись на флэш с объемом памяти - 2 Гб;
передача данных на ПК через И8В;
часы реального времени;
питание от аккумуляторных батарей.
Использование предложенной конструкции электродного устройства в устройствах медицинской диагностики для измерения и регистрации сигналов биоэлектрической активности различных органов и тканей человека при длительных многосуточных наблюдениях позволило обнаружить малые сдвиги нановольтового и микровольтового уровня в расширенном диапазоне частот от постоянного тока до десятков килогерц.
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Электродное устройство, содержащее диэлектрический пористый контактный элемент, электролит для заполнения пор контактного элемента, токоотводящий элемент, контакт или с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема, или в виде цилиндра с отверстием для токосъемного штыря, либо клеящее кольцо, либо клеящая полоска, имеющие отверстие и защищенные антиадгезионным покрытием, отличающееся тем, что весь объём пор диэлектрического пористого контактного элемента заполнен наночастицами серебра, покрытых слоем хлорида серебра, и пропитан электролитом со стороны, противоположной рабочей поверхности, диэлектрический пористый контактный элемент покрыт слоем серебра, над диэлектрическим пористым контактным элементом размещен гибкий токоотводящий серебряный элемент, на который со стороны диэлектрического пористого контактного элемента нанесен слой серебра, на конце токоотводящего серебряного элемента, эксцентрично по отношению к диэлектрическому пористому контактному элементу, размещен контакт, выполненный из диэлектрического пористого материала, покрытого слоем серебра, причем контакт выполнен либо в виде ступенчато сужающегося вверх низкого цилиндра с выступом в виде сферы ответной части кнопочного разъема, либо в виде ступенчато сужающегося вверх цилиндра с боковым отверстием для токоотводящего штыря, на токоотводящий серебряный элемент со стороны контакта нанесен слой серебра, электрически связанный со слоем серебра, нанесенным на контакт, диэлектрический пористый контактный элемент размещен в отверстии клеящего кольца либо клеящей полоски, при этом между клеящим кольцом либо клеящей полоской и концом токоотводящего серебряного элемента, соединенным с контактом, расположена первая пластмассовая пластина, вторая пластмассовая пластина с отверстием наложена сверху на ступень контакта, на остальную часть токоотводящего серебряного элемента, часть диэлектрического пористого контактного элемента и клеящего кольца либо клеящей полоски, а клеящее кольцо или клеящая полоска со стороны клеевой основы покрыты антиадгезионной пленкой, в которой размещена поролоновая прокладка, контактирующая с рабочей поверхностью диэлектрического контактного элемента и пропитанная жидким электролитом состава, мас.%: вода - 31-35; хлористый калий - 10-13; глицерин - остальное.
- 2. Электродное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве электролита для заполнения- 6 022142 диэлектрического пористого контакта выбран состав, мас.%: вода - 31-35; хлористый калий - 10-13; агарагар - 2-3; полиакриламид - 0,5-0,8; глицерин - остальное.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201201352A EA022142B1 (ru) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Электродное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201201352A EA022142B1 (ru) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Электродное устройство |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201201352A1 EA201201352A1 (ru) | 2014-12-30 |
| EA022142B1 true EA022142B1 (ru) | 2015-11-30 |
Family
ID=52248247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201201352A EA022142B1 (ru) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Электродное устройство |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA022142B1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU203887U1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-04-26 | Алексей Витальевич Русскин | Электродное устройство для регистрации биоэлектрических потенциалов поверхности кожи человека |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107440715A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-08 | 武汉格林泰克科技有限公司 | 一种生物电信号采集装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1469425A (en) * | 1973-12-17 | 1977-04-06 | Ndm Corp | Medical electrode |
| RU2093067C1 (ru) * | 1995-11-10 | 1997-10-20 | Григорий Анатольевич Яковлев | Электрод для снятия биопотенциала |
| RU2234851C2 (ru) * | 2002-07-24 | 2004-08-27 | Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете | Электродное устройство |
| US20080275327A1 (en) * | 2005-03-09 | 2008-11-06 | Susanne Holm Faarbaek | Three-Dimensional Adhesive Device Having a Microelectronic System Embedded Therein |
-
2012
- 2012-10-01 EA EA201201352A patent/EA022142B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1469425A (en) * | 1973-12-17 | 1977-04-06 | Ndm Corp | Medical electrode |
| RU2093067C1 (ru) * | 1995-11-10 | 1997-10-20 | Григорий Анатольевич Яковлев | Электрод для снятия биопотенциала |
| RU2234851C2 (ru) * | 2002-07-24 | 2004-08-27 | Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете | Электродное устройство |
| US20080275327A1 (en) * | 2005-03-09 | 2008-11-06 | Susanne Holm Faarbaek | Three-Dimensional Adhesive Device Having a Microelectronic System Embedded Therein |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU203887U1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-04-26 | Алексей Витальевич Русскин | Электродное устройство для регистрации биоэлектрических потенциалов поверхности кожи человека |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201201352A1 (ru) | 2014-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McAdams et al. | Factors affecting electrode-gel-skin interface impedance in electrical impedance tomography | |
| Roberts et al. | Flexible inkjet‐printed multielectrode arrays for neuromuscular cartography | |
| Wang et al. | Conformable liquid metal printed epidermal electronics for smart physiological monitoring and simulation treatment | |
| CN105748065B (zh) | 一种保湿微针矩阵阵列表面生物电电极 | |
| JP5698587B2 (ja) | 運動アーティファクトを除去する微小電極 | |
| Huang et al. | Flexible silver nanowire dry electrodes for long-term electrocardiographic monitoring | |
| US20240090814A1 (en) | Rapid manufacturing of absorbent substrates for soft, conformable sensors and conductors | |
| TW201208645A (en) | Dry electrode for measuring bio-medical signals | |
| CN105232035B (zh) | 一种生物电信号传感器 | |
| Ahuja et al. | The dependence of spectral impedance on disc microelectrode radius | |
| CN102512163B (zh) | 一种脑电图电极 | |
| CN101933802A (zh) | 带有放大器的心电干电极 | |
| US3420223A (en) | Electrode for biological recording | |
| RU2469642C1 (ru) | Электродное устройство | |
| Jakab et al. | EEG sensor system development consisting of solid polyvinyl alcohol–glycerol–NaCl contact gel and 3D-printed, silver-coated polylactic acid electrode for potential brain–computer interface use | |
| Li et al. | Evaluation of microelectrode materials for direct-current electrocorticography | |
| EA022142B1 (ru) | Электродное устройство | |
| CN201814574U (zh) | 带有放大器的心电干电极 | |
| Liu et al. | Platinum electrode noise in the ENG spectrum | |
| Kim et al. | Novel platinum black electroplating technique improving mechanical stability | |
| KR101970696B1 (ko) | 뇌파 측정 전극 및 이를 포함하는 장치 | |
| Lin et al. | Silver nanowire based wearable sensors for multimodal sensing | |
| CN205107662U (zh) | 全身功能状态检查电图仪脚触点装置 | |
| CN205697767U (zh) | 一种一次性盆底生物反馈电极贴片 | |
| Nasrollaholhosseini et al. | Impedance spectroscopy of tripolar concentric ring electrodes with Ten20 and TD246 pastes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KZ RU |