Сушка электродов: Печи для сушки электродов: купить термопенал для прокалки электродов

Сушка электродов – Все о сварке

Как прокалить электроды в домашних условиях? Этот вопрос возникает у многих пользователей. Обмазка электродов отличается пористой структурой, функционирует она как губка, постоянно впитывает влагу. Во избежание этих неприятных последствий, современные производители помещают электроды в герметичную полиэтиленовую упаковку. Однако, если изделия слишком долго хранить и не использовать, то вы увидите, что они просто отсырели. Для того, чтобы вернуть им первоначальное состояние, нужно знать как высушить электроды. В статье мы расскажем, что такое прокаливание электродов в домашних условиях и какие способы сушки электродов существуют.

Содержание статьи

• Что представляет собой прокалка электродов перед сваркой?
• Разновидности оборудования для прокалки
• Технология сушки электродов
• Как просушить электроды в домашних условиях
• Прокалка электродов уони

Что представляет собой прокалка электродов перед сваркой?

Прокалка электродов в домашних условия – это термическая обработка, которая позволяет избавиться от влаги в их покрытии.

Лишнее количество влаги приводит к тому, что электрод сложно поджигать и его покрытие начинает осыпаться. Все это самым непосредственным образом сказывается на качестве работы. Именно поэтому, прежде чем сваривать что-то электродом, нужно их тщательно проверить и произвести их подготовку.

Многие пользователи задаются вопросом: с какой целью производят прокалку?

Выполнять ее нужно в таких ситуациях:

• материалы хранились длительный период времени,
• электроды находились в местах, где слишком большой уровень влажности,
• на изделия попала влага.
• в процессе работы вы заметили, что на них слишком много влаги.

Обратите внимание! Прокалка электродов перед сваркой – важнейший процесс, без которого просто невозможно получить хороший результат работы. Но, выполнять процедуру более двух раз нельзя, т.к. существует высокая вероятность того, что все покрытие может отколоться от стержня.

 

контейнер для хранения электродов

Прокаливать электроды нужно еще и в тех случаях, когда необходимо повысить температурный режим расхода материалов перед работой. Не со всеми из них можно работать без предварительного разогрева, поскольку из-за слишком большого перепада температур можно изувечить сварочную ванну, и в конченом итоге вы будете иметь некачественный шов.

Разновидности оборудования для прокалки

Сушка электродов в домашних условиях производится в специальных приспособлениях. Для этого вы можете использовать:

• Электропечь для прокалки электродов своими же руками, оборудованная терморегулятором. Этот вид техники отличается небольшими габаритами, поэтому вы можете переносить ее с одного места на другое при необходимости. Принцип функционирования базируется на ТЭНах, управление которыми осуществляется в автоматическом режиме. Такая печка может включаться в стандартную сеть 220 В. Мощность приборов, в зависимости от конкретной модели, варьируется в диапазоне от 1 до 3 кВт. Максимальная загрузка электродами – 50 кг.
• Электропечь для прокалки с дополнительными функциями сушки. Выпускаемые сегодня модели снабжены микропроцессорным регулятором, благодаря которому можно программировать весь процесс работы. Техника характеризуется высокими показателями теплоизоляции и функционирует в стационарном режиме. За счет того, что в конструкцию входят тепловые экраны, электроды прогреваются равномерно. Максимальная температура доходит до 400°С, загруженность – 160 кг, максимальная мощность – 8,5 кВт. Для подключения таких приборов нужна трехфазная сеть на 380 Вт.
• Термопенал – своеобразная сушилка для электродов. Это теплоизолированная герметичная тара, которая может выступать как место для хранения расходных материалов. Такие устройства – небольшие по размеру, поэтому размещать их можно на рабочем месте сварщика. Главная отличительная особенность – это способность подогревать электроды от энергии трансформатора или при стандартном подключении к сети 220 В. Объем термопеналов вмещает 10 кг электродов.электропечь для прокалки сварочных электродов

Технология сушки электродов

Для различных электродов температура и временной период выдержки – разные. Именно поэтому, перед тем как прокаливать их, нужно хорошо ознакомиться с инструкцией, имеющейся в упаковке, чтобы понять как сушить электроды того или иного производителя. Зарубежные производители не всегда указывают условия и параметры сушки на упаковке. Поэтому придется зайти на их сайт и найти интересующую вас информацию.

 

На заметку! Целлюлозные электроды должны иметь минимальное содержание влаги в покрытии, в связи с этим, они выпускаются в металлических банках и специалисты не советуют прокаливать такой вид электродов.

Как показывает практика, температура прокалки электродов этого типа должна быть не более 70°С, иначе их покрытие будет повреждено.

Как просушить электроды в домашних условиях

Как уже отмечалось, основная цель прокалки – это снижение количества влаги, содержащегося в покрытии электродов. Процедура эта – достаточно простая и нетрудоемкая. Вам необходимо изучить упаковку и найти параметры температуры и времени, в соответствии с которыми должна выполняться работа. В среднем, прокалка занимает полтора-два часа при температуре 200-250°С. Использовать вы можете любой нагревательный прибор, который у вас имеется. Лучше всего выполнять процесс сушки в духовке. Безусловно качество такой процедуры будет ниже, чем при использовании электропечи или термопенала, но все же лучше, чем ничего.

Прокалка электродов уони

печь для прокалки электродов

Наиболее популярными и востребованными считаются электроды уони 13/55. Для примера мы рассмотрим технологию их прокалки. Прокаливание сварочных электродов уони 13 55 должно производиться перед их применением. Так вы сможете обеспечить стабильное горение сварочной дуги и высокое качество образуемого шва. Температура, при которой производится процедура, должна быть 250-300°С, время – 1 час. Лучше всего прокаливать электроды в специальной печи, поместив их в специальные коробки.

Подводя итог всего вышеописанного понятно, что сушка электродов для сварки – процедура не сложная, но обязательная. Лучше всего использовать печь для прокалки электродов. Зная как просушить электроды в домашних условиях, вы значительно облегчите сварочные работы.

 

Советы по выбору электропечи и термопенала для сушки электродов

Использование электродов сразу после вскрытия упаковки возможно только при условии, что она герметична. При нарушении её целостности нужно предварительно подготовить сварочные электроды перед их применением. Сварку ответственных конструкций необходимо производить только прокаленными электродами.

1 / 1

Проводить данную операцию нужно и в том случае, если электроды длительное время хранились в помещении с повышенной влажностью. Чтобы соблюсти рекомендованный производителем расходных материалов температурный режим, для прокалки и сушки используются специальные электропечи и термопеналы.

Особенности и функционал

Электропечь для прокалки электродов – это специализированное оборудование в виде металлического шкафа со специальными лотками, в которые укладываются сварочные электроды. Внутренняя камера имеет термоизоляцию для поддержания необходимой температуры. Оборудование имеет термостат, который функционирует в температурном диапазоне от +60 до +500 градусов (в ряде случаев диапазоны могут отличаться). Некоторые модели оснащаются тепловыми экранами (что это такое? Прим. Смирнов) и программируемым регулятором. К основным составляющим электропечи относятся – корпус, рабочая камера, крышка/дверца и пульт управления.

Электропечи для прокалки и сушки электродов бывают стационарными и мобильными. По функционалу выделяют простые модели с функцией сушки и комбинированные устройства, предназначенные как для сушки, так и для прокалки. Кроме того, печи различаются мощностью нагревателя, количеством и размерами лотков, что влияет на массу загружаемых сварочных материалов.

Для поддержания температуры сварочных электродов с целью сохранения их в прокаленном состоянии используется термопенал. Он имеет более компактные размеры, меньшую вместимость.

Продукция от ГК «Кедр»

КЕДР ЭП-90 с цифровой индикацией

Используется для сушки и прокалки сварочных электродов в стационарных условиях. Весит 50 кг при размерах 620х670х670 мм. Питается от сети напряжением 380 В. За раз можно загрузить до 90 кг электродов. Имеет удобное и понятное управление. Диапазон настройки терморегулятора – от 100 до 400 градусов. Для разогрева камеры с полной загрузкой потребуется не больше 90 минут. Отлично подходит для использования на крупных промышленных объектах и на специализированных предприятиях. Номинальная мощность равна 5 кВт. Масса оборудования – около 50 кг.

КЕДР ЭП-40

Отличный выбор как для мастерской, так и для промышленного предприятия. Модель рассчитана на одновременную загрузку до 40 кг электродов. Подходит для прокалки и сушки сварочных электродов в стационарных и передвижных условиях. Терморегулятор можно настраивать от 100 до 400 градусов. На разогрев полностью загруженной электропечи уходит не больше 120 минут. Нагрев рабочей камеры осуществляется 5 трубчатыми электронагревателями. Питается от сети напряжением 220 Вт. Масса оборудования составляет 40 кг, размеры – 680х605х470 мм. Потребляемая мощность оборудования – 2,5 кВт.

КЕДР ЭП-20 с цифровой индикацией

Подходит для одновременной загрузки не более 20 кг сварочных расходных материалов. Может использоваться как в мастерской, так и на строительной площадке. Цифровая индикация своевременно сообщит о завершении процесса нагрева и поддержании заданной температуры. Диапазон настройки терморегулятора составляет от 100 до 450 градусов. Время разогрева до рабочей температуры (если печь полностью загружена) – не более 100 минут. Заданная температура поддерживается при помощи электронного блока.

Термочувствительный элемент расположен под полкой – в средней части рабочей камеры. Управление оборудованием удобное и интуитивно понятное. Ножки обеспечивают надёжное и устойчивое положение. Подключить эту модель печи для сушки и прокалки электродов можно к сети с напряжением 220 Вт. Мощность не превышает 0,7 кВт. Весит устройство меньше аналогов – 18 кг.

КЕДР ЭПФ-200

Данная модель электропечи предназначена для сушки и прокалки флюса в стационарных условиях. Может применяться в любой отрасли машиностроения. Питается от сети напряжением 380 В. Номинальная мощность составляет 12,0 кВт. Имеет 1-класс защиты от поражения электрическим током. Диапазон настройки терморегулятора колеблется от 100 до 400 градусов. Максимальная единовременная загрузка – 200 кг. На разогрев электропечи до рабочей температуры при условии полной загрузки уходит не более 90 минут. Размеры оборудования – 770х812х1500 мм, масса – 130 кг. На лицевой панели имеется табло индикации и сетевой выключатель. Терморегулятор, которым оснащено оборудование, поддерживает заданную температуру.

На что следует обратить внимание при выборе электропечи/термопенала

Ознакомьтесь с несколькими рекомендациями по выбору подходящей печи. При выборе оборудования для сушки и прокаливания расходных сварочных материалов необходимо обращать внимание на следующие параметры:

• Напряжение питающей сети. Имеет стандартное значения для всех моделей, которые изготовлены отечественными производителями.

• Мощность. Подбирать её необходимо в соответствии с количеством сварочного расходного материала, нуждающегося в прокалке перед использованием.

• Масса загружаемых электродов. Зависит также от объёма и количества сварочных работ.

• Масса и габариты. Варьируются в широком диапазоне. Если сварщику не предстоит регулярно выезжать на объект, то размеры и масса оборудования не имеют большого значения.
  

Также важно определиться между компактными переносными и стационарными устройствами. Печи первого типа обычно используются для сушки электродов, когда их стационарные аналоги могут и прокаливать, и сушить расходные сварочные материалы. Печи и термопеналы в широком ценовом диапазоне в каталоге портала. 

Особенности прокалки и сушки сварочных электродов

Многие задаются вопросом, как прокалить электроды в домашних условиях. Они хорошо впитывают влагу, поскольку покрытие имеет пористую структуру. Чтобы уберечь стержни от влаги, производители поставляют их в герметичной упаковке. Тем не менее она не может защитить электроды, если они долго не использовались или хранились в плохих условиях. Чтобы вернуть им изначальные свойства, необходимо уменьшить уровень влаги. Сегодня мы узнаем, как проводится сушка электродов и что для этого нужно.

Содержание статьи:

Оборудование для прокалки электродов

Есть несколько видов оборудования, предназначенного для термической обработки электродов и подготовки их к работе. Начнем с основного — печь.

Печь для прокалки представляет собой металлический ящик с лотками для стержней. Чтобы сохранять в ней постоянную температуру, стенки отделаны специальными материалами, удерживающими тепло. Благодаря этому электроды будут прогреваться равномерно в течение всего времени прокалки. В зависимости от ваших нужд, печи могут нагреваться до различных температур. Наиболее “ходовыми” являются значения от 50°С до 650°С.

Увидеть как выглядит такая печь, можно на этом видео:

Другой “гаджет”, который пригодится сварщикам — это пенал. Он не прогревает электроды, а только поддерживают их в сухом и подогретом состоянии. Его особенность в том, что он полностью изолирован и герметичен. Используя пенал, можно быть полностью уверенным, что электроды не отсыреют, пока вы будете работать.

Есть и другая разновидность такого приспособления — термопенал. Он позволяет не только сохранять температуру стержней, но также может их прогревать. Термостат и встроенный нагрев, позволяют подготавливать расходники прямо на месте работы.

Термопеналы выглядят как маленькие ящики с дверцей. Они весят около 3 кг и могут выдавать температуру до 120°С.

Другой тип оборудования — это шкафы. Они имеют схожие с термопеналами функции. Корпус шкафа изолирован и сохраняет тепло. В зависимости от модели, шкафы оснащаются термостатом и термометром.

Шкафы применяются на больших производствах, где нужно одновременно подготовить большое количество стержней.

Инструкция прокалки

Разные электроды требуют разной температуры и времени прокалки. Эти параметры указываются на упаковках. Поэтому перед работой необходимо ознакомиться с инструкциями производителя. Иностранные заводы не всегда пишут как нужно прогревать стержни. Придется зайти на официальный сайт и найти эту информацию.

Не все электроды нужно прокаливать. Так, стержни с целлюлозным покрытием выпускаются в металлических банках и прогревать их перед работой не нужно.

На практике прокалка выглядит очень просто. Нужно разогреть печь до нужной температуры и поместить в нее электроды на определенное время, по истечении которого они будут готовы к работе. Ими сразу можно варить, либо можно переместить их в термопенал, чтобы взять с собой на объект.

Для примера, электроды Уони 13/55 прокаливаются при температуре около 270°С в течение 1 часа.

Сушка и прокалка — различия и особенности

Помимо прокалки, имеется такое понятие как сушка электродов. Оно означает непосредственную подготовку изделия к работе. В свою очередь прокалка электродов выполняется для ликвидации лишней влаги и устранения последствий неправильного или долгого хранения.

Сушка подразумевает сокращение уровня влаги в стержнях до минимально-приемлемого. Она производится при небольших температурах и не оказывает серьезного влияния на покрытие.

Прокалка может выполняться для улучшения качеств электродов и приведения их в “рабочее состояние”. Особенностью этой процедуры является продолжительное время воздействия и высокая температура.

Обратите внимание, что специалисты не рекомендуют прокаливать электроды более 2 раз. Покрытие можно отколоться от сердечника и ими будет невозможно пользоваться.

Прокалка в домашних условиях

Подготавливать электроды в домашних условиях следует только если у вас нет другой возможности, и только если стержни будут использоваться дома. “Народные” методы можно использовать для не очень важных работ, к которым не предъявляются высокие требования качества.

Самым простым и очевидным вариантом является прокалка в духовке. Прокаливать электроды на газу не стоит, потому что в нем содержится некоторое количество воды.

Данную процедуру можно также провести на радиаторе отопления. Оставьте на нем прутки на пару дней. Этого будет достаточно, чтобы провести сварку.

Некоторые мастера используют для прокалки строительный фен. В этом случае нужно будет поместить электроды в трубу или другу емкость.

Не пользуйтесь такими методами прокалки и сушки при работе с ответственными конструкциями.

Правильное хранение

Чтобы не допустить образования лишней влаги в электродах, их следует правильно хранить. Заводская термоусадочная пленка не всегда может уберечь изделия, особенно при длительном хранении.

Первое, что нужно запомнить — это температурный режим в помещении, где лежат стержни. На складе или в подсобке должно быть не холоднее 15°С. Комнатной температуры будет вполне достаточно, чтобы они не отсырели. Не допускайте также больших перепадов температур. Из-за этого внутри упаковок может образоваться конденсат.

Другой важный момент — это уровень влажности. Он должен быть минимальным. В противном случае электроды очень быстро наберут влагу. Сушка может не помочь и придется тратить много времени на прокалку.

Отдельно позаботьтесь о защите электродов от механических воздействий. Повреждение или скол покрытия ухудшают сварочные свойства.

Соблюдение таких простых правил позволит продлить срок хранения электродов. Они сохранят свои качества, и вы сможете выполнить качественные и надежные соединения.

Заключение

Прокалка и сушка электродов очень важный этап в подготовке к сварочным работам. Благодаря этим процессам, стержни приходят в рабочее состояние и обеспечивают максимальное качество соединения и комфортную работу. После прокалки у вас не будет возникать сложностей с поджигом дуги, залипанием и формированием шва.

 

Как выбрать и использовать печь для сушки и прокалки электродов

Печь для электродов используется для прокаливания и высушивания сварочных электродов, которые по какой-либо причине отсырели. Также подобные устройства могут предназначаться для хранения уже обработанных расходников, поддерживая их в подогретом состоянии.

