پاورپوینت الکترودهای سيگنال‌حياتي

نوع فایل: پاورپوینت (قابل ویرایش)

 قسمتی از متن پاورپوینت :

تعداد اسلاید : 27 صفحه

الکترودهای سیگنال‌حیاتی
Biopotential Electrodes
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

پاییز 91
رئوس مطالب
1- ارتباط الکترود-الکترولیت
2- پلاریزاسیون
3- الکترودهای پلاریزه و غیرپلاریزه
4- رفتار الکترود و مدلهای مداری
5- ارتباط پوست الکترود و آرتیفکت حرکتی
6- الکترودهای سطحی
7- الکترودهای داخلی و آرایه‌های الکترود
8- میکرو الکترودها
9- الکترود برای تحریک الکتریکی بافت هدایت الکتریکی در بدن از نوع یونی، هدایت الکتریکی در مدار ابزاردقیق و سیم‌ها از نوع الکترونی
الکترود مبدل هدایت یونی به الکترونی
1- ارتباط الکترود-الکترولیت
الکترود اساسا یک رابط الکتروشیمیایی جهت انتقال بار بین الکترونها و یونها از طریق واکنش اکسیداسیون-احیاء
جریان خالص الکترود-الکترولیت مشتمل‌بر:
1- حرکت الکترونها در جهت عکس جریان الکترود
2- حرکت کاتیونها در جهت جریان الکترود
3- حرکت آنیونها در جهت عکس جریان الکترولیت
پتانسیل نیم سلول محصول برهم کنش الکترود(فلز) و محلول الکترولیت
پتانسیل نیم سلول متاثر از فلز، غلظت یونها در محلول الکترولیت، و حرارت
اکسیداسیون-احیاء لازمه تبدیل بار بین هادی الکتریکی و یونی

2- پلاریزاسیون
عبور جریان موجب تغییر در پتانسیل نیم سلول در اثر پلاریزه شدن الکترود
فوق پتانسیل ناشی از اختلاف پتانسیل نیم سلول پلاریزه با حالت جریان صفر متعادل
فوق پتانسیل دارای سه مولفه اهمی، غلظتی، و فعال
مقاومت‌اهمی ناشی‌از عبور جریان از الکترولیت، متناسب با جریان و مقاومت‌ویژه الکترولیت
مولفه‌غلظتی ناشی‌از تغییر توزیع یونها در الکترولیت در محل تماس الکترود-الکترولیت برهم خوردن تعادل یونی در الکترولیت ناشی از عبور جریان
مولفه فعال ناشی از فرایند انتقال بار اکسیداسیون-احیاء بدلیل معکوس‌پذیر نبودن کامل
پتانسیل خالص یک الکترود باتوجه به مولفه‌ها:

Vp پتانسیل پلاریزه الکترود؛ E0 پتانسیل نیم سلول تعادل؛ Vr فوق پتانسیل اهمی؛ Vc مولفه غلظتی و Va مولفه فعال
اختلاف پتانسیل براساس معادله نرنست برای یک غشاء نیمه نفوذپذیر جداکننده دو محلول با غلظت مختلف (غشاء انتخاب کننده یون)

a1 و a2 فعالیت‌های یونی در دو طرف غشاء
برابری فعالیت یونی با غلظت یونی در محلول‌های رقیق و تغییر پتانسیل نیم سلول
تغییر پتانسیل نیم سلول با فعالیت یونی

E پتانسیل نیم سلول، E0 پتانسیل نیم سلول استاندارد، n تعداد ظرفیت ماده الکترود، و acn+ فعالیت cn+
حالت کلی رابطه بالا باتوجه به معادله اکسیداسیون-احیاء

پتانسیل خالص یک الکترود باتوجه به مولفه‌ها:

n تعداد الکترونهای انتقالی، باتوجه به فعالیت یونهای معادله اکسیداسیون-احیاء (a)


عدم نیاز به اتصال فلز-الکترولیت برای ایجاد اختلاف پتانسیل، دو محلول مایع با غلظتهای یونی مختلف و تحریک‌پذیری و فعالیت متفاوت

3- الکترودهای پلاریزه و غیرپلاریزه
وجود دو الکترود پلاریزه و غیرپلاریزه از نظر تئوری
عدم جابجایی بار تحت جریان برای الکترودهای پلاریزه، معادل با یک خازن
جابجایی آسان بار توسط الکترودهای غیرپلاریزه بدون فوق پتانسیل
واکنش سخت الکترودهای پلاتینی نمونه‌ای از الکترود پلاریزه کامل، اختلاف پتانسیل در این الکترودها ناشی‌از تغییر غلظت
الکترود Ag/AgCl
نمونه‌ای از الکترود غیرپلاریزه شونده کامل، عضو کلاس الکترودهای فلز-یون محلول همان فلز با آنیون مناسب، فرو بردن کل ساختار در الکترولیت حاوی آنیون با غلظت بالا
پایداری این الکترود در کاربردهای بیولوژیک بدلیل خواص یونی، پایین بودن پتانسیل نیم سلول در قیاس با الکترودهای دیگر
پتانسیل نیم سلول، ولتاژ محل تماس الکترود-الکترولیت ناشی‌از غیریکنواختی توزیع کاتیونها و آنیونها در محل تماس اجازه عبور جریان از الکترولیت به الکترود در محل تماس توسط Ag/AgCl
حذف بهتر آرتیفکت‌های حرکتی با الکترودهای غیرپلاریزه
کم بودن امپدانس الکترود Ag/AgCl، حایز اهمیت در فرکانس‌های پایین و dc
ثابت‌بودن حاصلضرب تحرک‌پذیری Cl- و Ag+

پتانسیل در محل تماس بعداز اکسیداسیون-احیاء


وابستگی پتانسیل نیم سلول الکترود Ag/AgCl به یون کلر (بطور نسبی بزرگ)،