Помехи в электродах

Классификация помех

При использовании электродов для съёма информации с биообъектов следует иметь в виду большое количество факторов, влияющих на получаемую информацию, включая явления, возникающие на участках контакта биообъекта с электродами и в межэлектродном слое. Например, наличие непосредственного контакта между электродами и тканями тела и существование на границе раздела контактирующих сред двойных электрических слоёв служит источником специфических помех при биоэлектрических исследованиях. При взаимном относительном перемещении электрода и кожи вдоль поверхности раздела двойные электрические слои могут разрушаться, что приводит к резкому изменению сигнала, то есть к генерации помехи.

Помехи, генерируемые электродами, можно условно разделить на три группы:

  • 1. Электродные потенциалы, возникающие на границах раздела двух фаз при выполнении основных условий электрохимического равновесия.
  • 2. Поляризация электродов, заключающаяся в изменении электродных стационарных потенциалов и соответствующих им межэлектродных напряжений, при замыкании электродных цепей. При этом необходимо учитывать наличие в цепях поляризационных ёмкостей и активных проводимостей электролита межэлектродного слоя и т. д.
  • 3. Электрокинетические явления, возникающие из-за механических движений, приводящих к относительному перемещению фаз вдоль поверхности раздела.

Помехи этого вида часто называют двигательными или шумом движения.

В ряде задач рассматриваются помехи, создаваемые необратимыми диффузными процессами, разрушающими электрод с образованием продукта распада.

Определённую погрешность в измерения вносит состояние контактной поверхности биообъекта. Например, при наложении электродов на поверхность кожи необходимо учитывать, что электрическое сопротивление кожи неодинаково у разных людей и на различных участках одного и того же человека оно также, как и полное сопротивление тела, зависит от физических характеристик и состояния живого организма, от патологических отклонений. Наибольшим сопротивлением обладают поверхностные ороговевшие слои кожи ладоней, плоскости стопы, пальцев. Сопротивление кожи, обработанной 20 % раствором NaCl, снижается до нескольких сотен и даже десятков Ом. Выделение пота, увлажняющее кожу, значительно уменьшает её электрическое сопротивление, тогда как выделения сальных желёз увеличивают это сопротивление, сильное влияние оказывает подсыхание электродов. Эти и ряд других факторов также приводят к непостоянству электрических параметров в слое электрод — ткань.

Микроорганизмы, находящиеся на поверхности кожи в межэлектродной среде, могут создавать напряжение шумов, иногда соизмеримое с полезным сигналом. Для устранения этих явлений используют целый комплекс мероприятий, включающих выбор частоты и величины тока через объект, обработку кожи, выбор материалов и конструкции электродов, выбор контактных средств и др.

Например, для электродов, накладываемых на поверхность кожи, чтобы снизить влияние поляризационных эффектов, применяют пористые электроды с хорошо развитой поверхностью, токи повышенной частоты и уменьшают плотность электродного тока. Желательно также, чтобы ЭДС поляризации материала электрода была мала по сравнению с ЭДС источника переменного тока, а удельная электропроводность среды между кожей и электродом была во много раз больше удельной электропроводности участка кожи, с которым осуществляется контакт. При соблюдении этих условий случайные изменения ЭДС поляризации и концентрации электролита (за счёт функций кожи) оказывают незначительное влияние на измеряемую величину.

Однако следует иметь в виду, что чрезмерное увеличение частоты переменного тока, с одной стороны, может создавать помехи в электронных схемах, а с другой стороны — увеличивает проникающие способности в биообъект, что может вызывать нежелательные эффекты.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >