Наноэлектроды на базе пористой керамики и аппаратура на их основе

Цена договорная Производитель: Национальный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ)

Подробное описание

  1. Впервые разработаны и экспериментально исследованы макеты медицинских наноэлектродов многократного применения, созданных на основе современных нанотехнологий и наноматериалов, параметры которых на порядок или в несколько раз превышают параметры существующих электрокардиографических электродов многократного применения – по стабильности электродного потенциала (на порядок), степени поляризации (ЭДС поляризации изменяется от 0,2 мВ до 0,3 мВ при длительном воздействии постоянным током 100 нА, дрейф электродного потенциала при токе 100 нА от 0,005 мкВ/с до 0,010 мкВ/с), по величине полного сопротивления (на порядок), по собственным шумам (в несколько раз - десятки нановольт). 
  2. Впервые разработаны на базе электрокардиографических наноэлектродов структуры электрокардиографов и созданы три модели электрокардиографов с повышенной разрешающей способностью без фильтрующих элементов в измерительной цепи, позволяющие регистрировать без искажений фильтрами истинную биоэлектрическую активность сердца на поверхности тела человека в области частот от 0 Гц и выше в диапазоне от -20 мВ до +20 мВ с уровнем шумов от -0,2 мкВ до +0,2 мкВ как при биполярном, так и при монополярном способах отведения сигналов. 
  3. Впервые разработаны информационно-измерительные технологии устранения влияния сосредоточенных помех и случайных шумов, основанные на сравнении энергий двух случайных реализаций в заданных частотных интервалах, не искажающих спектральную структуру ЭКГ-сигнала. 
  4. Разработаны программно-аппаратные средства, позволяющие оценить воздействие фильтров высокой частоты и низкой частоты на реальный неискаженный фильтрами электрокардиосигнал. 
  5. Показано, что наноэлектроды снижают практически на порядок уровень сосредоточенной помехи 50 Гц и ее гармоник при монополярном отведении ЭКГ-сигнала. 
Применение наноэлектродов открывает перспективы для создания нового поколения электрографической аппаратуры без применения фильтров во входных измерительных цепях (аналоговых и цифровых как при биполярном, так и при монополярном отведении биопотенциалов).

Особенности технологии производства

Создано новое поколение медицинской электронной диагностической аппаратуры на базе медицинских наноэлектродов для диагностики сердечно-сосудистой системы человека, мозга, мышц, глаза, уха, кожи и других органов и тканей человека.

Технические характеристики

Основные метрологические характеристики наноэлектродов многократного применения: 

  • Дрейф разности электродного потенциала на постоянном токе ≤ 1 нА, не более ….0,001 мкВ/с. 
  • Напряжение поляризации электродов при постоянном воздействии постоянным током 0,1 мкА не превышает (0,2÷0,3) мВ и практически не меняется при длительном воздействии током. 
  • Дрейф разности электродного потенциала на постоянном токе 0,1 мкА не превышает (0,005÷0,01) мкВ/с. 
  • Полное сопротивление наноэлектродов уменьшилось в (2-3) раза по сравнению с сопротивлением хлор-серебряных электродов на базе пористой керамики и составляет десятки Ом в полосе от 0,05 Гц до 10 000 Гц. 
  • При частотах ниже 1 Гц с уменьшением величины тока 10 мкА, 1 мкА, 0,1 мкА сопротивление наноэлектродов не увеличивается и равно сопротивлению при токе 10 мкА (у обычных хлор-серебряных электродов сопротивление значительно возрастает с уменьшением величины тока). 
  • Имеют низкие контактные потенциалы «электрод-электролит-тело человека», составляющие единицы мВ. 
  • Имеют низкое сопротивление перехода «электрод-электролит-тело человека», что позволило создать электрокардиографическую аппаратуру без фильтров во входной измерительной цепи, работающую от 0 Гц и выше. 

Аппаратура на наноэлектродах для оценки физического и психо-эмоционального состояния. В своем составе имеет 31 канал:
  • 12 электрокардиографических каналов; 
  • 21 электроэнцефалографический канал; 
  • 2 электроокулографических канала; 
  • 1 электромиографический канал; 
  • 1 для исследования КГР (кожно-гальванической реакции). 

Аппаратура работает в полосе от 0 Гц до 10000 Гц, по уровню работает в нановольтовом диапазоне. Предназначена для определения ранних признаков нарушений физического и психоэмоционального состояния.

Потребительские свойства

Наноэлектроды многократного применения для целей электрокардиографии, электроэнцефалографии, электромиографии, электрогастрографии, окуло-электрокохлеографии, исследования кожно-гальванической реакции. В отличие от хлор-серебряных одноразовых, приклеивающихся к телу человека с помощью клеющих колец, в одноразовых наноэлектродах чувствительный элемент выполнен из пористой керамики с контактом в виде сферы, который можно применять многократно после высокотемпературной утилизации с сохранением наноэлектродов. Аппаратура обеспечит возможность прямых (абсолютных) измерений поверхностных биопотенциалов, как постоянных, так и переменных. Аппаратура для оценки физического и психо-эмоционального состояния.

Конкурентные преимущества

Высокая разрешающая способность и простая измерительная схема. Аппаратура обеспечит возможность прямых (абсолютных) измерений поверхностных биопотенциалов, как постоянных, так и переменных. В настоящее время постоянные и инфранизкочастотные биопотенциалы современная аппаратура не измеряет, так как применяемые в медицине электроды для съема поверхностных биопотенциалов имеют высокие контактные потенциалы («кожа-электрод») и поляризационные потенциалы, которые искажают результаты измерений на постоянном токе и в области инфранизких частот.

Правовая защита технологических решений