Высушивание материалов в печи для просушки электродов до определенного уровня способствует повышению их качеств. В таком случае при последующих сварочных работах будет гарантировано достижение необходимых показателей сварочного шва.

Сварка трубопровода на предприятии требует применения качественных материалов, в том числе и хорошо просушенных электродов

Типы печей для просушки электродов

В зависимости от сложности поставленной задачи, а также от уровня ответственности при выполнении работы, для сварочных электродов может использоваться два вида печей:

• С электронным управлением. Предусматривает наличие цифровых индикаторов времени работы и выставления температурного режима. Применяется при постройках любых несущих конструкций, трубопроводов, мостов, переездов, жилых домов.
• С механическими переключателями. Модели печей для сушки электродов оснащаются термометрами и таймерами, параметры на которых задаются вручную. Такие устройства используются тогда, когда не обязательно достигать высших показателей качества сварки.

Печь с механическим регулятором подходят для бытового использования, где не нужно соблюдать высокой точности настроек

Функционирование печки для прокалки электродов

Печи для сушки и прокалки электродов бывают стационарными и переносными. Мобильные печи и сушильные шкафы обладают меньшими габаритами и могут работать в полевых условиях.

Для тех, кто намерен посмотреть электропечи и купить подходящую модель, напоминаем также, что по своим функциям они делятся на два вида. Первый предназначен только для просушки (т.н. «простые»), тогда как вторые способны выполнять сушку и прокалку («комбинированные»).

Несмотря на функциональные отличия, все печи имеют схожую конструкцию:

• Внешний вид. Снаружи печь для прокалки электродов выглядит как небольшой шкаф, внешний кожух которого изготовлен из металла.
• Теплоизоляция. Для сбережения нужной температуры стенки печки изнутри покрываются изоляционным слоем. Он может быть волоконным или керамическим.
• Термостат. Все электропечи для сушки и прокалки электродов в обязательном порядке комплектуются терморегулятором, диапазон работы которого очень широк.
• Внутреннее пространство. Внутри находится несколько полок или лотков для укладки материала. В зависимости от общей площади варьируется и их количество. В одной электропечи способы поместиться от 10 до 250 килограмм электродов.

Для улучшения теплоизоляции некоторые модели снабжаются тепловыми экранами. Вместе с электронным регулированием процесса нагрева это обеспечивает максимальное сохранение тепла

Все основные параметры обязательно указываются в паспорте товара, который обязан предоставить любой продавец.

Электропечь большой вместимости способна обрабатывать значительное количество электродов одновременно

Преимущества электропечей для прокалки электродов

Современные сушильные шкафы для электродов обладают рядом особенностей, помогающих достигнуть лучших результатов. Перечислим главные их достоинства:

• Нагрев при помощи трубчатых ТЭНов, срок годности которых существенно увеличен по сравнению со спиральными нагревателями.
• Возможность быстрой замены блока в случае его выхода из строя.
• Усиленная подовая часть, защищенная от возможных ударов.
• Использование материалов, безопасных для экологии.
• Порошково-полимерное покрытие кожуха.
• Комплектация вытяжкой для выведения испарений и продуктов нагрева.

Цифровое регулирование и возможность программирования параметров рабочего процесса позволяют получить оптимальные результаты просушки и прокаливания

Как правильно подобрать сушильный шкаф для электродов

Для выполнения задачи высушивания и прокаливания подходят разные сушильные шкафы, цены на которые могут значительно отличаться. Дадим несколько советов, на что стоит обращать внимание при покупке печи.

• Вместительность. Подбирать электропечь для электродов нужно, исходя из максимального объема предполагаемых работ.
• Мощность. Производитель располагает обширным модельным рядом, из которого можно выбрать оборудование подходящей мощности.
• Напряжение. Перед тем, как купить и установить прокалочную печь для электродов, стоит проверить состояние электропроводки на объекте и возможность подключения аппарата к питающей сети.
• Габариты. Размеры и вес печи имеют значение только в том случае, когда планируется ведение работ в полевых условиях. Если сварка проводится в одном помещении, эти параметры не играют большой роли.
• Дополнительные функции. Предполагает наличие программаторов, интерфейса и других вспомогательных устройств, облегчающих работу.

Наличие программного управления сушильной печи позволяет задавать точные параметры работы

Чтобы быть абсолютно уверенными в качестве предлагаемого оборудования, заказывайте печи для прокаливания электродов только у проверенного поставщика.

Печи и термопеналы для прокалки электродов

Фото         Характеристика Электропечь СШО 3,2.3,2.5/4,0 Электропечь СШО 3,2.2,6.5/4,0 Электропечь СШО 2,1.1,7.6,0/4,0 Номинальная мощность, кВт 6 3 2 Напряжение питающей сети, В 1ф~ 220/3ф~ 380 1ф~ 220 1ф~ 220 Номинальная температура в рабочем пространстве °C от 90 до400 от 90 до 400 от 90 до 400 Время разогрева до 350 °С, мин 80 80 60 Рабочая среда воздух воздух воздух Внутренние размеры камеры В x Ш x Д, мм 500х320х320 500х260х320 530х170х210 Максимальная масса разовой загрузки электродов, кг  90 40 20 Габаритные размеры В x Ш x Д,мм 900х830х600 900х570х380 760х315х415 Масса без электродов не более, кг 80 50 20 Разработка этого оборудования велась с учетом эксплуатационного опыта работы ведущих специалистов – сварщиков нефтяной  и газовой промышленности  России. Оборудование  используется  при строительстве и ремонте   газопроводов  и нефтепроводов, а также при изготовлении  и ремонте ответственных конструкций методом сварки для сушки , прокалки и хранения сварочных электродов.  Особенностями шкафов и переносной камеры являются применение в качестве нагревательных элементов трубчатых электронагревателей (ТЭН), что обеспечивает повышенный ресурс работы, возможность ремонта в полевых условиях, и повышает пожаробезопасность  оборудования.      Конструкция шкафа СШО на 90кг электродов предполагает использование его  как  при стационарной установке, так в составе передвижных сварочных постов установленных на средствах передвижения, оборудованных дизель генераторной установкой за счет применения рамочной  жесткой конструкции корпуса шкафа. Шкафы СШО на 40кг и 20кг электродов имеют облегченную конструкцию и за счет этого меньший вес корпуса и емкости для электродов, что предполагает его использование для небольших сварочных фирм и производств. Возможно использование шкафов в качестве сушильной камеры для других целей.   Особенностью переносной камеры является применение в качестве нагревательных элементов трубчатых электронагревателей (ТЭН) , за счет этого  обеспечивается  повышенный ресурс работы, возможность ремонта в полевых условиях, и повышается  пожаробезопасность  оборудования Характеристика Переносная камера СНО 1,0.5,0,1,1/3,5 Номинальная мощность, кВт 1 Напряжение питающей сети, В 1ф~ 220 Номинальная температура в рабочем пространстве устанавливается терморегулятором и поддерживается автоматически в диапазоне °C от 90 до350 Время разогрева до 350 °С, мин 60 Рабочая среда воздух Внутренние размеры камеры В x Ш x Д, мм 110х100х500 Максимальная масса разовой загрузки электродов, кг до 12 Габаритные размеры В x Ш x Д,мм 230х200х720 Масса без электродов не более, кг 12   Корпус  термопенала  и пенала – термоса в стандартном исполнении изготовлен из металла. Для удобства выемки электродов  из пенала, м.б. предусмотрено выталкивающее устройство, с помощью которого возможна выемка электродов по 1 шт., электропитание термопенала предусматривается непосредственно на рабочем месте сварщика (36-60В, 60-100В или 220В). По желанию Заказчика  корпус термопенала и пенала – термоса может быть изготовлен из стеклопластика. Термопенал ТП 6/130 металлический корпус (60В)  Термопенал ТП 6/130 металлический корпус (100В) Термопенал ТП 6/130 металлический корпус (220В)  Пенал-термос ПТ 6 металлический корпус      Электропечь ЭПС-400 – горизонтальной загрузки – предназначена для сушки и прокалки сварочного флюса при заданной температуре в стационарных условиях. Возможно применение электропечи для сушки и прокалки электродов. Сварочные флюсы, как и иные сварочные материалы, обеспечивающие наплавку металла с низким содержанием водорода, должны иметь минимальное количество влаги перед использованием. Для удаления влаги необходимо прокалить весь объем материалов (флюса или электродов) в электропечи ЭПС-400. Номинальная мощность,кВт 6 Номинальное напряжение,В 380 Частота переменного тока,Гц 50 Число фаз 3 Диапазон температур в рабочей камере,С° 100-400 Рабочая среда воздух Размеры рабочего постранства,мм длина – 460; ширина -350; высота -460 Неравномерность температуры по объему рабочего пространства, не более,°С 70 Время разогрева до максимальной температуры с полной загрузкой флюсом, не более,мин 80 Масса разовой загрузки флюса,кг 50 электродов ,кг 100 Габаритные размеры,мм длина-735; ширина- 806; высота -785 Ящики для флюса или электродов 10 шт. Масса электропечи, кг 85

Хранение и повторная сушка электродов с низким содержанием водорода

Все мы слышали об опасности образования трещин, вызванных водородом. Растрескивание, вызванное водородом, или холодное растрескивание, возникает при наличии трех условий. Во-первых, нам нужна чувствительная микроструктура (связанная с основным материалом). Во-вторых, нам нужен высокий уровень сдержанности (связанный с дизайном). И в-третьих, нам нужен пороговый уровень водорода (связанный с производством). Чаще всего мы ничего не можем поделать с первыми двумя, но всегда можем обеспечить соблюдение правил сварки с низким содержанием водорода.

Это начинается с использования электродов с низким содержанием водорода. Важно знать, что электрод с низким содержанием водорода можно использовать только в том случае, если он используется и хранится (хранится) должным образом.

Штанговые электроды с низким содержанием водорода поставляются в герметично закрытых банках для предотвращения скопления влаги. Однако после открытия упаковки уровень влажности покрытия может превысить допустимый уровень в течение нескольких часов. Скорость поглощения влаги зависит от нескольких факторов, включая, помимо прочего, относительную влажность, характеристики покрытия электродов и места хранения.

После того, как банки с электродами с низким содержанием водорода были открыты и электроды подвергаются воздействию атмосферы, их следует использовать в течение нескольких часов. В противном случае их следует хранить в духовке. Стандарт AWS D1.1 по сварке конструкций (сталь) предполагает, что эти электроды следует хранить при температуре от 250 ° F до 300 ° F. Обычно сварщики получают электроды с низким содержанием водорода, которых хватает примерно на полсмены. Это хорошая практика, поскольку сводит к минимуму риск скопления влаги.

Стержневые печи для электродов с низким содержанием водорода легко доступны.Существуют также переносные прутковые печи, вмещающие до 5 фунтов прутка, которые сварщики могут нести на свои рабочие места.

Есть несколько причин, по которым вы хотите поддерживать уровень влажности ниже максимального предела. Основными тремя являются:

• Высокий уровень влажности может вызвать пористость. Одной поверхностной пористости может быть недостаточно, но рентгеновский снимок покажет внутреннюю пористость при использовании.
• Чрезмерная влажность может вызвать внешнюю пористость и повлиять на то, как шлак отделяется от сварного шва, увеличивая риск включения шлака.
• Сварной шов подвержен образованию водородных трещин.

Электроды с низким содержанием водорода с обозначением «R» (например, E7018-h5R) были испытаны для определения содержания влаги в электроде после 9 часов воздействия. По прошествии этого времени электрод все еще поддерживает допустимый уровень. Однако через 9 часов электроды необходимо вернуть в печь для хранения.
Если у вас электроды с низким содержанием водорода, которые находились в окружающей среде более 9 часов, вы должны выполнить процедуру повторной сушки.Следуйте приведенной ниже таблице для получения инструкций по температуре и времени.

Источник: Руководство изготовителей и монтажников по сварным стальным конструкциям

Сравнение беспроводной системы ЭЭГ с сухими электродами и традиционной системы ЭЭГ с проводными влажными электродами для клинических применений

Субъекты

Шестнадцать субъектов, которые сообщили о своем здоровье на момент записи (возраст = средний: 42,3 года, диапазон: 26–79 лет ) и 16 пациентов (средний возраст: 71 год).0 лет, диапазон: 50–83 года). Пациенты сообщили о нарушении субъективной памяти (SMI), но, за исключением двух, не соответствовали шкале краткого исследования психического состояния (MMSE) для легкого когнитивного нарушения. О сопутствующих заболеваниях не сообщалось. Здоровые испытуемые были набраны из студентов и сотрудников Магдебургского университета, а также из родственников пациентов с СМИ. Пациенты с ТПЗ были направлены из клиники деменции в неврологическое отделение. Субъекты включались только в том случае, если они могли понять процесс получения согласия.Никаких дополнительных критериев исключения не применялось. Текущий эксперимент проводился в рамках клинического исследования и был одобрен местным комитетом по этике Университета Отто-фон-Герике. Все субъекты дали информированное согласие. Подробная информация об остроте зрения и слуха была недоступна, но все участники смогли прочитать информационный лист и понять устные инструкции.

Экспериментальные процедуры

Все записи проводились в одной комнате неврологического факультета Магдебургского университета примерно в одно и то же время дня (непосредственно перед или после полудня).Каждый сеанс записи включал последовательность из четырех компонентов, при этом испытуемые сидели в вертикальном положении: ЭЭГ в состоянии покоя (рсЭЭГ) с открытыми глазами (2 мин, чтобы испытуемые ознакомились с ситуацией записи), рсЭЭГ с закрытыми глазами (5 мин) , задача визуального внимания, которая вызвала визуальный вызванный потенциал P100 (VEP), и задачу визуального обнаружения цели, которая вызвала компонент P3 ERP. Каждый испытуемый участвовал в двух сеансах записи: в одном использовалась обычная гарнитура с мокрым и проводным электродом, а во втором – гарнитура с сухим и беспроводным электродом.Последовательность двух сеансов была рандомизирована и уравновешена для разных субъектов, с максимальным интервалом в одну неделю между сеансами записи.

Все записи были сделаны главным медицинским техническим ассистентом неврологической университетской клиники с многолетним опытом клинической ЭЭГ (регистрации как рсЭЭГ, так и вызванных потенциалов). Впоследствии все ЭЭГ были визуально проверены и оценены неврологами ЭЭГ с обширным клиническим опытом ЭЭГ. Качество сигнала дополнительно проверялось с помощью процедуры автоматического обнаружения артефактов, как описано ниже.

Барри и др. . ²⁸ и Staba ²⁹ показали, что рсЭЭГ с открытыми глазами в первую очередь отражает корковую обработку визуального ввода. Эти процессы могут различаться между двумя сеансами записи и, таким образом, приводят к вариациям, не связанным с типом системы ЭЭГ. Поэтому мы представляем только результаты рсЭЭГ, записанные при закрытых глазах.

Кроме того, мы также сообщаем о времени, которое потребовалось для установки двух типов гарнитур, включая размещение электродов.

Регистрация ЭЭГ с использованием влажных электродов

Клинический регистратор ЭЭГ Inomed PL231 (Inomed Medizintechnik GmbH; Emmendingen, Германия) использовался для референтной записи ЭЭГ со всех 19 пассивных электродов Ag / AgCl на основе международной системы 10–20 (FP1, FP2, F7, F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 и O2 согласно Джасперу и его коллегам (1958) ²⁴ плюс двусторонние сосцевидные отростки, которые где помещали на левую и правую мочку уха.Электрод сравнения / заземления располагался близко к Cz / Fpz.Сопротивление электродов поддерживалось ниже 5 кОм во всех местах записи и электродных площадках. Входное сопротивление усилителя ЭЭГ было> 100 МОм. Все сигналы подвергались фильтрации нижних частот с частотой среза 90 Гц (-3 дБ) и оцифровывались с частотой дискретизации 256 Гц (разрешение 16 бит, младший значащий бит (LSB) 0,5 мкВ, шум с укороченными входами <2,5 мкВ от пика до пика). пик).

Для установки электродов и записи ЭЭГ испытуемых усаживали в удобное кресло. Коммерческий колпачок ЭЭГ (резиновая сетка, также известная как колпачок Шретера, см.рис.1) использовался для ручного размещения каждого из влажных электродов в соответствии с анатомическим расположением в соответствии с системой из 10–20 электродов (каталожный номер ²⁴ , см. ³⁰ для получения дополнительной информации). Специалист по ЭЭГ выбрал из трех возможных размеров колпачок, который лучше всего подходил бы к голове отдельного пациента. В соответствии с рекомендациями ³¹ , средняя точность этой процедуры составляет около 4 мм по сравнению с координатами, определенными лазерно-оптической процедурой в этом исследовании.

Рисунок 1

Гарнитуры ЭЭГ.Слева: сухая и беспроводная система ЭЭГ: гарнитура F1 с электродами из серебра. Модуль в верхней части гарнитуры содержит все устройства для обработки, хранения и передачи сигналов ЭЭГ. На вставке показан сухой электрод, установленный на каждом из 19 электродов 10–20. Справа: Влажная и проводная система ЭЭГ: записывающая сеть Inomed с электродами Ag / AgCl.

