Биоимпедансные измерительные преобразователи. Аргументация электродной техники

Совокупность электродов образуют контактный биоимпедансный измерительный преобразователь (БИИП), который накладывается на исследуемый участок биообъекта. По методу измерения такие БИИП делятся на двухэлектродные (биполярные) и четырехэлектродные (тетраполярные).

Биполярная и тетраполярная реография решают общую задачу - измерение полного межэлектродного сопротивления и его изменений, обусловленных пульсовым кровотоком в исследуемых областях или участках тела биообъекта. Каждый из этих двух способов обладает рядом особенностей, влияющих на конечный результат исследований.

Известно, что при биполярной реографии имеется возможность проведения исследования практически на любом участке тела биообъекта при любых межэлектродных расстояниях. Результаты тетраполярных реографических исследований во многом зависит от формы и взаимного расположения токовых и потенциальных электродов.

Тетраполярный способ реографии позволяет проводить измерения на участках с наиболее равномерной плотностью тока в исследуемом сегменте. Для биполярного способа реографии же, наоборот, характерна неоднородность электрического поля, поэтому изменения гемодинамики в тканях, расположенных непосредственной близости от электродов, оказывают большее влияние на результаты измерений, чем изменения в глублежаших тканях. При этом же способе в результате измерения межэлектродного импеданса ткани вносится погрешность за счет дополнительного сопротивления в цепи пациента, возникающего на переходе электрод-паста-кожа, что приводит к дополнительной погрешности в измерениях количественных показателей кардио- и гемодинамики, т.к. значение межэлектродного сопротивления (импеданса) или его активной составляющей являются одними из компонентов всех расчетных формул определения ударного и минутного объема сердца, пульсового объема крови.

Поскольку явления поляризации тесно связаны с изменениями свойств перехода электрод - кожа, то при биполярных измерениях предъявляются определенные дополнительные требования к качеству электродов, их размерам и к обработке кожных покровов. Четырехэлектродный способ измерения позволяет уменьшить погрешность, вносимую потенциалом поляризации в результаты реографических исследований.

В данной работе будет разработан прибор для проведения реографии, включенный по тетраполярной методике (рис. 2).

Рисунок 2 - Укрупненная структурная схема тетраполярного реографа

При тетраполярной методике ток подводится по двум электродам (проводящим) к исследуемому участку. Два других электрода (измерительные) служат для измерения импеданса участка тела и располагаются между токовыми электродами. [3]

Для записи реограммы аорты и легочной артерии один токовый электрод располагают во втором межреберье справа от срединно-ключичной линии, второй - в области нижнего угла правой лопатки. Измерительные электроды располагают по подмышечной линии. Зачастую электроды закрепляются в единый пластиковый шаблон, что позволяет иметь постоянные условия измерений и получать сравнимые результаты при повторной регистрации реограммы.

Провода токовых и измерительных электродов должны быть удалены друг от друга и направлены в противоположные стороны. Расстояние между токовыми и измерительными электродами - 1 см, расстояние между токовыми - 10-12 см.

Для обеспечения более устойчивого контактирования в слое электрод - ткань следует использовать электроды с шероховатой поверхностью. Так же для улучшения контакта между электродом и поверхностью тела пациента применяют тканевые прокладки, смоченные 20%-ным раствором хлорида натрия, или электропроводный гель. Перед наложением электродов кожу обезжиривают спиртом.