Summary
When monitoring bioelectric signals the surface electrodes can cause a retroaction on the subject thereby introducing an error of measurement. There are two types of retroaction: physical and psycho-physiological.
A physical retroaction due to the hydration process of the skin occurs if ‘wet’ electrodes are used for the recording of the skin conductance level (SCL) causing a continuous drift of the SCL and a decrease in sensitivity to SCL changes. Therefore a dry electrode was developed with improved performance: It exhibits less sensitivity to motion, is not subject to polarization, and features better SCL long-term stability.
When recording the electrocardiogram or the electromyogram a psycho-physiological retroaction occurs due to the annoyance caused by the skin-irritating abrading techniques in order to decrease the skin impedance and reduce the motion artifact. In an attempt to abandon the skin preparation whenever permissible without sacrificing the measurement accuracy a performance estimation procedure was developed. Basing on the information on the signal frequency content, the electrode contact area, the required accuracy of measurement and the amplifier input impedance a decision on the necessity of skin preparation is made. Moreover, the results of a study are reported investigating the reduction of motion artifacts by means of electrode design and appropriate electrode jelly formulation.
Zusammenfassung
Bei der Langzeitableitung von bioelektrischen Signalen können Me\fehler infolge einer Rückwirkung der Elektroden auf das Me\objekt entstehen. Es ist eine physikalische von einer psycho-physiologischen Rückwirkung zu trennen.
Eine physikalische Rückwirkung entsteht bei der HautleitfÄhigkeitsmessung (Skin Conductance Level, SCL) mittels ‚feuchter‘ Elektroden infolge einer zunehmenden Hautdurchfeuchtung. Die Folge ist eine kontinuierliche Drift der SCL bei gleichzeitiger Verminderung der Empfindlichkeit gegenüber SCL-Änderungen. Deshalb wurde eine verbesserte ‚trockene‘ Elektrode entwickelt, die eine geringere Bewegungsempfindlichkeit und bessere SCL-StabilitÄt als feuchte Elektroden aufweist sowie unpolarisierbar ist.
Eine psycho-physiologische Rückwirkung entsteht bei EKG- oder EMG-Ableitungen infolge der BelÄstigung durch hautreizende abrasive Behandlungen, deren Zweck die Verminderung der Hautimpedanz und der Bewegungsartefakte ist. Um unnötige HautprÄparationen zu vermeiden, wurde eine Entscheidungshilfe entwickelt, die den Frequenzgehalt des Signals, die ElektrodenkontaktflÄche, die erforderliche Me\genauigkeit und die VerstÄrkereingangsimpedanz berücksichtigt. Darüber hinaus wird über Versuche berichtet, die Bewegungsartefakte durch Elektrodengestaltung oder geeignete Wahl des Kontaktvermittlers zu reduzieren.
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Die vorliegende Arbeit wurde durch die finanzielle Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 152 ermöglicht
Herrn Prof. Dr.-Ing. Walter Rohmert zum 50. Geburtstag gewidmet
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Zipp, P., Faber, S. Rückwirkungsarme Ableitung bioelektrischer Signale bei arbeitswissenschaftlichen Langzeituntersuchungen am Arbeitsplatz. Europ. J. Appl. Physiol. 42, 105–116 (1979). https://doi.org/10.1007/BF00421909
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