Запись ЭЭГ с использованием сухих электродов

Недавно разработанная CE-сертифицированная сухая ЭЭГ-гарнитура F1 (Nielsen TeleMedical, Магдебург / Германия) состоит из 19 сухих электродов, магнитно прикрепленных к гарнитуре, подключенной к модулю, как показано на рис.1. Информированное согласие было получено от субъекта, показанного на этом рисунке, на публикацию с идентифицирующей информацией или изображениями в онлайн-публикации с открытым доступом. Этот модуль включает в себя плату с усилителем и электроникой оцифровки, которая обеспечивает беспроводную передачу сигнала на базовую станцию; однако в качестве альтернативы он может хранить до 24 часов данных ЭЭГ на встроенной микросхеме флэш-памяти, что делает возможной полную мобильность в домашней среде записи.

Регистрирующая система состоит из сухих электродов с двумя подпружиненными серебряными штырями на электрод (см. Также ^19,22,32 для аналогичных решений). Штифты доступны в двух различных длинах (12 и 15 мм) для размещения различных форма головы и объем волос, что позволяет избежать ремешка для подбородка.Установка двух выводов на электрод соответствует результатам предыдущего исследования ³² , в котором систематически оценивались различные конструкции сухих электродов, различающиеся количеством выводов (называемых в их статье «пальцами») на электрод. Эти авторы пришли к выводу, что «более редкое расположение пальцев более устойчиво к различным вариантам использования и более эффективно проникает сквозь волосы на коже головы».

ЭЭГ регистрировали с 19 упомянутых выше обычных положений 10–20 сухих электродов, плюс дополнительные электроды из серебра на левом и правом сосцевидных отростках, которые были помещены на кожу головы (т.е. сзади, но не на мочках ушей) с помощью одноразовой наклейки. Заземляющий электрод и электрод сравнения располагались вблизи Fpz. На каждом участке электрода (кроме сосцевидных отростков) двойной подпружиненный серебряный штифт регистрировал сигналы ЭЭГ. Входной импеданс усилителя по постоянному току составляет 500 МОм, что соответствует высокому импедансу электродов, ожидаемому от сухих электродов, и среднему импедансу примерно 500 кОм, зарегистрированному в этом исследовании (см. Результаты). Чтобы свести к минимуму шум окружающей среды, мешающий сбору данных (например, близлежащие движущиеся объекты), гарнитура полностью пассивно экранирована.Кроме того, система оснащена активным контуром обратной связи через заземляющий электрод. После аналоговой фильтрации нижних частот (частота среза 95 кГц) и передискретизации с частотой 1 МГц / канал сигналы подвергались цифровой фильтрации нижних частот с частотой среза 130 Гц (-3 дБ) и, наконец, понижались до 500 Гц / канал (цифровое разрешение 24 бита). , LSB 0,04 мкВ, шум с укороченными входами <2,0 мкВ от пика до пика).

Установка сухих электродов и запись проводились на том же кресле, что и упоминалось ранее.Гарнитура с сухим электродом F1 была установлена ​​на голове субъекта тем же специалистом по ЭЭГ, который выполнял записи влажной ЭЭГ. Гарнитура F1 доступна в трех разных размерах, чтобы соответствовать разным размерам головы. После нанесения набор относительных положений электродов задается соответствующей рамкой, удерживающей электроды, что позволяет избежать смещения отдельных электродов. Тем не менее, систематическая ошибка в несколько миллиметров, влияющая на все электроды, может иметь место, что также может происходить с мокрыми электродными колпачками с фиксированным расположением электродов.

Анкета для оценки принятия испытуемыми гарнитур ЭЭГ

Всех испытуемых попросили оценить уровень комфорта и удобство использования влажных и сухих систем ЭЭГ. Для этого после записи заполнили письменную анкету. Как показано в таблице 1, большинство испытуемых высказались за использование сухой ЭЭГ-гарнитуры F1. Это справедливо для приблизительно 20-минутной записи на пациента и гарнитуру (включая перерывы между четырьмя компонентами). Однако, учитывая, что несколько испытуемых выразили дискомфорт по поводу остроты контактов на сухих электродах в конце записи, возник вопрос, будет ли гарнитура с влажными электродами в случае более длительных периодов записи (как ожидается в домашних записях) быть выгодным.Чтобы решить эту проблему, мы набрали дополнительно 22 пациента и 20 здоровых добровольцев (общий средний возраст 46,7 года, 25 женщин) и попросили их носить гарнитуру / колпачок с сухими и влажными электродами вместе с электродами в течение одного часа (как применяется той же компанией). опытный техник во всех случаях). После 20, 30 и 60 минутных интервалов испытуемые оценивали уровень комфорта по шкале Лайкерта от 1 (невыносимо) до 7 (не замечали). Уровень комфорта использования двух гарнитур также был задокументирован по той же шкале.Две гарнитуры применялись в разные дни в течение недели примерно в одно и то же время суток. Последовательность была рандомизирована и сбалансирована по двум группам субъектов. В этом случае мы замерили время наложения гарнитуры, включая подготовку электродов.

Таблица 1 Ответы испытуемых на анкету.

Задача по визуальному обнаружению цели (P3 ERP)

Испытуемые выполнили эксперимент по визуальному обнаружению цели. В парадигме обнаружения цели случайная последовательность из 60 синих или зеленых лягушек (горизонтальный угол обзора 7.5 градусов) испытуемым предъявляли с частотами 20% (синий / целевой стимул) и 80% (зеленый / стандартный стимул). См. Рис. 2A для иллюстрации экспериментальной парадигмы. Использованные стимулы синих и зеленых лягушек были дополнением Nielsen Consumer Neuroscience33.

Рисунок 2

( A ) Парадигма задачи обнаружения цели (P3): Зеленая / синяя лягушка представляет собой стандартный / целевой стимул с частотой появления 80/20%. Изображения лягушки любезно предоставлены Nielsen Consumer Neuroscience.ISI = интервал между стимулами; SOA = асинхронность начала стимула. ( B ) Задача на зрительное внимание: стимул шахматной доски, чтобы вызвать P100 VEP.

Испытуемые были проинструктированы нажимать кнопку компьютерной мыши, когда они видели цель: синюю лягушку. Нажатие кнопки должно произойти в течение 100–800 мс после появления стимула, чтобы его можно было включить в последующий анализ. Длительность стимула составляла 0,9 с при асинхронности начала стимула 1,8 с (SOA). Задание длилось 108 секунд. Поскольку пациенты, как правило, не могли выполнять более длительные экспериментальные задачи, мы выбрали эту короткую версию задачи по обнаружению цели.Для сопоставимости мы установили одинаковую продолжительность как для пациентов, так и для контрольной группы.

Задача на зрительное внимание (P1 VEP)

Прямоугольная сетка 18 × 12 из чередующихся черных и белых квадратов в шахматном порядке (горизонтальный угол всего экрана 26,5 градусов, см. Рис. 2B) с инвертированием черного и белого цветов через каждые 0,6 секунды (то есть SOA = 0,6 секунды) было представлено на экране компьютера, чтобы вызвать P1 VEP. Это наиболее часто используемая задача в клинических условиях для выявления VEP.Испытуемые были проинструктированы смотреть на фиксирующий крест, который располагался в центре экрана. Задание состояло из 200 разворотов паттернов и длилось 120 секунд.

Обработка данных

Вся численная обработка была выполнена с использованием Matlab версии R2015b ( The Mathworks ).

Все методы были выполнены в соответствии с соответствующими инструкциями и правилами.

Ссылка

Данные ЭЭГ в состоянии покоя (rsEEG) были повторно привязаны к общему среднему эталону, основанному на всех 19 электродах в положении 10–20.Для обеих зрительных задач данные ЭЭГ были повторно привязаны к среднему значению электродов Т3 и Т4. P3 ERP обычно относятся к сосцевидным электродам ³⁴ . Однако, учитывая, что в нашем эксперименте расположение электродов сосцевидного отростка немного отличалось между двумя регистрирующими системами (как описано выше), между двумя системами могли возникнуть систематические различия, если бы мы использовали электроды сосцевидного отростка в качестве эталона. Поэтому мы изменили эту стандартную ссылку на среднее значение для электродов T3 / T4, что привело к небольшому изменению топографии P3.Важно отметить, что эта схема привязки была реализована в обеих системах, что сделало результаты сопоставимыми.

Обнаружение артефактов и спектральный анализ

Перед запуском любой процедуры обнаружения или удаления артефактов каждая кривая ЭЭГ была отправлена ​​на фильтр верхних частот с частотой 1 Гц и режекторный фильтр с частотой 50 Гц и 100 Гц для удаления линейного шума. Затем артефакты были идентифицированы с помощью порогового критерия, примененного к разностному сигналу (то есть сумма абсолютных разностей (SAD)), вычисленного для временного окна, равного 0.5 сек и порог 8 мВ / сек. Эти артефакты могли нарушить процедуру удаления EOG (см. Ниже) и поэтому были заменены нулями только для этой процедуры, после чего значения исходного сигнала были восстановлены.

Мигание глаз определялось по сходству формы и топографии с заранее заданным фиксированным шаблоном. На рсЭЭГ, записанной при закрытых глазах, таких артефактов не наблюдалось. Эпоха 1500 мс была сосредоточена вокруг каждого события ЭОГ, увеличивая преобладание ЭОГ по сравнению с лежащей в основе ЭЭГ.Преобразование ^35,36 минимальной доли шума (MNF) было применено ко всем каналам ЭЭГ той эпохи. Преобразование MNF выводит набор компонентов, которые различаются по отношению сигнал / шум, где шум в данном случае отражает ЭЭГ. После удаления компонента с наибольшим отношением сигнал / шум обратный MNF приводит к исходному сигналу с в значительной степени удаленным артефактом EOG.

Затем спектральные измерения были применены для идентификации артефактов, не обнаруженных предыдущими методами. Для этого был проведен спектральный анализ по методике Welch ³⁷ .Данные были сегментированы на двухсекундные эпохи с перекрытием 50%. Каждый сегмент был обработан функцией Бартлетта (= треугольник). Спектральная декомпозиция проводилась с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ). Абсолютные значения мощности спектрального диапазона были вычислены для следующих частотных диапазонов: Delta1 (1–1,5 Гц), Delta2 (1,5–4 Гц), Theta (4–8 Гц), Alpha (8–13 Гц), Beta (13–30 Гц). Гц), Гамма1 (30–47 Гц), Гамма2 (53–95 Гц). Частотные полосы Delta1 были включены для захвата медленных флуктуаций, а две гамма-полосы были включены для захвата высокочастотного шума.Эти полосы частот были включены только для целей обнаружения артефактов и не имели отношения к клиническим применениям; поэтому мы сосредотачиваем наши последующие спектральные анализы на Delta2, Theta, Alpha и Beta. Затем для каждой полосы частот была определена медиана этих значений мощности по всем сегментам и всем каналам. Эпоха канала была помечена как артефактная и исключалась из последующего анализа, если мощность его полосы упала ниже медианы 0,1 * или превысила значение медианы 20 * соответствующей полосы частот.

Наконец, сегменты (rs EEG) или эпохи (EP) отклонялись как артефакты, если абсолютные амплитуды превышали пороговое значение, в 5,5 раз превышающее стандартное отклонение, вычисленное для всей записи в каждом канале соответствующей задачи.

Восприимчивость к линейному шуму 50 Гц

Чтобы сравнить восприимчивость двух записывающих систем к линейному шуму, мы усреднили спектр мощности рсЭЭГ в диапазоне частот 49–51 Гц.

Расчет абсолютных значений мощности спектральной полосы rsEEG

На втором этапе спектральный анализ rsEEG был повторен, применяя ту же процедуру, что описана выше, однако удаляя все сегменты, идентифицированные как артефакты по вышеупомянутым критериям, и пропуская верхний проход и режекторная фильтрация, упомянутая выше.Абсолютные значения мощности спектрального диапазона были вычислены для следующих частотных диапазонов, которые обычно указываются в клинических настройках ЭЭГ: Дельта (1,5–4 Гц), Тета (4–8 Гц), Альфа (8–13 Гц), Бета (13–13 Гц). 30 Гц).

Задача анализа визуального обнаружения цели (P3) и внимания (VEP)

Компонент P3 ERP был извлечен из всех эпох без артефактов только с правильными испытаниями, взяв разницу между усредненным ответом на целевой и стандартный раздражители. Длина эпохи составляла 1200 мс, включая интервал перед стимулом 500 мс.В результате использования эталона T3 / T4 (в отличие от стандартного эталона сосцевидного отростка) наибольшая амплитуда P3 наблюдалась в O1 и O2, а не в центральных участках средней линии. Пиковая задержка P3 была получена из формы волны, наблюдаемой путем усреднения по всем объектам, по положениям электродов O1 и O2 и по обеим системам регистрации (сухой / влажный электроды). Амплитуды P3 в O1 и O2 для каждой системы записи определялись путем взятия среднего значения амплитуды сигнала P3 в диапазоне задержки от 350 до 440 мс, представляя интервал, симметрично центрированный вокруг пиковой задержки в 395 мс.

P100 VEP был извлечен путем усреднения всех эпох без артефактов и вычитания базовой амплитуды перед стимулом. Длина эпохи составляла 700 мс, включая интервал перед стимулом 200 мс. Задержка P100 VEP была получена из формы волны, наблюдаемой путем усреднения по всем объектам, положениям электродов O1 и O2 и обоим сеансам записи (с сухими и влажными электродами). Амплитуды P100 в O1 и O2 для каждой записи определялись путем взятия среднего значения амплитуды сигнала P100 в диапазоне задержки от 100 до 130 мс, представляя интервал, симметрично центрированный вокруг пиковой задержки 115 мс.

Визуальная оценка клиническими неврологами

Все записи rsEEG (Inomed и F1) были визуально оценены двумя клиническими неврологами с большим опытом работы с EEG, которые не знали об используемой системе EEG. Их попросили сообщить как о типе спонтанной или фоновой активности ЭЭГ, так и о потенциальных патологических признаках ЭЭГ, руководствуясь рекомендацией Немецкого общества клинической нейрофизиологии (DGKN) ³⁸ .

Статистический анализ

Мы провели статистические сравнения вышеупомянутых показателей результатов между влажной и сухой системами ЭЭГ с помощью критерия ранжирования знаков Вилкоксона, поскольку этот непараметрический тест не предполагает нормальных распределений.В частности, значения мощности спектральной полосы не соответствуют этому предположению ³⁹ . Соответственно, в разделе результатов мы сообщаем z-значение аппроксимирующего нормального распределения, связанного с критерием знакового ранга, и соответствующее ему p-значение. Множественные сравнения были скорректированы с помощью процедуры ложного обнаружения (FDR), предложенной ⁴⁰ .

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Хранение и повторная сушка электрода

Электроды влагомера могут быть важным инструментом для получения максимальной отдачи от ваших влагомеров.Эти специализированные зонды можно невероятно разнообразить в зависимости от их конкретного применения, принимая различные формы и размеры, адаптированные к конкретным условиям использования.

Учитывая, насколько полезными могут быть электроды для проверки содержания влаги в различных ситуациях и материалах, важно правильно за ними ухаживать. Например, когда используются контактные штыри и датчики влагомера, как вы их храните? Вы чистите их после каждого использования, чтобы не допустить попадания влаги и остатков материала?

Правильный уход поможет продлить срок службы электродов влагомера, и вам не придется их часто менять.Имея это в виду, вот несколько советов по хранению, очистке и правильному использованию контактных штырей и электродов влагомера.

Совет по уходу за электродом №1: не прилагайте чрезмерных усилий для проникновения в материалы

Одна из наиболее частых причин поломки электрода влагомера заключается в том, что он слишком сильно вдавлен в прочный материал. Чем длиннее электрод, тем выше вероятность его поломки при прохождении через твердые материалы. Например, попытка протолкнуть длинный зонд серии 835 в бетон, как правило, не работает.

Если вам нужно проверить влажность более твердых материалов с помощью штифтового измерителя, может быть лучше забить набор пластичных гвоздей в материал и прикоснуться штифтами измерителя к гвоздям. Это позволяет вам проверять влажность более твердых материалов без чрезмерного износа электродов или контактов измерителя.

Совет по уходу за электродами № 2: Сушка измерителя влажности Зонд

Зонды влагомера, используемые для проверки влажности различных материалов, не следует оставлять на слишком долгое время для замачивания в воде.Когда вы закончите пользоваться электродом в течение некоторого времени, попробуйте удалить излишки воды и мусор чистой сухой тканью.

Салфетки из микрофибры особенно полезны для удаления воды и грязи, но достаточно даже простого полотенца для рук. Если на датчике имеется особенно стойкая грязь или мусор, для очистки поверхности можно использовать влажное бумажное полотенце или биоразлагаемый очиститель. Затем вытрите всю воду сухой тканью.

Совет по уходу за электродами № 3: Хранение измерителя влажности Электроды

Когда электроды влагомера не используются, их следует по возможности хранить в футляре влагомера.Это может помочь защитить электроды от чрезмерного количества воды, пыли и других загрязнений в перерывах между использованием. Это также помогает защитить электроды от ударов во время транспортировки.

Однако некоторые датчики влагомера слишком велики для стандартного футляра влагомера. Для этих электродов большого размера может потребоваться отвести место в ящике для инструментов большого размера или разместить их на специально изготовленной для этой цели стойке. Если вы не можете хранить электрод в футляре, обычно рекомендуется периодически проверять его и протирать сухой тканью.

