Разработка конструкции электродной системы

Основной задачей ЭС является снятие реоофтальмографического сигнала. Для этого необходимо обеспечить качественный контакт электрод-кожа, но при этом нельзя слишком сильно прижимать электродную систему, так как это может привести к пережатию сосудов, а, следовательно, и к искажению регистрируемых сигналов.

Поскольку одним из факторов качественной регистрации биосигналов является правильность наложения электродов, то для того, чтобы зафиксировать межэлектродные расстояния в качестве основания была использована силиконовая резина, в которую были установлены электроды (см. Рисунок 3.5).

Межэлектродное расстояние установлено исходя из проведенного ранее численного моделирования, согласно принятому положению расстояние между потенциальными электродами составляет 13 мм, между токовыми - 29 мм.

Рисунок 3.5 - Эскиз общей конструкции электродной системы: 1- подложка;

2- отводящие провода; 3- электроды; 4- латексная оболочка; 5-

основание

В ходе испытаний наиболее оптимальным диаметром контактной области электрода был выбран размер в четыре миллиметра. Это обусловлено тем, что при меньших размерах электрода давление на веко в точках их установки будет более выраженным, что повышает дискомфорт во время исследований, способствует увеличению количества артефактов и увеличивает локальную плотность тока под электродами. Использование электродов большего диаметра затрудняет установку всех четырех электродов на доступной поверхности века, а также повышает вероятность появления электродных мостиков между электродами посредством используемого при проведении ТП РОГ исследования геля.

Электроды изготовлены с проточкой, посредством которой осуществлялась фиксация на силиконовом основании.

Для обеспечения равномерности прижатия была изготовлена подложка из мягкого поролона плотностью 16 кг/м³ и жесткостью 20 кПа, по форме соответствующая физиологическим особенностям лица. В первых конструкциях применялась также дополнительная прокладка из более плотного поролона или пенополиэтилитена, но для минимизации общих габаритов она была исключена.

Для формирования оптимальной формы подложки использовались очки для бассейна, в которых для обеспечения их плотного прилегания к лицу учтены особенности строения лица.

Проведенные исследования показали, что разработанная форма подложки при правильном наложении электродной системы обеспечивает равномерное прижатие электродов к глазу и минимизирует дискомфорт пациента.

Для отведения сигнала использовался стандартный компьютерный шлейф, емкость между проводниками у которого составляет 40 нФ/м, что соответствует требованиям, предъявляемым к кабелям отведения для реографии. Для подключения разработанной ЭС к стандартному кабелю отведения был разработан специальный коннектор (см. Рисунок 3.6). Изготавливался из вспененного ПВХ или путем 3D печати по технологии FDM из PLA (полиактид) пластика. Выбор пластика обусловлен биосовместимостью и биоразлагаемостью.

Рисунок 3.6 - Разработанный коннектор для подключения ЭС к реографу

Одним из немаловажных свойств, которыми должна была обладать разрабатываемая ЭС - это возможность её обработки дезинфицирующими средствами после каждого пациента.

Выбор материала был обусловлен не только вышеуказанными требованиями, но и необходимостью сохранения мягкости всей конструкции при накладывании на глаз. Также выбор материала обусловлен технологической возможностью изготовления оболочки сложной формы. Одним из недостатков применения латекса является наличие возможной аллергической реакции при контакте его с кожей. Период исследования не продолжителен, указанный вид аллергической реакции встречается редко. В проведенных исследованиях подобных негативных реакций выявлено не было. Для изготовления латексной оболочки была изготовлена мастер-модель из термопластичного пластика. В ходе разработки мастер-модель оптимизировалась и изготавливалась на 3D принтере из PLA- пластика с последующей механической доработкой. Для ускорения процесс полимеризации проводился при температуре 60 градусов. По результатам изготовления макетных образцов наиболее оптимальное соотношение плотности поверхности и сохранения мягкости оболочки признано для трехслойного образца. Крепление оболочки к остальной конструкции осуществляется посредством специально разработанного вспомогательного переходного элемента, изготовленного также по технологии FDM печати, а также косвенно посредством самих электродов.

Разработанная ЭС (см. Рисунок 3.7) соответствует результатам теоретических расчетов, разработка и испытания макетных образцов позволили создать надежную конструкцию, пригодную для использования её в клинической практике. Как показали последующие результаты внедрения в практику Московского НИИ им. Гельмгольца, разработанная ЭС является надежной конструкцией с высокой наработкой на отказ. Средняя наработка на отказ составляет более 3 лет.

Рисунок 3.7 - Общий вид электродной системы отведения

Одним из необходимых условий качественной регистрации реоофтальмографического сигнала является не только правильное позиционирование электродной системы на глазу, но и умеренная сила прижатия. Поэтому одной из подзадач настоящей работы являлась разработка системы для контроля усилия прижатия электродной системы.

3.3.3.