Поверхностные электроды в электромиографии

Толщина электродов обычно колеблется от 1 мм до 4 мм. Для проектирования электрода возьмем толщину равную 2 мм [4].

Конструкция одноразовых  электродов включает в себя легкий пластмассовый корпус 2, в котором размещен металлизированный электрод 1 (на основе AgCI), оканчивающийся контактной частью электрического разъема, либо проводом отведения 3. В чашке корпуса закреплена эластичная гидрофильная прокладка 5, пропитанная долгосохнущим электропроводным гелем (как правило, на основе водного раствора NaCl). Буртики корпуса покрыты клеящим веществом 4. Клеящий слой защищается легкосъемной антиадгезионной прокладкой, снимаемой перед установкой электрода на тело пациента.

Длительность хранения таких постоянно готовых к применению электродов доходит до 1 года.

 

 

 

 

 

 

 

 

6. УСЛОВИЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ С ВТОРИЧНЫМИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

 

Вторичным измерительным  устройством будет являться усилитель. Электрод представим в виде источника ЭДС и резистора. Усилитель представим в виде резистора (входного сопротивления). Данная эквивалентная схема представлена на рисунке 7.

 

Рисунок 7 – Эквивалентная схема

 

Так как электрод используется для съема биопотенциалов, то он представляется в виде генератора напряжения. Сопротивление электрода представлено в виде R_э, а сопротивление усилителя - R_у. При этом необходимо, чтобы выполнялось следующее условие    R_э<< R_у.

Для согласования электрода  со схемой выбирается тип согласования по напряжению.

Согласование по напряжению — получение в нагрузке максимального напряжения. Для этого сопротивление нагрузки должно быть как можно большим, по крайней мере, много больше, чем внутреннее сопротивление источника. Двухполюсник должен быть в режиме холостого хода. При этом максимально достижимое в нагрузке напряжение равно ЭДС генератора напряжения E. Данный тип согласования применяется в электронных системах, когда носителем сигнала является напряжение, и его необходимо передать от источника к нагрузке с минимальными потерями [9].

В настоящее время в  медицинском оборудовании широко используется инструментальный усилитель марки  AD 620. 

AD620 - недорогой прецизионный инструментальный  усилитель малого потребления  с коэффициентом передачи 1 ... 10000, задаваемым одним внешним резистором. Полоса ИУ при G=100 составляет 120 кГц. 

 

Рисунок 8 – Схема AD620

 

Параметры данного инструментального  усилителя приведены в таблице  4 [10]. 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Параметры  AD620

Параметры	Значения параметра
Коэффициент передачи	1…10000
Коэффициент подавления синфазной  помехи	100  дБ
Малое время установления (до 0,01%)	15 мкс
Малое напряжение смещения	50 мкВ
Малый ток смещения	1 нА
Низкий уровень шумов (f=1кГц)	9 нВ/sqrt(Гц)
Низкое потребление	1,3 мА
Широкий диапазон питающих напряжений	±2,3 В...±18 В
Промышленный диапазон температур	-40...+85oС
Входное сопротивление	десятки ГОм

 

Рассматривая данный инструментальный усилитель можно сделать вывод, что он полностью соответствует  условию R_э<< R_у, так как R_э = мкОм что гораздо меньше сопротивления указанного в технических характеристиках рассматриваемого усилителя (десятки ГОм) [9].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе курсового проектирования были изучены принципы конструирования  электродов для биологической обратной связи. На основе теоретических данных были рассчитаны основные параметры  электрода, построили АЧХ зависимости  кожно-электродного импеданса от частоты. Также была предложена конструкция  электрода в соответствии со всеми  основными требованиями. Также приведена  электрическая схема сопряжения электродов с измерительным трактом.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Одноразовые электроды [Электронный ресурс]// Комус. URL: http://www.komus-med.ru/catalog/odnorazovye_jelektrody_JeKG/ (дата обращения 23.11.12). 
2. Электроды для измерения биопотенциалов [Электронный ресурс]// Литературика. URL: http://literaturki.net/elektronika/proektirovanie-biomedicinskoi-apparatury/227--elektrody-dlya-izmereniya-bioelektricheskih-potencialov (дата обращения 20.01.12).
3. Классификация поверхностных электродов, кожно-электродный импеданс [Электронный ресурс]// Литературика. URL: http://literaturki.net/ elektronika/proektirovanie-biomedicinskoi-apparatury/228-klassifikaciya-poverhnostnyh-elektrodov-kojno-elektrodnyi-impedans (дата обращения 20.01.12).
4. ГОСТ 24878-83 Электроды для съема биоэлектрических потенциалов. Термины и определения. Изд-во стандартов, 1983.
5. Хлорид серебра [Электронный ресурс]//Фотоэнциклопедия.рф. URL:http://xn--d1abichglhael3ay6a0hvb.xn-p1ai/index.php/%D0%A5%D0% BB%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B4_%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0 (дата обращения 10.12.12).
6. И.В. Камышко, Медицинские  приборы. Разработка и применение. – М – Медицинская книга, 2004. – 720 с.
7. Попечителев, Е.П., Кореневский, Н.А., Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: Учеб. пособие / Е. П. Попечителев, Н.А. Кореневский; Под редакцией Е.П. Попечителева. – М – Высшая школа, 2002. – 470 с.
8. Комплекс реабилитационный психофизиологический 
   для тренинга с биологической обратной связью "РЕАКОР" [Электронный ресурс]// Биологическая обратная связь. URL: http://www.reacor.org.ua/reacor2/index.htm (дата обращения 10.12.12).
9. Внутреннее сопротивление [Электронный ресурс]// Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BD%D1%83%D1%82%D1 %80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%.B8 // (дата обращения – 16.12.12).
10. Инструментальный усилитель AD 620 [Электронный ресурс]// Analog Devices. URL: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD620.pdf (дата обращения 13.12.12).
11. Электромиография [Электронный ресурс]// Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%EE%EC%E8%EE%E3%F0%E0%F4%E8%FF// (дата обращения – 16.12.12).

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