Совет по уходу за электродами № 4: Не оставляйте электроды, погруженные в материалы, на слишком длинную длину

В некоторых ситуациях может оказаться удобным оставить электрод измерителя влажности на некоторое время погруженным в какой-либо материал. Некоторые электроды, такие как электрод из бумажной массы 12-E или датчик прессовальной камеры 1986 года, отличаются тем, что их оставляют на месте, чтобы с течением времени снимать несколько показаний влажности. Однако пользователям не следует просто оставлять эти электроды на месте на весь день, каждый день.

Время от времени важно снимать электрод с исследуемого материала и хорошо его очищать.Это помогает предотвратить преждевременное ржавление электрода, продлевая срок его службы и сохраняя точность измерителя.

Нужны дополнительные советы по уходу за электродами влагомера? Обратитесь к команде Delmhorst за дополнительной помощью и советом!

Границы | Арочный электрод: новая концепция сухого электрода для повышения комфорта при ношении

Введение

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – это метод мониторинга мозга, который измеряет распределение электрического потенциала на коже черепа в результате активности мозга.ЭЭГ широко используется для медицинской диагностики, например, при эпилепсии, нарушениях сна, коме, анестезии и инсульте (Niedermeyer, Lopes da Silva, 2005; Puce, Hämäläinen, 2017; Seeck et al., 2017). В последние два десятилетия его приложения распространились на постоянно растущее число областей, включая мониторинг двигательной реабилитации (Comani et al., 2015; Renton et al., 2017), нейроразвития у недоношенных детей (Hayashi-Kurahashi et al. , 2012; Berchicci and Comani, 2015; Khazaei et al., 2021), когнитивное снижение, включая болезнь Альцгеймера (Paulsen et al., 2012), профессиональная спортивная подготовка (Cheron et al., 2016; di Fronso et al., 2019), психические состояния (Al-Barrak et al., 2017; di Flumeri et al., 2019), микросостояния (Michel and Koenig , 2018), состояний сна (Khazaei et al., 2021), когнитивной нагрузки (Ortiz et al., 2020) и интерфейсов мозг-компьютер (BCI) (Miranda et al., 2015; Stegman et al., 2020). Для большинства новых приложений требуются определенные характеристики оборудования ЭЭГ, чтобы можно было полностью раскрыть их потенциал в реальных мобильных средах. Эти требования включают портативность, простую и быструю настройку, удобство ношения и ненавязчивость.На сегодняшний день эти спецификации не были полностью выполнены, особенно в отношении простой и надежной передачи сигнала на интерфейсе скальп-электрод в мобильных условиях.

Электроды

из серебра / хлорида серебра (Ag / AgCl), используемые с проводящим электролитным гелем, долгое время были золотым стандартом для всех видов (неинвазивной) регистрации сигналов ЭЭГ благодаря их надежным электрохимическим характеристикам и низкому уровню собственный шум. Были устранены общие ограничения, такие как большие затраты на очистку и ограниченное время записи из-за высыхания геля, например.g., в недавних разработках новых гидрогелей (Pedrosa et al., 2017). Тем не менее, ЭЭГ на основе геля страдает важными ограничениями, связанными с использованием геля, например длительным временем подготовки, требующим специально обученного технического персонала, рисками аллергических реакций и короткого замыкания электродов из-за растекания геля (Niedermeyer and Lopes da Silva, 2005 ; Kleffner-Canucci et al., 2012). Наконец, электродные колпачки на гелевой основе нельзя накладывать самостоятельно, и пользователь должен тщательно мыть голову после исследования.

Новые электродные технологии – важнейшие направления исследований для улучшения качества сигнала, быстрых и длительных измерений биопотенциала.Сухие композитные электроды с трафаретной или гибкой печатью были предложены и успешно апробированы для применений с низкой плотностью волос, включая электрокардиографию (Chlaihawi et al., 2018), электромиографию (Pani et al., 2019) и ЭЭГ ниже линии роста волос (Bleichner and Debener, 2017; Blum et al., 2020). Кроме того, были предложены альтернативные конструкции для преодоления проблем, связанных с гелями электролита на волосатых участках головы. Были предложены электроды с микрошипами (Griss et al., 2002; Fu et al., 2020), в которых набор микроигл перфорирует изолирующий слой кожи рогового слоя для достижения надежного контакта и пути с низким сопротивлением без геля.Заявленные характеристики очень близки к характеристикам промышленных гелевых электродов Ag / AgCl. Однако 5% шипов ломаются во время обследования и в конечном итоге остаются в эпидермисе. Следовательно, это следует рассматривать как инвазивный метод, связанный с риском инфекции и воспалительного процесса. В концепции квазисухого (или полусухого) электрода контакт с низким импедансом на основе электролита достигается без загрязнения кожи головы путем дозирования небольшого количества гидратирующей жидкости специально в точке контакта электрода с кожей головы контролируемым образом.Для изготовления электродов используются фитильные материалы, принцип работы которых близок к принципу действия фломастера (Li et al., 2016; Peng et al., 2016; Pedrosa et al., 2018). В качестве альтернативы кавернозная структура удерживает небольшое количество электролита, которое выделяется, например, за счет деформации под давлением во время нанесения (Mota et al., 2013). Для недавнего всестороннего обзора полусухих электродов, пожалуйста, обратитесь к Li et al. (2020). Качество сигнала этих электродов оказалось схожим с обычными электродами на основе геля Ag / AgCl, даже достигнув более высокой автономности записи, чем у этих электродов (6–8 ч), благодаря резервуару с жидкостью на задней стороне электрода.Тем не менее, комфорт по-прежнему остается серьезной проблемой из-за необходимого аддукции и жесткости материалов. Превращение этой технологии в функциональный многоэлектродный колпачок стоит дорого, и самостоятельное применение пользователем может быть подвержено ошибкам.

Сухие электроды представляют собой радикально иной подход, характеризующийся отсутствием жидкости электролита на границе раздела электрод-кожа головы (Grozea et al., 2011; Salvo et al., 2012; Fiedler et al., 2015; Mullen et al., 2015). ; ди Флумери и др., 2019).По этой причине соединение полагается исключительно на границу раздела кожа-электрод и действующее на нее механическое усилие. Было разработано несколько подходов к конструкции, позволяющих электроду проходить через слой волос и обеспечивать надежное прилегание к коже головы, что является основной проблемой, с которой сталкиваются сухие электроды. Salvo et al. (2012) и Fiedler et al. (2015) предложили булавочный подход. Mullen et al. (2015) представили датчик в форме паука, электрод с несколькими наконечниками, способный деформироваться при приложении давления аддукции.Grozea et al. (2011) разработали щеточный электрод. Некоторые из этих конструкций уже доступны в виде коммерческих продуктов в виде многоэлектродных колпачков и гарнитур (Fiedler et al., 2015; Mullen et al., 2015). Основными преимуществами систем на основе сухих электродов являются (i) значительное сокращение времени подготовки к экзамену (5–10 мин по сравнению с 30–40 мин), (ii) отсутствие необходимости в специалисте, что позволяет самостоятельно наносить пользователя, и (iii) исключение обширной подготовки волос / кожи головы или нанесения геля, таким образом, также (iv) минимизация требований к очистке после исследования.Таким образом, сухие электроды представляют собой важный шаг на пути к созданию портативной и ненавязчивой ЭЭГ-системы, работающей по принципу «включай и работай».

Тем не менее, сухие электроды имеют ограничения, а именно гораздо более высокий межфазный импеданс электрод-кожа (10–20 кОм против 200–1000 кОм) (Grozea et al., 2011; Salvo et al., 2012; Fiedler et al. ., 2015; Mullen et al., 2015), что означает, что прием сигнала более подвержен загрязнению из-за шума окружающей среды и более восприимчив к артефактам движения (Oliveira et al., 2016; ди Фронсо и др., 2019; Кам и др., 2019; Марини и др., 2019). Другим важным недостатком является ограниченный комфорт, который, как часто сообщается, ниже, чем у электродов на гелевой основе, что ограничивает общее время ношения. Дискомфорт усиливается при использовании твердых металлических игольчатых электродов (Xu et al., 2017), и его можно уменьшить, используя полимерные (полу) гибкие (Fiedler et al., 2015; Mullen et al., 2015) или пружинные. -загруженные булавки (Hinrichs et al., 2020; Kimura et al., 2020). Однако существующие конструкции штифтов требуют компромисса между (а) гибкостью (мягких) штифтов, чтобы избежать точек давления и повышения комфорта при ношении, и (б) жесткими штифтами, чтобы обеспечить надежное, легкое и быстрое механическое соединение, необходимое для оптимального сигнала ЭЭГ. качество (Fiedler et al., 2018).

Недавно была предложена альтернатива конструкции на основе стержней (Lee et al., 2015; Kim et al., 2019) с электродом Arch / Comb на основе серебра. В этом подходе контакт с кожей головы достигается за счет набора параллельных дуг, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, а не штифтов, с гипотезой, что дуги могут обеспечивать большую контактную поверхность, что, следовательно, ограничивает места локального давления и повышает комфорт при ношении. Авторы пришли к выводу, что этот электрод не только демонстрирует более низкие контактные импедансы, но и действительно обеспечивает больший комфорт, чем электроды со штырьками, и позволяет получать более точные сигналы ЭЭГ.Из недостатков – электрод был изготовлен из стерлингового серебра. Это, безусловно, дорогое, тяжелое и, скорее всего, нежизнеспособное коммерческое решение, несмотря на интересную концепцию. Более того, твердые металлы не могут адаптироваться к разным формам и размеру головы, что ограничивает комфорт при длительном ношении.

Мы представляем новый подход дугообразного электрода, изготовленного с использованием аддитивного производства подложки из термопластичного полиуретана (ТПУ), химически покрытой пленкой Ag / AgCl.Такой подход позволяет получить более легкий, дешевый и удобный электрод, учитывая, что дуги имеют способность адаптироваться к коже головы. Мы представляем полное электрохимическое, механическое и многоканальное исследование применимости нового сухого электрода Arch в сравнении как с обычными гелевыми электродами, так и с сухими электродами многопозиционной формы.

Материалы и методы

Электроды

Арочный электрод состоит из пяти дуг, расположенных на равном расстоянии друг от друга и одинакового размера, шириной 1 мм, внешним радиусом 6 мм, внутренним радиусом 4.5 мм и расстояние между ними 1 мм. Арки располагаются на одной общей опорной плите с попеременным смещением 1,2 мм и 2,4 мм. Сдвиг уменьшает наклон электродов на голове пользователя. Нижняя половина арки заполнена для повышения устойчивости каждой дуги от бокового изгиба. Напротив, верхние 40% арки полые, чтобы допускать радиальную деформацию под действием силы. Схема полной конструкции дугового электрода и его размеры представлены на рисунках 1A, B.На рисунке 1С показана установка для исследования деформации одиночной арки, деформированной приложением радиальной силы вверху. Моделирование аналогично условиям при подведении электрода к поверхности головы в колпачке ЭЭГ и иллюстрирует основной принцип дугового электрода. Деформация дуги под действием радиальных сил предназначена для увеличения контактной поверхности и, таким образом, снижения давления, что, в свою очередь, улучшает комфорт при ношении для пользователя за счет исключения мест чрезмерного местного давления.

Рисунок 1. 3D-модель конструкции дугового электрода: (A) Основные размеры на виде сверху, (B) вид сбоку и (C) Иллюстрация деформации под действием радиальной силы на кончик арки.

Подложка электрода была изготовлена ​​с использованием нити TPU с твердостью по Шору A 93 (TPU 93, German RepRap GmbH, Фельдкирхен, Германия) и коммерческого принтера для моделирования наплавленным наплавлением (FDM) (N2 Plus, Raise 3d, Ирвин, США). с поперечным разрешением 200 мкм и толщиной слоя 75 мкм.Затем на электрически непроводящую подложку наносили покрытие с использованием многофазного химического нанесения покрытия серебром / хлоридом серебра (Ag / AgCl) с помощью адаптированного процесса, основанного на Vasconcelos et al. (2018): (1) Очистка субстрата воздействием изопропанола, а затем дистиллированной воды в ультразвуковой ванне в течение 5 минут каждое. (2) Повышение поверхностного сродства полимера к Ag путем погружения в 15% раствор ПВП: ДМСО на 30 с. (3) Функционализация поверхности путем адсорбции Ag ⁺ с последующим восстановлением его до Ag ⁰ .(4) Серебряное покрытие с использованием адаптированного реактива Толленса. (5) Очистка, сушка и хлорирование.

В ходе исследования применения in vivo новые электроды Arch сравниваются с (а) коммерческими, спеченными кольцевыми электродами Ag / AgCl для нанесения на гелевую основу (B10-HS, Easycap GmbH, Herrsching, Германия) и (b) Покрытые AgCl сухие электроды Multipin с твердостью по Шору A98, согласно Fiedler et al. (2015). Краткое описание конструкции, состава материала и производственного процесса всех сравниваемых электродов представлено в таблице 1.

Таблица 1. Обзор трех сравниваемых типов электродов с указанием материалов и деталей производства.

Колпачки для электроэнцефалографии

На основе международной системы «десять-двадцать» для размещения электродов (Klem et al., 1999) 21 электрод каждого из трех типов электродов были интегрированы в отдельные колпачки ЭЭГ. Все электроды были оснащены специальными микрокоаксиальными кабелями и разъемами для подключения к усилителю ЭЭГ.

Кольцевые электроды на основе геля Ag / AgCl интегрированы в коммерческий полужесткий колпачок ЭЭГ (EC-40, Easycap GmbH, Herrsching, Германия).И новые сухие дуговые электроды, и сухие электроды Multipin интегрированы в гибкие тканевые колпачки, изготовленные на заказ. Однослойная ткань изготовленной на заказ кепки состоит из комбинации хлопка, эластана и полиамида и производится плоской вязкой (Wunder et al., 2018). Для каждой из крышек была собрана только выборка среднего размера для окружностей головы от прибл. 56–59 см. Для двух сравниваемых типов сухих электродов использовались идентичный материал колпачка и крой, чтобы избежать связанных различий в аддукции электродов в условиях измерения.

Схема электродной установки вместе с фотографиями собранных крышек и типов электродов представлена ​​на рисунке 2.

Рис. 2. Колпачки электродов в сборе: (A) Промышленный тканевый колпачок со спеченными кольцевыми электродами Ag / AgCl для нанесения на гелевую основу (колпачок показан снаружи), (B) Изготовленный на заказ гибкий тканевый колпачок для интеграция сухих электродов Arch (вставка слева) или Multipin (вставка справа) (колпачок показан вывернутым наизнанку) и (C) Схема 21-канальной клинической схемы в соответствии с международной системой десять-двадцать, используемой для in vivo записей ЭЭГ.

Электрохимическая характеристика

Потенциостат G300 (Gamry Instruments Inc., Варминстер, США) использовали для всех электрохимических характеристик электродов, включая измерение потенциала холостого хода (OCP), спектроскопию электрохимического импеданса (EIS) и электрохимический потенциальный шум (EPN). Аппаратное обеспечение контролировалось программным обеспечением Gamry framework (OCP и EIS) и электрохимическим анализатором сигналов Gamry ESA410 (EPN). Все электрохимические измерения проводились при погружении электродов в 0.9% раствор хлорида натрия (Ref. 31434, Sigma Aldrich, Сент-Луис, США). Четыре и пять образцов электродов дуги были протестированы на ОСР и межфазный импеданс, соответственно. Электрохимическая ячейка поддерживалась внутри клетки Фарадея во всех тестах, чтобы уменьшить внешний шум.

OCP регистрировали для каждого электрода в течение 3600 с при 0,5 образца / с относительно электрода сравнения Ag / AgCl (XR 300, Radiometer Analytical, Hach, США). Данные EIS были получены в потенциостатическом режиме от 66 мГц до 66 кГц (1 точка на декаду) путем приложения синусоидального напряжения с амплитудой 5 мВ (среднеквадратичное значение).Электрод сравнения Ag / AgCl и платиновая проволока использовались в качестве электрода сравнения и противоэлектрода соответственно. Стандартная ошибка, связанная со значениями импеданса, была рассчитана с использованием стандартного отклонения и Т-распределения Стьюдента с уровнем достоверности 95%. EPN регистрировали между двумя отдельными парами образцов электродов Arch в течение 15 мин с частотой дискретизации 1 кГц. Расчет спектральной плотности мощности (PSD) был выполнен с использованием программного обеспечения ESA410 со сглаживающим окном Хэннинга.Среднеквадратичное значение шума было вычислено после устранения тренда данных с помощью полиномиальной функции 4-й степени.

Испытания на механический износ

Для проверки устойчивости покрытия ТПУ к деформации и изгибу были изготовлены специальные образцы, которые подверглись соответствующим испытаниям.

Посеребренный образец TPU (7 × 2,5 см) был деформирован со скоростью 10 мм / мин с использованием машины для испытаний на растяжение (EZ Test, Shimadzu Corp., Киото, Япония). Его электрическое сопротивление одновременно измерялось вольтметром (DVM890, Velleman NV, Gavere, Бельгия), подключенным к обоим концам образца.

