Электрод для снятия биопотенциалов

 

Изобретение относится к медикобиологической технике и может быть использовано для снятия биопотенциалов. Сущность: предложена конструкция электрода для снятия биопотенциала, в котором неметаллический корпус выполнен из оптически непрозрачного материала и имеет полость, заполненную плавным композиционным материалом на основе хлористого серебра. На дне полости расположен конец металлического стержня. Размещение в полости корпуса электропроводного чувствительного элемента, состоящего из металлического, например, серебряного стержня и композиционного оптически непрозрачного материала на основе плавленого хлористого серебра, позволило повысить надежность электрода. 1 ил.

Изобретение относится к медикобиологической технике и может быть использовано для снятия биопотенциалов, например, кожи человека или в качестве электрода сравнения для измерительных датчиков, в том числе рН-зондов.

Известен электрод для снятия биопотенциалов, содержащий пенопластовый корпус с отверстием, в котором установлен электропроводный чувствительный элемент в виде серебряной трубочки. В отверстии корпуса и в трубочке содержится проводящая паста. Недостатком такого электрода является невозможность его использования в качестве электрода сравнения измерительных датчиков, работающих например, в жидких средах.

Известен каломелевый электрод сравнения рН-зонда, размещенный внутри неметаллического корпуса, состоящего из основания и колпака. Недостатком каломелевого электрода является низкая экологическая безопасность из-за наличия в электроде ртути, а также его достаточно сложная конструкция и технология изготовления.

Известен электрод для определения рН жидкой среды (прототип), содержащий диэлектрический корпус в виде стеклянной трубочки, в отверстии которой закреплен электропроводящий чувствительный элемент в виде металлического стержня, на выступающую часть которого нанесено покрытие из материала на основе хлористого серебра. Чувствительный элемент выполнен в виде прямого стержня или в виде спирали из платиновой проволоки. Такие электроды достаточно просты в изготовлении. Однако они имеют низкую надежность. Это обусловлено, с одной стороны, тем, что электропроводящий чувствительный элемент выступает из корпуса и не защищен от механических воздействий, а с другой стороны низкой прочностью и хрупкостью материала на основе хлорида серебра, в основном электролитического хлорида серебра, а также возможным отслоением последнего от платинового стержня. Отслоение материала на основе хлорида серебра от платинового стержня, в частности, обусловлено большой разницей температурных коэффициентов линейного расширения ( Δα 23,9˙10^-6К^-1) хлористого серебра (α_АgCl=32,9 ˙10^-6К^-1) и платины ( α<MV>_Pt=9˙10^-6К^-1) и внутренними термомеханическими напряжениями в покрытии на основе хлористого серебра. Эти недостатки ограничивают область применения таких электродов, особенно для снятия биопотенциалов достаточно "жесткой" (упругой) биосреды (кожа человека, биоткани организма животных и растений и др.).

Целью изобретения является повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в известном электроде для снятия биопотенциалов, содержащем неметаллический корпус, электропроводный чувствительный элемент в виде металлического стержня, покрытого материалом на основе хлористого серебра, неметаллический корпус выполнен из оптически непрозрачного материала и имеет полость, заполненную плавленым композиционным материалом на основе хлористого серебра, на дне которой расположен конец металлического стержня. Кроме того, в качестве композиционного материала использовано плавленое хлористое серебро с мелкодисперсным наполнителем из оптически непрозрачного материала.

Сущность изобретения заключается в следующем. Корпус электрода имеет полость (или выемку), например, в виде круглого отверстия, диаметр которого на порядок больше диаметра отверстия, через которое проходит металлический стержень. Выполнение в неметаллическом корпусе полости, в которой размещен электропроводный чувствительный элемент, обеспечивает защиту последнего от различных воздействий (механических, климатических и др.). Изготовление корпуса из оптически непрозрачного материала, например, алюмооксидной керамики, позволило, в частности, в некоторой степени защитить электропроводный чувствительный элемент, а именно материал на основе хлорида серебра от негативного влияния света. Принципиальным отличием предлагаемой конструкции электрода является выполнение покрытия металлического стержня чувствительного элемента из композиционного материала на основе плавленого хлористого серебра с мелкодисперсным наполнителем из оптически непрозрачного материала. Причем полость неметаллического корпуса, на дне которой расположен конец металлического, например, серебряного, стержня, заполнена этим плотным, достаточно прочным, оптически непрозрачным материалом. Следует отметить, что оптическая непрозрачность композиционного материала на основе плавленого хлорида серебра обеспечивается введением в него мелкодисперсного наполнителя, состоящего из порошков окислов металлов (алюминия, свинца, кремния, магния, серебра и др.) и их смесей. Путем введения соответствующего наполнителя в хлорид серебра регулируется, при необходимости, проводимость композиционного материала.

При этом композиционный материал на основе плавленого хлорида серебра имеет хорошее сцепление с поверхностью полости неметаллического корпуса, а также, с металлическим, например, серебряным стержнем. Повышение надежности такого электрода при работе обеспечивается также и тем, что разность температурных коэффициентов линейного расширения материала (серебра) металлического стержня и композиционного материала на основе хлорида серебра существенно меньше ( Δα≈ 5 ˙10^-6К^-1).

На чертеже изображен общий вид конструкции электрода. Он содержит неметаллический корпус 1, изготовленный из оптически непрозрачного материала, например, керамики. Через отверстие корпуса проходит металлический, например, серебряный стержень 2, конец которого расположен на дне полости 3, заполненной плотным оптически непрозрачным композиционным материалом 4 на основе плавленого хлористого серебра. В качестве мелкодисперсного наполнителя могут быть использованы окислы металлов и их смеси.

Выполнение неметаллического корпуса электрода из прочного оптически непрозрачного материала (керамики), размещение в полости этого корпуса электропроводного чувствительного элемента, в состав которого входят металлический стержень и композиционный оптически непрозрачный материал на основе плавленого хлористого серебра, позволило существенно повысить надежность электрода, прежде всего, благодаря прочному сцеплению композиционного материала с корпусом и металлическим стержнем, защите чувствительного элемента от негативного влияния внешних воздействий и достаточно высокой прочности и эластичности самого композиционного материала на основе хлористого серебра. Такой электрод не боится ударов и вибрации и может быть использован не только для снятия биопотенциалов с кожи человека, но и в качестве электрода сравнения в ионометрических зондах (например, рН) для определения концентрации ионов различных сред.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СНЯТИЯ БИОПОТЕНЦИАЛОВ, содержащий корпус с полостью, заполненной материалом на основе хлорида серебра, а также проводник в виде серебряной проволоки, размещенной в полости, отличающийся тем, что корпус выполнен чашеобразной формы из керамики с отверстием для вывода проводника, расположенным в дне корпуса, при этом материал на основе хлорида серебра выполнен плавленным, а рабочий конец проводника размещен на дне корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1