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1、34..第卷第期中国生物医学工程学报Vol3No41984年12月CHINESEJOURNALOFBIOMEDICALENGINEERINGDee19吕4半干Ag/Agcl有源电极范振英罗致诚(中国医学科学院生物医学工程研究所)一ANACTIVESEMIDRYAg/AgCIELECTRODEanen一yin,uo一eenFZhgLZhihg(InstituteofBiomediealEngineering,neseeadeofMedieaeiencesChiAmylS)在多种病人监护(如ICU、CCU或无拘束监护)和特殊条件下(如运动、航天、潜水,常需能连续使用几天、十几天、。现在等)的生
2、理学研究中甚至更长时间的心电电极通用,,的Ag/AgCI电极(即电极材料为银和氯化银)虽然极化电压小而稳定〔。但由于必须涂,,敷旨在增强皮肤导电性能的导电膏(因此亦称湿电极)若长期连续使用很难解决刺激皮。肤和电解液变干等问题曾有人提出把电解质吸入多孔物质,置于金属电极板和皮肤之间,构成半干(或叫自湿),2〕,。,电极〔1能减慢电解液变千的速度但这只能延长不太多的连续使用时间并且仍存在刺。激皮肤的问题“”,本文提出的半干Ag/AgCI有源电极(所谓有源就是电极上有主要起阻抗变换作用的放大器,即电极,:放大器)有如下特点、,。1具有一般Ag/AgCI电极极化电压小而稳定的特点但不使用导电膏、“
3、,。,2有半干电极自湿皮肤的特性由于使用了电极放大器和不易挥发的电解液使它连续使用的时间大大增长,而又。不刺激皮肤、,。3电极放大器还降低了电极回路引起的干扰容易满足无失真监测心电信号的要求一、构造和使用。图1是半干Ag/AgCI有源电极结构和电路略图用粉末冶金法精心制出海绵状A,、g/AgCI电极片充入少量能滋润皮肤不易挥发的电解质成为半干电极片一条与其接触的导线穿过电解质渗透不过去的绝缘隔离层与子母扣凸的一半连通。电极片外侧的橡皮环不仅使电极便于固定,同时能较好,地保证监测时电极片与和它接触的皮肤基本不发生相对运动。减小了皮肤电位变化造成的伪差。电极放大器主要是一只夹断电压较小的结型场
4、效应晶体管作阻抗变换器它的输出信号与电极片感受的信号基本一致。每个电极及其电极放大器(不包括引线)的总重量约3.5克,。按合后的总高度约12毫米,本文1981年10月19日收到1983年9月25日修回4期半干Ag/Agcl有源电极。电路如图IC所示除作为,Z,电极放大器的T和T外主要:是对管T构成的两个恒流电流卜一护10一一州.。冲一一--一子25一一一--州源需要指出的,是两个电极放大器,及其供电部分性能必须非。常接近这是因为一般心电图机O‘~J一,O{f甲的共模抑制比在1000左右此有J、源电极要接在心电图机的输入1,-’【二nl一端,—为使其引入的差模量可以忽略,则它的共模抑制比应比
5、心电,‘图机大一个数量级以上即l。以。,圈1半干Ag/AgCI有源电极构造和电路略图上也就是说相同信号分别经、、、ac半干电极b电极放大器电路图,、、、、两个电极放大器放大后差别应l半干电极片2橡皮环3绝缘隔离层4子母扣。、、、,5场效应晶体管6外壳7引线小于万分之一为此使用的晶,。体管除要求低噪声外还采用了动态配对新方法〔3〕进行选配,,。使用时将其输出接到心电图机或监护仪的输入端并把两者地线连接除两个测量电,“”。,极外一般还用一只半干无源电极作接地参考电极先固定好三个电极再把相应的引线端子按合即可进行监测。二、性能和结果、一,测量了Ag/AgCI电极片性能半于电极皮肤阻抗和些电路指标
6、并逐日记录了。—20天的心电图1.Ag/AgCI电极片性能,,.根据电极理论Ag/AgCI电极在含氧离子的电解质中属可逆非极化电极〔1〕只要应用,,。,得当其极化电压非常小而且稳定我们制作的电极片与国外同类产品性能相似在5肠的,。氯化钠水溶液中极化电压反随时间的变化量均较其他常用电极小1~2个数量级环境条件实验主要做了强光(在50。瓦的白炽灯附近和置于40瓦日光灯管上)照射数小时、,。和在弱酸弱碱溶液中短时间浸泡均未发现性能有明显变化2.半干Ag/AgCI电极的电极皮肤阻抗—。,电极皮肤阻抗系指电极片到皮下组织的电阻抗为得到真实的心电信号要求它远小于电路—输人阻抗。,图2所示实测值是在4月
7、份对正常皮肤将半干Ag/AgCI电极(海棉状电极片为小10mm、厚1.smm的圆片)固定在下肢下部第13天的测量结果。为了便于比较,把用Ag/AgCI。浮置电极的测量数值也示于同一图上由图可知,半干电极的电极,但由于使用皮肤阻抗比使用导电膏的浮置电极大一些—,。了输入阻抗极高的电极放大器(见表1)所以能够满意地检集心电信号3.电极放大器及其配对性能中国生物医学工程学报含卷七勿、今,l考虑到此电极便于和多种监测描记叫耐叫园