Аналогичным образом влияние усталости материала, вызванного изгибом, оценивалось путем измерения электрического сопротивления с помощью вольтметра (DVM890) в точках противоположного диаметра образцов, соответствующих стальным цилиндрам радиусом 2,5, 5 и 7,5 мм до (R0) и после ( R) каждые 50 циклов гибки.

Адгезия серебряного покрытия к подложке из ТПУ была измерена на машине для испытаний на растяжение (EZ Test, Shimadzu Corp., Киото, Япония) при скорости ползуна 50 мм / мин при выполнении испытания на отслаивание адгезива T-Peel путем отслаивания. двусторонний клей (tesa POWERBOND ^® , ширина 19 мм, толщина 2 мм) в соответствии с ASTM D1876.

In vivo Измерения

Десять мужчин и пять здоровых добровольцев женского пола со средним возрастом 30 ± 4 года, средней окружностью головы 57 ± 1 см и длиной волос от 0,5 до 42 см приняли участие в исследовании in vivo . Все добровольцы сообщили о здоровом состоянии кожи и об отсутствии ранее зафиксированных случаев злоупотребления наркотиками, неврологических или психологических расстройств. Исследование соответствовало этическим стандартам, изложенным в Хельсинкской декларации, и было одобрено местным комитетом по этике.Все добровольцы предоставили письменное информированное согласие до участия в исследовании.

Электроэнцефалография и регистрация импеданса электрод-кожа выполнялись с помощью референтного усилителя биосигнала (усилитель EE-225 eego ^TM , ANT Neuro B.V., Хенгело, Нидерланды) с использованием активного экранирования, нанесенного на коаксиальные электродные кабели.

Три типа колпачков и электродов были испытаны последовательно в один и тот же день. Между испытаниями на электроды с колпачком был обеспечен перерыв в 1 час, чтобы позволить коже добровольца восстановиться и дополнительно минимизировать перекрестные влияния.Для каждого измерения опорный электрод и электрод заземления пациента помещали на правый и левый сосцевидные отростки соответственно. Перед наложением электродов сравнения и заземления пациента кожу в местах расположения электродов очищали с помощью салфеток с медицинским спиртом (B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Германия). Спеченные кольцевые электроды на основе геля из Ag / AgCl (B10-HS, Easycap GmbH, Herrsching, Германия) в сочетании с коммерческим электролитным гелем (Electro-Gel, Electro-Cap International Inc., Eaton, США) использовались в случае электродов сравнения и заземления. Кроме того, для фиксации этих электродов на сосцевидных отростках использовалась медицинская клейкая лента (Leukopor Ref. 0247100, BSN medical GmbH, Гамбург, Германия).

Всем добровольцам было предложено расчесать волосы и равномерно распределить их по голове перед каждым наложением шапочки. В 21 положении измерительного электрода не проводилось чистки или истирания кожи. Только для измерений с гелевыми электродами, электролитный гель (Electro-Gel, Electro-Cap International Inc., Eaton, США) наносили между электродами и кожей, обеспечивая уровень импеданса электрод-кожа 30 кОм или ниже. В соответствии с нашими предыдущими публикациями (Fiedler et al., 2015; di Fronso et al., 2019) не было определено пороговое значение импеданса для сухих электродов, но операторов попросили оптимизировать индивидуальный контакт электрода с кожей до тех пор, пока не будет замечено никаких дальнейших улучшений. возможный. В случае электродов дуги подготовка включала адаптацию ориентации дуги в соответствии с индивидуальной ориентацией волос добровольцев путем подъема и вращения электрода.

Наша ранее установленная парадигма проверки использовалась для оценки различий в характеристиках сигналов между типами электродов. Следовательно, для каждого добровольца и каждого типа электродов были зарегистрированы три теста ЭЭГ: ЭЭГ в состоянии покоя с открытыми глазами, ЭЭГ в состоянии покоя с закрытыми глазами (альфа-активность) и визуальный вызванный потенциал с изменением паттерна (ЗВП), включающий 150 испытаний. Об оценке воспринимаемого комфорта при ношении сообщалось с использованием шкалы боли Скотта и Хаскиссона в диапазоне от 1 до 10 (Скотт и Хаскиссон, 1976).Комфортность ношения оценивалась после первоначального надевания колпачка, а также после прибл. 30 мин и 60 мин ношения кепки.

Для обоих колпачков сухих электродов был проведен дополнительный тест повторного нанесения после последней записи ЭЭГ. Поэтому колпачки с сухих электродов были полностью сняты. После расчесывания волос и последующего перерыва в 10 минут колпачки были снова наложены, и соответствующее время повторного нанесения было определено в соответствии с первоначальной процедурой нанесения.

Обработка и анализ сигналов

Сбор данных in vivo выполнялся с использованием программного обеспечения eego ^TM (ANT Neuro BV, Энсхеде, Нидерланды) с частотой дискретизации 1024 образца / сек.Постобработка и анализ данных выполнялись с использованием пользовательских скриптов MATLAB (The Mathworks, Natick, США).

Исследуемая полоса частот была ограничена стандартной ЭЭГ между 1 Гц и 40 Гц с применением полосы пропускания Баттерворта с соответствующими частотами отсечки. Впоследствии данные были проверены вручную, выявлены плохие каналы и исключены их из дальнейшего анализа. После фильтрации и исключения плохих каналов оставшиеся каналы были повторно привязаны к общему среднему эталону.Выделены эпохи анализа длительностью 30 с. Оценка PSD по Уэлчу была рассчитана для ЭЭГ в состоянии покоя как с закрытыми, так и с открытыми глазами.

Для анализа результатов VEP было усреднено 150 попыток стимуляции на одного добровольца. Впоследствии была рассчитана глобальная мощность поля (GFP) (Fiedler et al., 2015). Задержки и мощность пиков N75 и P100 были определены в GFP и рассчитано отношение сигнал / шум для каждого пика. Сигнал был определен как пиковое значение мощности в GFP, в то время как шум был определен как мощность во время начала стимула.

Статистическая значимость различий между типами электродов с точки зрения импеданса электрода и кожи и комфорта была протестирована с использованием тестов Wilcoxon-Mann-Whitney U при альфа-уровне 0,017 с поправкой на Бонферрони.

Результаты

Электрохимическая характеристика

OCP на границе между электродом и электролитом оказывает важное влияние на качество записываемого сигнала. Высокий дрейф и смещение OCP может затруднить регистрацию медленных потенциальных волн и, в худшем случае, привести к насыщению входа усилителя.График на Фигуре 3A представляет кривые OCP для трех примерных электродов дуги. Очевидно, что электроды дуги демонстрируют низкий дрейф потенциала и хорошую воспроизводимость потенциала. Это связано с электрохимической реакцией согласно ур. 1 (Huigen et al., 2002):

.

Рисунок 3. Электрохимические характеристики образцов арочных электродов, покрытых AgCl, погруженных в 0,9% раствор хлорида натрия: (A) кривые ОСР для трех примерных электродов; (B) График среднего Боде и стандартная ошибка.Усы указывают на доверительный интервал 95%.

A⁢g + C⁢l-⁢⇄A⁢g⁢C⁢l + e⁢l⁢e⁢c⁢t⁢r⁢o⁢n (1)

Реакция происходит на границе раздела электрод / электролит, которая быстро достигает состояния равновесия, таким образом блокируя межфазный потенциал.

Электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS) – мощный метод исследования электрохимических свойств границы раздела металл-раствор (Orazem and Tribollet, 2008), поскольку она позволяет определять импеданс границы раздела в широком диапазоне частот.Стабильный и низкий межфазный импеданс в интересующем диапазоне частот важен для точного мониторинга биосигналов (Searle and Kirkup, 2000). График Боде границы раздела между электродом Арки и раствором хлорида натрия представлен на рисунке 3B. В области высоких частот (66 Гц – 66 кГц) импеданс остается практически постоянным (≈ 45 Ом), а фаза сигнала составляет около –2 °. Следовательно, интерфейс преимущественно характеризуется резистивными характеристиками. Этот вклад связан с сопротивлением переносу заряда через границу раздела, связанным с равновесием (ср.Уравнение 1). Для частот ниже 66 Гц наблюдается фазовый сдвиг, и импеданс начинает увеличиваться, что указывает на то, что измеренный импеданс получает емкостный вклад, исходящий от накопления межфазного заряда на границе раздела (Pedrosa et al., 2015). Однако импеданс остается ниже 100 Ом во всей исследуемой полосе частот, даже для самой низкой исследованной частоты 66 мГц, благодаря очень большой межфазной площади, отображаемой слоем AgCl.

Анализ EPN между двумя независимыми парами образцов электродов был проведен для того, чтобы измерить вклад шума границы раздела между Ag / AgCl и раствором хлорида натрия в общий измеренный шум.СПМ шума, измеренная для двух пар образцов электродов дуги, представлена ​​на рисунке 4 вместе с электрическими шумами, измеренными при короткозамкнутых входах потенциостата. Можно сделать вывод, что среднеквадратичное значение электрохимического шума ниже 0,01 мкВ ² / Гц, и оно отличается от аппаратного шума только для частот ниже 20 мГц.

Рис. 4. PSD зарегистрированного шума для двух наборов образцов электродов Arch, погруженных в 0,9% раствор хлорида натрия.Шум потенциостата также отображается для сравнения. Среднеквадратичные значения шума представлены на графике.

Механический износ

Подложка из ТПУ была выбрана для изготовления электродов Arch из-за ее эластомерной природы и присущей гибкости, чтобы уменьшить дискомфорт пациента при ношении колпачка и увеличить площадь контакта электрода с кожей. Однако серебряные покрытия не обладают такой же гибкостью, как полимерная подложка, что может привести к неоднородности пленок и, как следствие, к снижению или разрушению электропроводности.Тем не менее, металлическое серебряное покрытие на электродах Arch может выдержать максимум 400% деформации до электрического сбоя, как показано на Рисунке 5A. На рис. 6 показаны микрофотографии, полученные с помощью СЭМ, образцов ТПУ с серебряным покрытием до и после испытания на 400% деформацию. Очевидно, что из-за более низкой растяжимости серебряной пленки по сравнению с TPU на пленке образуется сеть трещин, перпендикулярных направлению приложенного напряжения. Кроме того, размер зерна серебра уменьшается после испытания на деформацию (см. Вставки для обоих условий).Это может указывать на то, что зерна тоже были сломаны. Однако даже при таких высоких значениях деформации образец остается проводящим, что можно приписать серебру, которое оседает на несколько микрон под пленкой в ​​полимер, прочно прикрепляя пленку к подложке (Vasconcelos et al., 2018).

Рис. 5. Изменения электрического сопротивления покрытия Ag на образцах TPU в результате испытаний на деформацию (A), и циклов на изгиб (B); d _c – диаметр цилиндра, используемый для сжатия, а d _s – диаметр цилиндра, используемый для растяжения.

Рис. 6. Микрофотографии SEM образцов ТПУ с серебряным покрытием (A), до и (B), после испытаний на 400% деформацию со вставками при увеличенном увеличении.

Кроме того, испытания на усталость показали, что серебряное покрытие более чувствительно к сжимающим силам, см. Рис. 5В, поскольку нормированное сопротивление имеет большую тенденцию к увеличению при уменьшении диаметра изгиба. В худшем случае, то есть 150 циклов изгиба для цилиндра диаметром 5 мм, сопротивление увеличивается с 0.От 9 до 3,2 Ом. Однако после испытаний на деформацию при 400% и усталостных испытаний образцы возвращаются к своей первоначальной форме и первоначальному сопротивлению R ₀ примерно через 5 мин. Это означает, что серебряное покрытие может адаптироваться к эластичности подложки TPU, поскольку его адгезия к подложке составляет> 8,5 Н / см.

Подготовка и комфорт

Время подготовки каждого электродного колпачка, измеренное с момента первоначального наложения колпачка до начала первой записи ЭЭГ, составляло 22 ± 4 мин (на основе геля), 15 ± 3 мин (дуга) и 5 ​​± 1 мин. (Мультипин) во время первого приложения.Для второго применения колпачков электродов Arch время подготовки уменьшилось до 6 ± 2 мин, в то время как время подготовки колпачков электродов Multipin оставалось постоянным и составляло 5 ± 1 мин.

Эволюция оценок комфорта в течение всего времени измерения показана на рисунке 7. Наилучшая оценка комфорта была достигнута при использовании колпачка на гелевой основе со значениями оценки 2,6 ± 0,9 (0 мин), 2,5 ± 0,7 (30 мин), и 2,7 ± 0,8 (60 мин). Оценка комфорта дуговых электродов составила 2 балла.8 ± 0,8 после нанесения по сравнению с 3,1 ± 0,9 для колпачка Multipin. Наибольшее снижение комфорта было определено также для электродов Multipin с наименьшим комфортом 4,5 ± 1,1 через 60 мин. Несмотря на то, что существенной разницы в комфорте между типами электродов не было заметно сразу после нанесения, уже через 30 мин электроды на гелевой основе показали значительно лучший комфорт, чем электроды Multipin ( p = 0,0026), тогда как разница между гелевыми электродами основание и дуги электродов не было значимым ( р, = 0.1396). После 60 минут ношения удобство использования гелевой основы по сравнению с Multipin ( p, = 0,0002) и Arch vs. Multipin ( p, = 0,0114) значительно различается, тогда как разница между гелевой основой и Arch дает p. = 0,0498 и, следовательно, выше скорректированного по Бонферрони порога значимости p = 0,017. Средние оценки оставались ниже 5 для всех типов электродов и, следовательно, в пределах безболезненного диапазона шкалы от 1 до 10.

Рисунок 7. Средняя оценка комфорта трех типов электродов после наложения (0 мин.), 30 мин. И 60 мин. По шкале от 1 (максимальный комфорт) до 10 (боль, необходимость снять колпачок). Усы указывают на стандартное отклонение. Звездочки указывают на статистически значимые различия.

Импеданс электрод-кожа и надежность канала

Общие средние импедансы электрод-кожа трех сравниваемых типов электродов показаны на Рисунке 8A (среднее значение) и Рисунке 8B (стандартное отклонение).Средние значения для всех положений электродов составляют 22 ± 18 кОм (гелевый), 257 ± 118 кОм (дуговый электрод) и 264 ± 125 кОм (многополюсный). Не удалось определить статистически значимой разницы между импедансами электродов Arch и Multipin ( p ≥ 0,0225), в то время как гелевый электрод против Arch ( p ≤ 0,0161) и гелевый электрод против Multipin ( p ≤ 0,0039). ) существенно различались. Для обоих типов сухих электродов более низкие импедансы видны во фронтальной и височной областях, в то время как импедансы в центральной и теменной областях головки увеличиваются.Повышенное стандартное отклонение и, следовательно, вариабельность уровня импеданса очевидна для положений сосцевидных электродов во время измерений на геле.

Рис. 8. Средние значения (A), импедансов электрод-кожа для всех трех сравниваемых типов электродов, (B) стандартного отклонения измерений импеданса и (C) надежности канала в 45 записях ЭЭГ. . Результаты для гелевых (слева), дуговых (в центре) и многополюсных (справа) электродов.

Относительная надежность канала указывает соотношение между записями, в которых данный канал не был отмечен как плохой, и общим количеством записей (15 добровольцев × 3 теста = 45 записей). Результаты для трех типов электродов показаны на рисунке 8C. Для гелевых записей надежность канала ниже 100% в результате для каналов F3, M1 и Pz. Для сухих электродов Arch надежность канала ниже 100% очевидна в положениях Fp2, F3, F4, C3, Cz, Pz, P4, P6, M2 и O2.При использовании сухих электродов Multipin каналы F3, F4, T3, C3, C4 и P3 показали значения надежности ниже 100%. Самые низкие и вторые по величине значения надежности канала также очевидны для сухих электродов Multipin в положениях F4 и C4 соответственно. Средние значения и стандартные отклонения общей надежности составили 97,9 ± 5,7% (на основе геля), 91,9 ± 9,5% (Arch) и 93,7 ± 12,5% (Multipin).

Характеристики сигнала электроэнцефалографии

PSD последовательных записей ЭЭГ, выполненных в аналогичных условиях, можно использовать для сравнения характеристик сигналов в частотной области.Оценка Уэлча PSD для записей ЭЭГ в состоянии покоя с открытыми и закрытыми глазами показаны на рисунках 9A, B, соответственно. Сравнивая два условия записи (открытые и закрытые глаза), альфа-подавление четко видно по уменьшенной мощности в альфа-диапазоне (8–13 Гц). Пиковая мощность и пиковые частоты в альфа-диапазоне составляют 9,0 мкВ при 10,4 Гц (на основе геля), 9,4 мкВ при 10,1 Гц (Arch) и 10,9 мкВ при 10,1 Гц (Multipin).

Рис. 9. Общие средние значения PSD (оценка Велча) для 30 секунд ЭЭГ, записанных со всеми тремя типами электродов во время (A), состояния покоя с открытыми глазами и (B) состояния покоя с закрытыми глазами.Сплошные линии обозначают средние значения, а пунктирные линии обозначают стандартное отклонение.

В целом кривые PSD для разных типов электродов похожи. Как общие средние значения, так и стандартные отклонения сильно перекрываются для трех типов электродов. Однако немного сниженная мощность записей на гелевой основе может наблюдаться для частот ниже 3 Гц. Точно так же повышенная мощность ниже 3 Гц видна для всех типов электродов в состоянии покоя с открытыми глазами.

