임상 수술, 입원 및 재택 진단

운동 능력 및 재활 평가

일상 심전도 감시: Holter monitor

기타 의용 생체 전극

• 가요성 (Flexible) 전극 – 인체 곡면의 접촉성을 높이기 위해 – 움직임의 영향을 줄이기 위해 – 유연한 전도성 고무 혹은 얇은 plastic film에 Ag/AgCl을 coating하여 제작 – 접촉 밴드 혹은 전도성 paste를 이용해 고정

• Dry 전극 – 전해질 gel을 필요로 하지 않는 전극 – 높은 동잡음과 신호왜곡 개선을 위해 고입력 임피던스의 초단 증폭기 내장

• 전기 자극용 (stimulating) 전극 – 전기 자극 시 수반되는 전극 표면의 전기화학적 반응을 고려, 귀금속과 같은 안정된 전극 사용

• 감홍 (Calomel) 전극 – Hg, Hg2Cl2 로 구성된 비분극 특성의 기준 전극 (SCE)

의용생체 전극 사용시 주의점

• 같은 종류의 전극을 사용할 것 • 전극면 이외에 다른 금속부분이 노출되지 않도록 할 것

• 전극선에 가해지는 장력 및 stress를 고려할 것

• 전극선 부위의 단선 또는 연결 불량에 주의 할 것

• 전극 system의 절연 상태를 점검할 것 • 장 시간 사용 시 전극 성능을 점검할 것 • Ag/AgCl 전극 사용 시 AgCl 층을 상시 점검할 것

pH 측정 • pH: 1909년 제이렌센 제안, p - power (곱), H – 수소이온농도

생체 분자나 착체, 콜로이드 취급 시 pH가 평형이나 반응을 좌우

전위차를 측정해 Nernst 식에 적용하여 pH 추출

• 수소전극 사용시: pH 값을 모르는 용액 안에 백금흑 (Platinum black) 전극과 적당한 기준전극을 넣고 두 전

극 사이의 전위차 측정 후 기준전극 전위를 보상

예) 백금흑의 전위 - 0.536 V vs. SCE -> - 0.295 vs. SHE = -0.059pH vs. SHE -> pH = 5

수소 봄베이가 필요하고 전위차가 안정화되는 시간 소요

• 유리전극 사용시: 알칼리 금속산화물을 혼합한 유리 표면에서 수소이온 H+ 의 흡착과 해리가 발생 (H+ 감응

성 유리), 산화물 MO에 H+이 결합 (흡착)한 상태를 MO-H+라고 하면 흡착-해리 반응은

MO-H+ ↔ MO + H+

평형 상태에서 μ (MO-H+) = μ

(MO) + μ

(H+)

유리 표면의 전위를 EG, 수용액의 전위를 ES로, μi = μi˚ + RT ln ai + ziFEi 를 적용하면

E (EG - ES) = C (상수) + (RT/F)ln[H+] = C – 0.0059 pH

그림 3.2: 유리전극과 Ag/AgCl 전극 사용시 pH에 따른 전위분포

그림 3.3: 유리전극과 Ag/AgCl 전극을 일체화한 pH 전극

v

Pt

유리전액

인산완충액 (pH7)

H+ 감응성 유리막

액체간 연결부 (다공성 세라믹등)

기준전극 Ag-AgCl

Cl−

의

기 전

회 로

용

액

내 측정용액

(pH=𝒙)

[그림3.3] 유리전극과 기준전극(Ag/AgCl)을 일체화한 pH전극의 끝 부분. 회로(용액 내는)에는 10−12A 이하의 전류가 흐르고 있다.

H+ 감응성 유리막의 두께는 0.1mm 내외에서, 전기 저항은 108 정도.

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Pt 전해액 (pH7)

H+감응성 유리막

MO

MO

−H+ 낮은 pH

H+ 높은 pH

측정용액

액체간 연결부

KCl 수용액

Ag− AgCl 전극

-

+

전

위

𝐄𝟐

𝐄𝟐

𝐄𝐑

𝐄𝐆𝟐

𝐄𝐆𝟏

𝐄𝐒

[그림3.2] 유리전극과 Ag/AgCl전극을 이용한 pH측정원리 (계면에 존재하는 전기이중층의 두께는 확대 됨

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