Помимо PSD, мы определили смещение между измерительными каналами и опорным электродом в начале каждой записи ЭЭГ.Эти значения смещения могут быть получены непосредственно из записей ЭЭГ используемого усилителя ЭЭГ постоянного тока. Среднее значение и стандартное отклонение для типов электродов составили -0,4 ± 21,8 мВ (на основе геля), 5,6 ± 39,3 мВ (Arch) и 6,3 ± 29,4 мВ (Multipin).

В соответствии с результатами оценки PSD, оценка VEP во временной области не показывает значительных различий между тремя типами электродов. Результаты с точки зрения пиковых задержек, амплитуд и SNR перечислены в таблице 2 и показаны на рисунке 10.N75 и P100 VEP разворота паттерна четко выражены как на отдельных графиках «бабочка», так и на наложенном графике GFP, показанном на рисунках 10A, B, соответственно.

Таблица 2. Количественное сравнение задержек, амплитуд и SNR пиков N75 и P100 при использовании гелевых кольцевых электродов, сухих электродов Arch и сухих многополюсных электродов.

Рис. 10. Общие средние значения VEP, записанные со всеми тремя типами электродов: (A) Индивидуальные графики «бабочка» для всех 21 канала ЭЭГ, (B) Накладываемый график GFP для всех электродов и (C ) Примерные топографические графики для пика P100 (определенные в соответствующих GFP).

Различия между амплитудами и латентностями N75 и P100 между типами электродов находятся в пределах индивидуальной изменчивости (Fiedler et al., 2014). SNR одинаково для трех типов электродов. Как видно на Рисунке 10C, основные характеристики топографии компонента P100 всех трех крышек схожи и показывают ожидаемое распределение потенциала.

Обсуждение

Мы успешно разработали конструкцию и технологию изготовления дуговых электродов на полимерной основе, сочетающую в себе специально оптимизированную форму дуговых электродов, аддитивное производство и новую технику химического нанесения покрытия на электроды с покрытием Ag / AgCl.Мы оценили применимость электрода для регистрации ЭЭГ с точки зрения электрохимических характеристик, механической стабильности покрытия, времени нанесения и комфорта, а также характеристик многоканального сигнала ЭЭГ в частотной, временной и пространственной областях.

Электрохимические характеристики подчеркивают стабильность химически изготовленного покрытия AgCl при погружении в раствор NaCl. Значения OCP хорошо воспроизводимы и показывают низкий дрейф, как и другие электроды на основе AgCl (Fiedler et al., 2014). Смещения между отдельными образцами, а также между образцами и электродом сравнения AgCl находятся в пределах диапазона, который позволяет производить запись с помощью современных усилителей биосигнала. Аналогично, межфазный импеданс электрод-электролит ниже 100 кОм в исследованном диапазоне частот. Электрохимический шум на границе электрод-электролит незначителен по сравнению со спектрами шума используемого оборудования. Таким образом, все результаты нового химического нанесения покрытия на термопластичный полиуретан сопоставимы с нашими выводами по предыдущей технике нанесения покрытия на термореактивный полиуретан (Fiedler et al., 2015). Таким образом, результаты электрохимической характеристики соответствуют требованиям для сбора биосигналов и обеспечивают совместимость новых электродов Arch с современными усилителями.

Испытания электродов на механическую стабильность показывают, что серебряное покрытие хорошо прилегает к подложке из ТПУ и может выдерживать деформацию до 400% при скорости деформации 10 мм / мин до электрического разрушения. Испытания на усталость показывают увеличение сопротивления с 0,9 до 3.2 Ом, что незначительно по сравнению с межфазным импедансом между сухими электродами и кожей, обычно порядка нескольких сотен кОм. Когда механическое напряжение снимается, образцы восстанавливают свою первоначальную проводимость через несколько минут. Таким образом, можно предположить, что электроды Arch останутся надежными после многократного использования. В случае экстремальных механических нагрузок необходимо соблюдать осторожность при проведении измерений ЭЭГ с интервалом в несколько минут, чтобы серебряное покрытие на электродах успело прилегать к эластичной подложке TPU и вернуться в его перколяционную сеть.

Результаты регистрации in vivo ЭЭГ доказывают, что качество сигнала сухих электродов арочной формы сопоставимо как с нашими сухими электродами Multipin, так и с гелевыми электродами сравнения с точки зрения амплитуды сигнала, спектральной плотности мощности и пространственного измерения. потенциальное распределение. Средняя надежность канала сухой установки составила 91,9 ± 9,5%, что немного ниже, чем у гелевых электродов, но на тот же порядок величины, что и у испытанных сухих электродов Multipin.Выход из строя электродов обычно происходит в областях с низкой аддукцией электродов. По сравнению с нашими предыдущими исследованиями многоканальной ЭЭГ (Fiedler et al., 2015; di Fronso et al., 2019) заявленная надежность каналов выше из-за меньшего количества электродов в настоящей установке, а также из-за наличия каждого электрода. адаптация во время процедуры нанесения и подготовки. Низкая надежность электродов сосцевидного отростка во всех записях, вероятно, является результатом очень низкой аддукции электродов и стабильности позиционирования из-за разреза ткани.Адаптированный разрез необходимо использовать для подобных исследований в будущем, чтобы улучшить аддукцию и стабильность электродов, размещенных вокруг уха, особенно при расширении схемы расположения электродов до новой 25-канальной схемы для клинической ЭЭГ (Seeck et al., 2017) или вне.

Подобно результатам электрохимической характеризации, импедансы электрод-кожа и потенциалы смещения каналов ЭЭГ электродов показывают совместимость с современными усилителями биосигналов.

Качество сигнала в частотной области (PSD), временной и пространственной области (VEP) не показало значительных различий между сухими и гелевыми электродами, в соответствии с предыдущими исследованиями сухих электродов из AgCl.Повышенная спектральная мощность сухих электродов ниже 3 Гц наблюдалась аналогичным образом в предыдущих исследованиях (Fiedler et al., 2015) и может быть связана с нестабильностью на границе раздела электрод-кожа на низких частотах. В сочетании с электрохимической характеристикой эти результаты подтверждают вывод о разработанной технологии нанесения покрытия, обеспечивающей адгезионное и электрохимически стабильное покрытие из AgCl, удовлетворяющее требованиям к качеству сигнала для приложений биоэлектрического зондирования. В отличие от ранее использованного нами покрытия из термореактивного полиуретана, новая технология нанесения покрытия специально разработана для термопластичного полиуретана и, следовательно, особенно подходит для подложек электродов, полученных с помощью аддитивного производства.

Электроды Arch оказались более удобными, чем электроды Multipin, особенно при использовании для приложений продолжительностью более 60 минут. С другой стороны, новые дуговые электроды требуют индивидуальной адаптации к каждому электроду с точки зрения выравнивания вращения электродов и прически добровольцев. Это увеличило время первоначальной подготовки колпачка многоканального электрода дуги до 15 минут по сравнению с 5 минутами для сухих электродов Multipin. Однако это время приготовления все же меньше, чем у электродных колпачков на гелевой основе, в среднем – 22 минуты.Кроме того, при повторном наложении колпачков электродов дуги на одного и того же добровольца время подготовки электродов в форме множественных штырей и электродов в форме дуги было сопоставимым. Первоначальное время подготовки можно сократить, обеспечив первоначальную ориентацию электродов в каждой области головы в соответствии с наиболее распространенной ориентацией волос (Kawana et al., 2020). Следовательно, электроды Arch специально подходят для гарнитур и головных уборов, предназначенных для многократного применения одним и тем же пользователем, например, для BCI и нейробиоуправления.

Дальнейшая оптимизация технологии нанесения покрытия может быть направлена ​​на снижение затрат, а также на исследование и улучшение однородности и воспроизводимости толщины покрытия для серийного производства. Могут быть разработаны варианты дугообразных электродов с дизайном (наиболее важная высота) и гибкостью, адаптированными для различных областей головы, аналогично ранее предложенным волнообразным электродам для лба и областей головы без волос (di Fronso et al., 2019). Конструкции электродов для конкретных регионов могут еще больше повысить удобство и простоту применения.Разработка гарнитур и головных уборов, специально разработанных для таких приложений, как BCI и нейробиоуправление, может способствовать сокращению времени подготовки и улучшению приведения электродов в центральной и теменной областях головы для повышения надежности соответствующего канала. Специальные конструкции электродов могут использоваться для дальнейших электрофизиологических сигналов, таких как ЭКГ и ЭМГ (Zhang et al., 2020).

Заключение

Наши результаты подтверждают применимость нового арочного электрода из полиуретана с серебряным покрытием для регистрации ЭЭГ.Новый дуговый электрод обеспечивает повышенный комфорт, особенно для повторяющихся измерений биопотенциала с сухим контактом и продолжительностью более 60 минут. Кроме того, помимо рассматриваемого применения, новый метод химического нанесения покрытия на термопластический полиуретан позволяет легко адаптировать форму электрода к различным требованиям, включая полностью индивидуализированные формы электродов для сетевых приложений тела датчиков, включая многоканальную ЭЭГ, матричную электромиографию и электрокардиографию.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены этическим комитетом Йенской университетской больницы, Германия. Участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

Компания

BV разработала технику нанесения покрытия и выполнила нанесение покрытий, а также определение механических характеристик образцов.BV и PF подготовили, контролировали и частично выполнили сбор данных in vivo . PF выполнила обработку и анализ данных in vivo . Фирма RM изготовила подложки электродов. BV, PF и CF написали первый черновик рукописи. Все авторы внесли свой вклад в концепцию и дизайн исследования, отредактировали рукопись, прочитали и одобрили представленную версию.

Финансирование

Это исследование было частично поддержано Германской службой академических обменов (номер гранта 57452734), Европейским союзом в рамках Horizon 2020, Marie Sklodowska-Curie Actions h3020-MSCA-ITN-2018 (номер гранта 813483) и Федеральным министерством экономики Германии. и Энергия (ID гранта ZF4112007TS9).BV выражает признательность Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) за докторскую степень. грант (идентификатор гранта PT / BD / 128477/2017). CF признает FCT за грант на мобильность в рамках программы двустороннего соглашения о сотрудничестве между Германией и Португалией (2019–2021). Мы признательны Фонду публикаций открытого доступа Технического университета Ильменау за оплату затрат на публикацию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все утверждения, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно отражают претензии их дочерних организаций или издателей, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или заявление, которое может быть сделано его производителем, не подлежат гарантии или одобрению со стороны издателя.

Список литературы

Берчиччи М., Комани С. (2015). От редакции: Преодоление разрыва до и после рождения: методы и технологии для изучения функционального развития нервной системы у людей. Фронт. Гм. Neurosci. 9: 571. DOI: 10.3389 / fnhum.2015.00571

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Блейхнер, М. Г., и Дебенер, С. (2017). Скрытое, ненавязчивое получение ЭЭГ в центре уха: cEEGrids для прозрачной ЭЭГ. Фронт. Гм. Neurosci. 11: 163. DOI: 10.3389 / fnhum.2017.00163

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Блюм, С., Эмкес, Р., Миноу, Ф., Анлауфф, Дж., Финке, А., и Дебенер, С.(2020). Датчики ЭЭГ на лбу с гибкой печатью (fEEGrid) для долговременной регистрации ЭЭГ. J. Neural. Англ. 17: 034003. DOI: 10.1088 / 1741-2552 / ab914c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Черон, Г., Пети, Г., Черон, Дж., Лерой, А., Себолла, А., Севаллос, К. и др. (2016). Колебания мозга в спорте: к биомаркерам производительности ЭЭГ. Фронт. Psychol. 7: 246. DOI: 10.3389 / fpsyg.2016.00246

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Члайхави, А.А., Наракату, Б. Б., Эмамян, С., Базуин, Б. Дж., И Аташбар, М. З. (2018). Разработка печатных и гибких сухих электродов ЭКГ. Sens. Bio-Sens. Res. 20, 9–15. DOI: 10.1016 / j.sbsr.2018.05.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Комани, С., Веллуто, Л., Скиная, Л., Черрони, Г., Серио, А., Буззелли, С., и др. (2015). Мониторинг нейромоторного восстановления после инсульта с помощью ЭЭГ высокого разрешения, робототехники и виртуальной реальности: подтверждение концепции. IEEE Trans.Neural Syst. Rehabil. Англ. 23, 1106–1116. DOI: 10.1109 / TNSRE.2015.2425474

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ди Флумери, Г., Арико, П., Боргини, Г., Шараффа, Н., ди Флорио, А., и Бабилони, Ф. (2019). Сухая революция: оценка трех различных типов сухих электродов ЭЭГ с точки зрения спектральных характеристик сигналов, классификации психических состояний и удобства использования. Датчики 19: 1365. DOI: 10.3390 / s1

65

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ди Фронсо, С., Фидлер, П., Тамбурро, Г., Хауэйзен, Дж., Бертолло, М., и Комани, С. (2019). Сухая ЭЭГ в спортивных науках: быстрый и надежный инструмент для оценки индивидуальных изменений частоты альфа-пиков, вызванных физическими усилиями. Фронт. Neurosci. 13: 982. DOI: 10.3389 / fnins.2019.00982

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fiedler, P., Haueisen, J., Jannek, D., Griebel, S., Zentner, L., Vaz, F., et al. (2014). Сравнение трех типов сухих электродов для электроэнцефалографии. Acta IMEKO. 3, 33–37. DOI: 10.21014 / acta_imeko.v3i3.94

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фидлер П., Мюле Р., Грибель С., Педроса П., Фонсека К., Ваз Ф. и др. (2018). Контактное давление и гибкость многополюсных сухих электродов ЭЭГ. IEEE Trans. Neural. Syst. Rehabil. Англ. 26, 750–757. DOI: 10.1109 / TNSRE.2018.2811752

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фидлер П., Педроса П., Грибель С., Fonseca, C., Vaz, F., Supriyanto, E., et al. (2015). Новая система многополюсных электродов для сухой электроэнцефалографии. Brain Topo 28, 647–656. DOI: 10.1007 / s10548-015-0435-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грисс П., Толванен-Лааксо Х. К., Мериляйнен П. и Стемме Г. (2002). Характеристика микромашинных биопотенциальных электродов с шипами. IEEE Trans. Биом. Англ. 49, 597–604. DOI: 10.1109 / TBME.2002.1001974

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грозя, С., Войнеску, К., Фазли, Д. (2011). Щетинчатые датчики – недорогие гибкие пассивные сухие электроды ЭЭГ для нейробиоуправления и BCI. J. Neural. Англ. 8: 025008. DOI: 10.1088 / 1741-2560 / 8/2/025008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаяси-Курахаси, Н., Кидокоро, Х., Кубота, Т., Маруяма, К., Като, Ю., Като, Т. и др. (2012). ЭЭГ для прогнозирования раннего нейроразвития у недоношенных детей: обсервационное когортное исследование. Педиатрия 130, E891 – E897.DOI: 10.1542 / peds.2012-1115

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hinrichs, H., Scholz, M., Baum, A. K., Kam, J. W. Y., Knight, R. T., and Heinze, H.-J. (2020). Сравнение беспроводной ЭЭГ-системы с сухим электродом и обычной проводной ЭЭГ-системы с мокрым электродом для клинических применений. Sci. Отчет 10: 5218. DOI: 10.1038 / s41598-020-62154-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кам, Дж. У.Y., Griffin, S., Shen, A., Patel, S., Hinrichs, H., Heinze, H.-J., et al. (2019). Систематическое сравнение беспроводной системы ЭЭГ с сухими электродами и проводной системы ЭЭГ с мокрыми электродами. NeuroImage 184, 119–129. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2018.09.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кавана, Т., Ёсида, Ю., Кудо, Ю., Иватани, К., и Мики, Н. (2020). Дизайн и характеристики ЭЭГ-шляпы для надежных измерений ЭЭГ. Микромашины 11: 635. DOI: 10.3390 / mi11070635

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Khazaei, M., Raeisi, K., Croce, P., Tamburro, G., Tokariev, A., Vanhatalo, S., et al. (2021 г.). Характеристика функциональной динамики в головном мозге новорожденного во время быстрого и медленного сна с помощью анализа микросостояний. Brain Topo [Препринт]. DOI: 10.1007 / s10548-021-00861-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж., Ли, Дж., Хан, К., и Парк, К. (2019). Мгновенное надевание многоканальной ЭЭГ-гарнитуры (с сухими электродами в форме гребешка) и приложениями BCI. Датчики 19: 1537. DOI: 10.3390 / s1

37

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клеффнер-Кануччи, К., Лу, П., Навуэй, Дж. Д., и Такер, Дж. Д. (2012). Новый гидрогелевый наполнитель электролита для быстрого применения датчиков ЭЭГ и расширенных записей. J. Neurosci. Методы 206, 83–87. DOI: 10.1016 / j.jneumeth.2011.11.021

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клем, Г. Х., Людерс, Х. О., Джаспер, Х. Х. и Элгер, К. (1999). Система электродов десять-двадцать Международной федерации. Международная федерация клинической нейрофизиологии. Электроэнцефалогр. Clin. Neurophysiol. Дополнение 52, 3–6.

Google Scholar

Ли, Дж., Хан, К., Ким, Дж. И Парк, К. (2015). Сухой ЭЭГ-электрод в форме обратной дуги для увеличения площади контакта кожи с электродом на волосистой части головы. Electronic Lett. 51, 1643–1645. DOI: 10.1049 / el.2015.1873

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Г., Чжан, Д., Ван, С., и Дуань, Ю. (2016). Новые полусухие электроды на основе пассивной керамики для регистрации сигналов электроэнцефалографии волосистой части головы. Sens. Actuat. B-Chem. 237, 167–178. DOI: 10.1016 / J.SNB.2016.06.045

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Марини, Ф., Ли, К., Вагнер, Дж., Макейг, С., и Гола, М.(2019). Сравнительная оценка качества сигнала между исследовательской и беспроводной мобильной ЭЭГ-системой с сухим электродом. J. Neural Eng. 16: 054001. DOI: 10.1088 / 1741-2552 / ab21f2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мишель К. М. и Кениг Т. (2018). Микросостояния ЭЭГ как инструмент для изучения временной динамики нейронных сетей всего мозга: обзор. NeuroImage 180, 577–593. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2017.11.062

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миранда, Р.A., Casebeer, W. D., Hein, A. M., Judy, J. W., Krotkov, E. P., Laabs, T. L., et al. (2015). Финансируемые DARPA усилия по разработке новых технологий интерфейса мозг-компьютер. J. Neurosci. Методы 244: 52-67. DOI: 10.1016 / j.jneumeth.2014.07.019

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мота А. Р., Дуарте Л., Родригес Д., Мартинс А. К., Мачадо А. В., Ваз Ф. и др. (2013). Разработка квазисухого электрода для регистрации ЭЭГ. Sens.Actuat. A-Phys. 199, 310–317. DOI: 10.1016 / j.sna.2013.06.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mullen, T. R., Kothe, C. A. E., Chi, M., Ojeda, A., Kerth, T., Makeig, T., et al. (2015). Нейровизуализация и когнитивный мониторинг в реальном времени с использованием носимой сухой ЭЭГ. IEEE T. Biomed. Англ. 62, 2553–2567. DOI: 10.1109 / TBME.2015.2481482

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нидермейер Э. и Лопеш да Силва Ф.(2005). Электроэнцефалография: основные принципы, клиническое применение и смежные области. Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.

Google Scholar

Оливейра А. С., Шлинк Б. Р., Хейрстон В. Д., Кениг П. и Феррис Д. П. (2016). Индукция и разделение артефактов движения в данных ЭЭГ с помощью мобильного устройства с фантомной головой. J. Neural Eng. 13: 036014. DOI: 10.1088 / 1741-2560 / 13/3/036014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оразем, М.Э. и Триболле Б. (2008). Спектроскопия электрохимического импеданса. Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья, 2008.

Google Scholar

Ортис, О., Блуштейн, Д., Куруганти, У. (2020). «Тестирование-повторное тестирование надежности функций ЭЭГ во временной области для оценки когнитивной нагрузки с использованием беспроводной системы с сухими электродами». Annu. Int. Конф. IEEE Eng. Med. Биол. Soc. 2020: 9175762. DOI: 10.1109 / EMBC44109.2020.9175762

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пани, Д., Ахилли, А., Спану, А., Бонфиглио, А., Газзони, М., и Боттер, А. (2019). Валидация текстильных электродов на основе полимеров с трафаретной печатью для обнаружения поверхностной ЭМГ. IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Англ. 27, 1370–1377. DOI: 10.1109 / TNSRE.2019.2916397

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паулсен, Дж. С., Нэнс, М., Ким, Дж. -И., Карлоцци, Н. Э., Панегирес, П. К., Эрвин, К. и др. (2012). Обзор качества жизни после прогностического тестирования и более раннего выявления нейродегенеративных заболеваний. Prog. Neurobiol. 110, 2–28. DOI: 10.1016 / j.pneurobio.2013.08.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Педроса П., Фидлер Ф., Пестана В., Васконселос Б., Гаспар Х., Амарал М. Х. и др. (2018). Эксплуатационная характеристика квазисухого электрода на основе полимерного фитиля для быстрой бескапельной электроэнцефалографии. Biomed. Англ. 63, 349–359. DOI: 10.1515 / bmt-2016-0193

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Педроса, П., Fiedler, P., Schinaia, L., Vasconcelos, B., Martins, A.C., Amaral, M.H., et al. (2017). Гидрогели на основе альгината в качестве альтернативы электролитическим гелям для быстрого мониторинга ЭЭГ и простых процедур очистки. Sens. Actuat. B-Chem. 247, 273–283. DOI: 10.1016 / j.snb.2017.02.164

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Педроса П., Мачадо Д., Алвес Э., Баррадас Н. П., Ваз Ф. и Фонсека К. (2015). Электрохимические и структурные характеристики тонких пленок нанокомпозита Agy: TiNx для сухих биоэлектродов: влияние соотношения N / Ti и содержания Ag. Электрохим. Acta 153, 602–611. DOI: 10.1016 / j.electacta.2014.12.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Peng, H., Liu, J.-Q., Tian, ​​H., Dong, Y.-Z., Yang, B., Chen, X., et al. (2016). Новый пассивный электрод на основе пористого титана для записи ЭЭГ. Sens. Actuat. B-Chem. 226, 349–356. DOI: 10.1016 / j.snb.2015.11.14

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рентон Т., Тиблес А. и Тополовец-Вранич Дж. (2017).Нейробиоуправление как форма когнитивной реабилитационной терапии после инсульта: систематический обзор. PLoS One 12: e0177290. DOI: 10.1371 / journal.pone.0177290

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сальво П., Рэдт Р., Карретт Э., Шауброк Д., Ванфлетерен Дж. И Кардон Л. (2012). Сухой электрод, напечатанный на 3D-принтере, для записи ЭКГ / ЭЭГ. Sens. Actuat. A-Phys 174, 96–102. DOI: 10.1016 / j.sna.2011.12.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Скотт, Дж., и Хаскиссон, Э. С. (1976). Графическое изображение боли. Боль 2, 175–184. DOI: 10.1016 / 0304-3959 (76) -5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Серл А. и Киркуп Л. (2000). Прямое сравнение влажных, сухих и изолирующих биоэлектрических записывающих электродов. Physiol. Измер. 21, 271–283. DOI: 10.1088 / 0967-3334 / 21/2/307

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зеек, М., Кесслер, Л., Баст, Т., Лейтен, Ф., Мишель, К., Баумгартнер С. и др. (2017). Стандартизированная электродная матрица для ЭЭГ IFCN. Clin. Neurophys. 128, 2070–2077. DOI: 10.1016 / j.clinph.2017.06.254

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стегман П., Кроуфорд К. С., Андухар М., Нейхольт А. и Гилберт Дж. Э. (2020). Программное обеспечение интерфейса мозг-компьютер: обзор и обсуждение. IEEE T. Hum. Мах. Syst. 50, 101–115. DOI: 10.1109 / THMS.2020.2968411

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Васконселос, Б., Ведиаппан, К., Оливейра, Дж. К., и Фонсека, К. (2018). Механически прочные серебряные покрытия, полученные методом химического нанесения на термопластичный полиуретан. Прил. Серфинг. Sci. 443, 39–47. DOI: 10.1016 / j.apsusc.2018.02.229

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вундер, С., Хунольд, А., Фидлер, П., Шлегельмильх, Ф., Шеллхорн, К., и Хауэйзен, Дж. (2018). Новый бифункциональный колпачок для одновременной электроэнцефалографии и транскраниальной электростимуляции. Sci.Отчет 8: 7259. DOI: 10.1038 / s41598-018-25562-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xu, R., Allison, B.Z., Ortner, R., Irimia, D.C., Espinosa, A., Lechner, A., et al. (2017). «Сколько каналов ЭЭГ оптимально для ИМК на основе моторных изображений для реабилитации после инсульта». Конвергентная клин. Двигатель. Res. Нейрореабилитация. II 2017, 1109–1113.

Google Scholar

Чжан, Л., Кумар, К. С., Хэ, Х., Цай, К. Дж., Хэ, X., Гао, Х., и другие. (2020). Полностью органические сухие электроды, самоприклеивающиеся к коже, для длительного мониторинга эпидермального биопотенциала с устойчивостью к движению. Nat. Commun. 11: 4683. DOI: 10.1038 / s41467-020-18503-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оценка сухих текстильных электродов для длительного электрокардиографического мониторинга | Биомедицинская инженерия в сети

1.

Дрю Б.Дж., Калифф Р.М., Функ М., Кауфман Э.С., Крукофф М.В., Лакс М.М. и др. Практические стандарты электрокардиографического мониторинга в больницах: научное заявление Американской кардиологической ассоциации от Советов по сердечно-сосудистым заболеваниям, клинической кардиологии и сердечно-сосудистым заболеваниям у молодежи: одобрено Международным обществом компьютеризированной электрокардиологии и Американской ассоциацией медсестер интенсивной терапии.Тираж. 2004. 110 (17): 2721–46.

Артикул Google ученый

2.

NantesButton VLDS. Принципы измерения и преобразования биомедицинских переменных. Нью-Йорк: Academic Press; 2015.

Google ученый

3.

Chi YM, Jung T-P, Cauwenberghs G. Бесконтактные и бесконтактные биопотенциальные электроды: методологический обзор. IEEE Rev Biomed Eng. 2010; 3: 106–19.

Артикул Google ученый

4.

Ask P, ÖDerg P, Ödman S, Tenland T, Skogh M. Электроды для ЭКГ: исследование электрических и механических долговременных свойств. Acta Anaesthesiol Scand. 1979. 23 (2): 189–206.

Артикул Google ученый

5.

Tronstad C, Johnsen GK, Grimnes S, Martinsen ØG. Исследование электродных гелей для измерения проводимости кожи. Physiol Meas.2010; 31 (10): 1395.

Артикул Google ученый

6.

Ying B, Wu Q, Li J, Liu X. Устойчивая к окружающей среде и эластичная ионная кожа с мультимодальным ощущением. Mater Horiz. 2020; 7 (2): 477–88.

Артикул Google ученый

7.

Залар П., Саалминк М., Райтери Д., ван ден Бранд Дж., Смитс Э. Сухие электроды с трафаретной печатью: базовая характеристика и сравнительный анализ. Adv Eng Mater.2020; 22 (11): 2000714.

Артикул Google ученый

8.

Takamatsu S, Lonjaret T, Crisp D, Badier J-M, Malliaras GG, Ismailova E. Прямое нанесение рисунка органических проводников на трикотажные ткани для долговременной электрокардиографии. Научный доклад 2015; 5 (1): 1–7.

Артикул Google ученый

9.

Эскандарян Л., Лам Э., Рупнов К., Мегрази Массачусетс, Нагиб HE. Прочная и многофункциональная проводящая пряжа для биомедицинской обработки текстиля.ACS Appl Electron Mater. 2020; 2 (6): 1554–66.

Артикул Google ученый

10.

Acar G, Ozturk O, Golparvar AJ, Elboshra TA, Böhringer K, Yapici MK. Носимые и гибкие текстильные электроды для мониторинга биопотенциального сигнала: обзор. Электроника. 2019; 8 (5): 479.

Артикул Google ученый

11.

Соруди А., Эрнандес Н., Випенмир Дж., Нирстраз В. Модификация поверхности текстильных электродов для улучшения сигналов электрокардиографии в носимой интеллектуальной одежде.J Mater Sci Mater Electron. 2019; 30 (17): 16666–75.

Артикул Google ученый

12.

Кастрильон Р., Перес Дж. Дж., Андраде-Кайседо Х. Электрические характеристики PEDOT: текстильные электроды на основе PSS для носимого мониторинга ЭКГ: сравнительное исследование. Биомед Рус Онлайн. 2018; 17 (1): 1–23.

Артикул Google ученый

13.

Catrysse M, Puers R, Hertleer C, Van Langenhove L, Van Egmond H, Matthys D.На пути к интеграции текстильных датчиков в костюм для беспроводного мониторинга. Sens Actuators A. 2004; 114 (2–3): 302–11.

Артикул Google ученый

14.

Исидзима М. Сердечно-легочный мониторинг с помощью текстильных электродов без ведома субъекта о том, что за ним наблюдают. Med Biol Eng Comput. 1997. 35 (6): 685–90.

Артикул Google ученый

15.

Marquez JC, Seoane F, Välimäki E, Lindecrantz K.Сравнение электродов из сухой ткани для измерений электрической биоимпедансной спектроскопии. J Phys Conf Ser. 2010; 224 (1): 012140.

Артикул Google ученый

16.

Ю Дж, Ян Л., Ли С., Ким Х, Ю Х Дж. Носимая система регистрации ЭКГ с компактной плоской модной рубашкой на основе печатной платы. IEEE Trans Inf Technol Biomed. 2009. 13 (6): 897–902.

Артикул Google ученый

17.

Sinha SK, Noh Y, Reljin N, Treich GM, Hajeb-Mohammadalipour S, Guo Y, et al. Трафаретная печать PEDOT: электроды PSS на готовом текстиле для электрокардиографии. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2017; 9 (43): 37524–8.

Артикул Google ученый

18.

Негру Д., Буда С.-Т, Аврам Д. Электропроводность тканых материалов, покрытых частицами сажи. Волокна Текст East Eur. 2012; 1 (90): 53–6.

Google ученый

19.

Рейес Б.А., Посада-Квинтеро Х.Ф., Бейлз Дж. Р., Клемент А.Л., Пинс Г.Д., Свистон А. и др. Новые электроды для подводного мониторинга ЭКГ. IEEE Trans Biomed Eng. 2014. 61 (6): 1863–76.

Артикул Google ученый

20.

Ян К., Фриман С., Тора Р., Биби С., Тюдор Дж. Матрица тканевых электродов с трафаретной печатью для носимой функциональной электрической стимуляции. Sens Actuators A. 2014; 213: 108–15.

Артикул Google ученый

21.

Чу М., Нагиб HE. Мягкие гибкие проводящие нанокомпозиты УНТ для мониторинга ЭКГ. Smart Mater Struct. 2021; 30 (6): 065003.

Артикул Google ученый

22.

Zhang Y, Liang B, Jiang Q, Li Y, Feng Y, Zhang L, et al. Гибкий носимый сенсор на основе графеновых нанокомпозитных гидрогелей. Smart Mater Struct. 2020; 29 (7): 075027.

Артикул Google ученый

23.

Хан С., Лоренцелли Л. Последние достижения проводящих нанокомпозитов в печатной и гибкой электронике. Smart Mater Struct. 2017; 26 (8): 083001.

Артикул Google ученый

24.

Qin H, Li J, He B, Sun J, Li L, Qian L. Новые носимые электроды на основе токопроводящих тканей из хитозана и их применение в умной одежде. Материалы. 2018; 11 (3): 370.

Артикул Google ученый

25.

Чжан Х, Ли В, Тао Х, Сюй П, Лю Х, редакторы. Электрод для сбора биопотенциального сигнала на поверхности человеческого тела с текстильной структурой. В: 2011 4-й международный конгресс по обработке изображений и сигналов. IEEE; 2011.

26.

Пола Т., Ванхала Дж., Редакторы. Текстильные электроды при измерении ЭКГ. В: 2007 3-я международная конференция по интеллектуальным датчикам, сенсорным сетям и информации. IEEE; 2007.

27.

Лю С., Ма К., Ян Б., Ли Х, Тао Х. Текстильная электроника для приложений VR / AR.Adv Funct Mater. 2020. https://doi.org/10.1002/adfm.202007254.

Артикул Google ученый

28.

Maji S, Burke MJ. Установление требований к входному сопротивлению усилителей записи ЭКГ. IEEE Trans Instrum Meas. 2019; 69 (3): 825–35.

Артикул Google ученый

29.

Zhang L, Kumar KS, He H, Cai CJ, He X, Gao H, et al. Полностью органические сухие электроды, самоклеящиеся на коже, для длительного мониторинга эпидермального биопотенциала с устойчивостью к движению.Nat Commun. 2020; 11 (1): 1–13.

Артикул Google ученый

30.

Марозас В., Петренас А., Даукантас С., Лукошевичюс А. Сравнение проводящих электродов на текстильной основе и гелевых электродов из серебра / хлорида серебра при записи электрокардиограммы при физической нагрузке. J Electrocardiol. 2011; 44 (2): 189–94.

Артикул Google ученый

31.

Яо С., Чжу Ю. Сухие электроды на основе наноматериалов для электрофизиологического зондирования: обзор.JOM. 2016; 68 (4): 1145–55.

Артикул Google ученый

32.

Цегай Г.Б., Менгисти Д.А., Маленжье Б., Фанте К.А., Ван Лангенхове Л. ПЕДОТ: Проводящие ткани на основе PSS и их применение. Датчики. 2020; 20 (7): 1881.

Артикул Google ученый

33.

Idrissi A, Kaiser M, Albrecht S, Richert S, Gries T, Blaeser A. Разработка испытательного стенда для определения характеристик артефактов движения в интеллектуальных текстильных системах.Int J Bioelectromagn. 2018; 20 (1): 80–3.

Google ученый

34.

MacRae BA, Cotter JD, Laing RM. Компрессионная одежда и упражнения. Sports Med. 2011. 41 (10): 815–43.

Артикул Google ученый

35.

Лоуренс Д., Каккар В. Градуированная статическая внешняя компрессия нижней конечности: физиологическая оценка. Br J Surg. 1980. 67 (2): 119–21.

Артикул Google ученый

36.

Leleux P, Johnson C, Strakosas X, Rivnay J, Hervé T., Owens RM и др. Ионно-жидкие гелевые электроды для длительной записи на коже. Adv Healthc Mater. 2014; 3 (9): 1377–80.

Артикул Google ученый

37.

Мустонен Т., Кордас К., Саукко С., Тот Г., Пенттила Дж. С., Хелисто П. и др. Струйная печать прозрачных и проводящих рисунков однослойных углеродных нанотрубок и композитов PEDOT-PSS. Физический статус Solidi (b).2007. 244 (11): 4336–40.

Артикул Google ученый

38.

Парк Дж., Ли А., Йим Й, Хан Э. Электрические и термические свойства пленок PEDOT: PSS, легированных углеродными нанотрубками. Synth Met. 2011. 161 (5–6): 523–7.

Артикул Google ученый

39.

Ки С., Ким Н., Ким Б.С., Пак С., Чан Й.Х., Ли С.Х. и др. Управление молекулярным упорядочением в водных проводящих полимерах с помощью ионных жидкостей.Adv Mater. 2016; 28 (39): 8625–31.

Артикул Google ученый

40.

Тео М.Ю., Ким Н., Ки С., Ким Б.С., Ким Дж., Хонг С. и др. PEDOT: композитные прозрачные электроды из PSS / ионной жидкости с высокой степенью растяжимости и высокой проводимости для растягиваемой электроники, обрабатываемой в растворе. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2017; 9 (1): 819–26.

Артикул Google ученый

41.

Раззак Н., Батт М., Салман М., Али Р., Садик И., Мунавар К. и др., редакторы. Самонастраивающийся фильтр SSRLS для онлайн-отслеживания и удаления помех от линии электропередачи с электрокардиограммы. В: 2013 5-я международная конференция по моделированию, идентификации и контролю (ICMIC). IEEE; 2013.

42.

Кёмерт А., Хонкала М., Хиттинен Дж. Влияние давления и набивки на артефакт движения текстильных электродов. Биомед Рус Онлайн. 2013; 12 (1): 1–18.

Артикул Google ученый

43.

Смит, округ Колумбия.Влияние кожного кровотока и температуры на импеданс кожных электродов и потенциал смещения: измерения при низкой плотности переменного тока. J Med Eng Technol. 1992. 16 (3): 112–6.

Артикул Google ученый

44.

Барекет Л., Инзельберг Л., Рэнд Д., Давид-Пур М., Рабинович Д., Брандес Б. и др. Временная татуировка для долговременной высокоточной записи биопотенциала. Научный доклад 2016; 6 (1): 25727.

Артикул Google ученый

45.

Pan J, Tompkins WJ. Алгоритм обнаружения QRS в реальном времени. IEEE Trans Biomed Eng. 1985; 3: 230–6.

Артикул Google ученый

46.

Norland K, Sveinbjornsson G, Thorolfsdottir RB, Davidsson OB, Tragante V, Rajamani S, et al. Варианты последовательностей с большим влиянием на электрофизиологию сердца и заболевания. Nat Commun. 2019; 10 (1): 1–10.

Артикул Google ученый

47.

Клиффорд Дж., Бехар Дж., Ли К., Резек И. Индексы качества сигнала и объединение данных для определения клинической приемлемости электрокардиограмм. Physiol Meas. 2012; 33 (9): 1419.

Артикул Google ученый

48.

Beckmann L, Neuhaus C, Medrano G, Jungbecker N, Walter M, Gries T. и др. Определение характеристик текстильных электродов и проводников с использованием стандартных измерительных установок. Physiol Meas. 2010; 31 (2): 233.

Артикул Google ученый

49.

Бесио В., Прасад А., редакторы. Анализ импеданса кожного электрода с помощью концентрического кольцевого электрода. В: 2006 Международная конференция общества инженеров IEEE в медицине и биологии. IEEE; 2006.

50.

Медрано Г., Убл А., Циммерманн Н., Грис Т., Леонхардт С., редакторы. Сопротивление кожного электрода текстильных электродов для биоимпедансной спектроскопии. В: 13-я международная конференция по электрическому биоимпедансу и 8-я конференция по электроимпедансной томографии. Springer; 2007 г.

51.

Li G, Wang S, Duan YY. На пути к безгелевым электродам: систематическое исследование импеданса электрод-кожа. Приводы Sens B Chem. 2017; 241: 1244–55.

Артикул Google ученый

52.

Sunaga T, Ikehira H, Furukawa S, Shinkai H, Kobayashi H, Matsumoto Y, et al. Измерение электрических свойств кожи человека и различий среди субъектов с определенными кожными заболеваниями. Phys Med Biol. 2001; 47 (1): N11.

Артикул Google ученый

53.

Пол Г., Тора Р., Биби С., Тюдор Дж. Разработка проводящих сетей с трафаретной печатью на текстиле для приложений мониторинга биопотенциала. Sens Actuators A. 2014; 206: 35–41.

Артикул Google ученый

54.

Myers AC, Huang H, Zhu Y. Носимые сухие электроды из серебряной нанопроволоки для электрофизиологического зондирования. RSC Adv.2015; 5 (15): 11627–32.

Артикул Google ученый

55.

Xu F, Zhu Y. Проводники из серебряных нанопроволок с высокой проводимостью и растяжимостью. Adv Mater. 2012. 24 (37): 5117–22.

Артикул Google ученый

56.

Лам К.Л., Салех С.М., Юдин МБМ, Харун Ф.К., Шрипрахуабвонг С., Туантранонт А. и др., Редакторы. Гибкий электрод на основе хлопчатобумажной ткани, покрытый графеновыми чернилами, для электрокардиографии.В: 2017 5-я международная конференция по приборостроению, связи, информационным технологиям и биомедицинской инженерии (ICICI-BME). IEEE; 2017.

57.

Celik N, Manivannan N, Strudwick A, Balachandran W. Электроды с графеновым покрытием для мониторинга электрокардиограммы. Наноматериалы. 2016; 6 (9): 156.

Артикул Google ученый

58.

Япичи М.К., Алхидир Т., Самад Ю.А., Ляо К. Текстильные электроды с графеновым покрытием для мониторинга электрокардиограммы.Приводы Sens B Chem. 2015; 221: 1469–74.

Артикул Google ученый

59.

Hallfors N, Alhawari M, Abi Jaoude M, Kifle Y, Saleh H, Liao K, et al. Оксид графена: нейлоновые датчики ЭКГ для носимых IoT-систем здравоохранения – наноматериал и интерфейс SoC. Analog Integr Circ Sig Process. 2018; 96 (2): 253–60.

Артикул Google ученый

60.

Chen Y-H, De Beeck MO, Vanderheyden L, Carrette E, Mihajlović V, Vanstreels K, et al.Мягкие и удобные полимерные сухие электроды для высококачественной записи ЭКГ и ЭЭГ. Датчики. 2014. 14 (12): 23758–80.

Артикул Google ученый

61.

Peng H-L, Liu J-Q, Tian H-C, Xu B, Dong Y-Z, Yang B, et al. Гибкий сухой электрод на основе гибридных микростолбиков углеродных нанотрубок и полимера для регистрации биопотенциала. Sens Actuators A. 2015; 235: 48–56.

Артикул Google ученый

62.

Лю Б., Чен Й, Луо З, Чжан В., Ту Q, Джин Х. Новый метод изготовления композитных электродов из углеродных нанотрубок и полидиметилсилоксана для электрокардиографии. J Biomater Sci Polym Ed. 2015; 26 (16): 1229–35.

Артикул Google ученый

63.

Lam CL, Rajdi NNZM, Wicaksono DH, редакторы. Гибкий электрод на основе MWCNT / хлопка для электрокардиографии. В: Датчики, 2013 IEEE. IEEE; 2013.

64.

Lidón-Roger JV, Prats-Boluda G, Ye-Lin Y, Garcia-Casado J, Garcia-Breijo E.Текстильные концентрические кольцевые электроды для записи ЭКГ на основе технологии трафаретной печати. Датчики. 2018; 18 (1): 300.

Артикул Google ученый

65.

Pani D, Dessì A, Saenz-Cogollo JF, Barabino G, Fraboni B, Bonfiglio A. Полностью текстильный, PEDOT: электроды на основе PSS для носимых систем мониторинга ЭКГ. IEEE Trans Biomed Eng. 2015; 63 (3): 540–9.

Артикул Google ученый

66.

Бихар Э., Робертс Т., Саадауи М., Эрве Т., Де Грааф Дж.Б., Мальярас Г.Г. Струйная печать PEDOT: электроды PSS на бумаге для электрокардиографии. Adv Healthc Mater. 2017; 6 (6): 1601167.

Артикул Google ученый

Влажные, сухие, активные и пассивные электроды. Какие они есть и что выбрать?

Язык: Español | Английский

---

В некоторых случаях количество решений, которые необходимо принять, может быть огромным, когда начинается новый эксперимент с электроэнцефалографией (ЭЭГ) .Особенно, когда мы должны определить и обосновать оборудование, которое будет использоваться. Хотя мы говорим о физических различиях между мокрым , сухим , активными или пассивными электродами ; Не так много информации о том, как на данные влияют при использовании того или другого в исследовательском эксперименте, о практическом удобстве и других преимуществах или недостатках использования различных типов электродов.

Прежде всего, мы определим, из чего состоит каждый из этих электродов типа :

• Влажные электроды – это электроды, обычно изготовленные из материала серебро / хлорид серебра (Ag / AgCl) .В качестве проводника между кожей и электродом они используют электролитический гель .

• Сухие электроды состоят из цельного металла , который действует как проводник между кожей и электродом. Этим материалом обычно является нержавеющая сталь .

• Активные электроды имеют модуль предварительного усиления сразу после проводящего материала между кожей и электродом. Это позволяет усилить сигнал до того, как между электродом и системой будет добавлен дополнительный шум, который захватит , процесс или усилит сигнал.

• Пассивные электроды НЕ имеют модуля предварительного усиления, как в случае с активными электродами. Вместо этого он просто расширяет соединение от проводящего материала до оборудования для захвата, обработки или усиления сигнала.

Подробнее: Краткое введение в ЭЭГ и типы электродов

ICA e ICA Ocular Correction

---

Влажные электроды

Согласно исследованиям [2,3,4,5,6], Сопротивление между электродом и кожей напрямую связано с характеристиками электрода.В этом случае очень полезно использовать активные электроды, так как это стабилизирует работу электрода, уменьшая зависимость от проводящего геля .

Исследователи из Института неврологии и психического здоровья в Канаде [1] провели исследование, в котором приняли участие 8 человек. Сигнал ЭЭГ был получен с помощью V-Amp от Brain Products каждого из участников, испускающих слуховые стимулы. Это позволило получить потенциалов, связанных с событием (ERP) .

Как видно на следующем изображении, активные электроды показали более немедленную реакцию в соответствии с потенциалами (ERP), обнаруженными после излучения слухового стимула. Кроме того, он также показал меньшую погрешность (разницу напряжений) между опорным сигналом и измерением, проведенным с помощью электродов.

Сигналы, полученные по показаниям ЭЭГ. A) Каждый из графиков показывает опорный сигнал и сигнал, измеренный с каждым из электродов (влажный пассивный, активный влажный и сухой пассивный соответственно).Б) Черепная топография разности напряжений между опорными сигналами и электродами. C) Графически показывает уровень погрешности, полученный для каждого типа электрода.

Достоинства, обнаруженные в мокрых электродах , имеют свою стоимость, в зависимости от потребностей эксперимента эта стоимость может быть очень высокой. Для нанесения сухих электродов необходимо выполнить дополнительный этап. Этот шаг представляет собой нанесение геля на каждый электрод.Если электрод находится в чувствительной области, это может быть не лучшим решением, поскольку гель может раздражать эту область (например, если вы принимаете сигналы возле глаз). Если мы, например, наденем LiveCap, это потребует нанесения геля на 64 электрода, по одному нанесению на каждый активный канал в колпачке.

Если он предназначен для использования в течение продолжительных периодов времени, следует также учитывать, что гель может быть обезвоженным [6,7,8], поэтому может потребоваться повторное нанесение и прерывание мониторинга сигнала.Кроме того, снятие электродов требует немного больше времени для очистки электродов, а также кожи, на которой они были размещены. Наконец, мы должны поговорить о последствиях, которые электроды могут оставить сухими после мониторинга. Хотя случаи редки, существуют опасения по поводу токсичности гелей, используемых в качестве проводников [9]; наиболее частые случаи – дерматиты [10, 11, 12].

---

Сухие электроды Эта альтернатива имеет преимуществ, и недостатков, антагонистичны тем, которые упомянуты в мокрых электродах.Например, при использовании сухих электродов уровень шума выше, чем при использовании влажных электродов. Исследование, проведенное авторами [1], показало большую разницу между значениями, измеренными с помощью этих электродов, и контрольными значениями. Возможно, что эти уровни погрешности связаны с отсутствием у электролитического слоя , то есть геля, который наносится между кожей и электродом на влажных электродах, но если электроды расположены правильно, с плотным контактом Между кожей и электродом можно измерить достоверные уровни спектральной ЭЭГ с предварительным усилением или без него.То есть тот факт, что это активный электрод или пассивный электрод, похоже, не добавляет дополнительных шумов в измерения ЭЭГ. Кроме того, с сухими электродами можно проводить эксперименты, которые ранее проводились внутри замкнутой среды снаружи. Другими словами, измерения ЭЭГ можно проводить в реальных условиях.

---

Активные электроды и пассивные электроды

Тип информации, которая предназначена для измерения, может существенно повлиять на выбор между использованием активных электродов или пассивных электродов .

Исследования показали, что скорость изменения напряжения во время измерения с пассивными электродами может значительно влиять на величину шума , вносимого в сигнал [13]. Также рекомендуется использовать активные электроды в случае, если рассматриваемый человек находится в движении, поскольку движения могут вызвать деформации сигнала. Это тот же случай при работе в зонах со значительными электромагнитными помехами в окружающей среде или при расстоянии между электродом и системой захвата, обработки или усиления сигнала.

С другой стороны, активные электроды обычно имеют более высокую цену, чем пассивные электроды. Кроме того, они тяжелее и требуют больше места, поэтому на меньше свободы движения с активными электродами , чем с пассивными.

---

Заключение

Как и все в жизни, не существует идеального выбора электродов на все случаи жизни. Вместо этого необходимо детально проанализировать потребности исследования и эксперимента, чтобы точно определить набор электродов, которые будут использоваться.

Сеть геодезических датчиков HydroCel: больше нет проблем

Ссылки

[1] Мэтьюсон, К. Э., Харрисон, Т. Дж. Л., и Кизук, С. А. Д. (2016). Высокий и сухой? Сравнение активных сухих электродов ЭЭГ с активными и пассивными влажными электродами. Психофизиология, 54 (1), 74–82. doi: 10.1111 / psyp.12536

[2] FernandezMand Pallas-Areny R 1996 Простой активный электрод для снижения помех в линиях электропередач с высоким разрешением

Измерения биопотенциала Ann.Int. Конф. IEEE Eng. Med. Биол. Soc. – Proc. vols 1–3, pp 97–8

[3] Taheri B A 1995 Активная микроизготовленная матрица скальп-электродов для записи ЭЭГ 8th Int. конф. on Solid-State

Датчики и приводы, а также Eurosensors IX vol 1, pp 67–70

[4] Nishimura S, Tomita Y and Horiuchi T 1992 Клиническое применение активного электрода с использованием операционного усилителя

IEEE Trans. Биомед. Англ. 39 1096–9

[5] Ko WH and Hynecek J 1974 Сухие электроды и электродные усилители Биомедицинская электродная технология: теория и

Практика ed HA Miller and DC Harrison (New York: Academic), стр. 169–81

[6] Padmadinata FZ, Veerhoek JJ, Van Dijk GJA и Huijsing JH 1990 Микроэлектронный кожный электрод Датчики

Приводы B 1 491–4

[7] Гриффит ME, Portnoy WM, Stotts LJ и Day 1979 Усовершенствованные емкостные электроды для электрокардиограммы для ожоговых

заявлений Med.Биол. Англ. Comput. 17 641–6

[8] Лагоу К. Х., Сладек К. Дж. И Ричардсон П. С. 1971 Электроды электрокардиографа из оксида тантала с анодной изоляцией

IEEE Trans. Биомед. Англ. 18 162–4

[9] Кокран Р. Дж. И Розен Т. 1980 Контактный дерматит, вызванный электродной пастой для ЭКГ. Southern Med. J. 73 1667–8

[10] Uter W и Schwanitz HJ 1996 Контактный дерматит из-за пропиленгликоля в геле электрода ЭКГ Контактный дерматит

34 230–1

[11] Dwyer CM, Chapman RS and Forsyth A 1994 Аллергический контактный дерматит из-за геля TENS Контактный дерматит 30 305

Эллиотт В.Р. и Джанетти Г. 1995 Электростатический разряд в клинической среде Biomed.Instrum.

Technol. 29 495–9

[12] Coskey R J 1977 Контактный дерматит, вызванный гелем электрода ЭКГ Arch. Дерматол. 113 839–40

[13] Ласло, С., Руис-Блондет, М., Халифиан, Н., Чу, Ф., и Джин, З. (2014).