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Título
ESTUDO DA IMPEDÂNCIA ELÉTRICA DOS ELETRODOS DE SILICONE-CARBONO, AGENTES DE ACOPLAMENTO E TECIDOS BIOLÓGICOS
Orientador
RINALDO ROBERTO DE JESUS GUIRRO
Autor
VIVIANE JACINTHA BOLFE
Palavra chave
IMPEDÂNCIA ELÉTRICA, ELETRODOS, CARBONO, AGENTES DE ACOPLAMENTO, TECIDOS
Grupo CNPQ
Programa
MS - FISIOTERAPIA
Área
CIÊNCIAS DA SAÚDE
Data da defesa
01/02/2007
Nº Downloads
3501
Resumo
O objetivo deste trabalho foi analisar a impedância dos eletrodos de silicone-carbono, agentes de acoplamento e tecidos biológicos durante estimulação elétrica. A resistência elétrica foi calculada, indiretamente pela Lei de Ohm, sendo a tensão elétrica gerada em um equipamento de corrente constante (10mA, 100Hz, 100µs e pulso bifásico quadrado simétrico) e captada por um osciloscópio digital. Foram submetidos 48 eletrodos, de três fornecedores, a procedimentos de uso com corrente bifásica quadrática simétrica (CB), 10,7µA/mm2, 100Hz, 100µs e, com corrente contínua (CC) a 2,0µA/mm2, tendo sua resistência regionalmente mensurada pré e a cada 36hs e, após 108hs de uso, encaminhados para análise termogravimétrica. Já, os 10 agentes de acoplamento (géis, n=5; líquidos, n=5) foram submetidos à eletrólise com CB (13,4µA/mm2) ou CC (1,7µA/mm2), durante 30min, sendo reavaliados a cada 5min. Para mensuração da impedância dos tecidos biológicos, 20 voluntárias permaneceram em decúbito, sendo um eletrodo posicionado proximalmente às interlinhas articulares do punho e tornozelo, anterior e posteriormente, ou à espinha ilíaca póstero-superior, e o outro distanciado, seqüencialmente, em 10, 20, 30 e 40cm. Foram aplicadas duas correntes (100µs e 10mA), uma de 100Hz (BF) e outra de 2000Hz modulada em 100% da amplitude para 100 Hz (MF), com intervalo mínimo de 7 dias. Para análise dos dados referentes aos eletrodos e agentes de acoplamento aplicou-se testes de Friedman e Kruskal-Wallis, seguidos de Rank e Dunn, respectivamente. Para os tecidos biológicos, Anova-F e Kruskal-Wallis com SNK; e Friedman nas comparações entre BF e MF. Para correlação empregou-se coeficientes de Pearson e Spearman. A resistência elétrica diferiu entre as regiões dos eletrodos novos, especialmente entre o centro (121,00; 344,67 e 150,67O) e as laterais (135,33; 154,33 e 208,00O). Tal distribuição manteve-se após 108hs de uso, quando a resistência elétrica aumentou entre 3 e 67%; 25 e 204% e; 198 e 641%, para a região central e entre 2 e 32%; 16 e 28% e; 39 e 724%, para a lateral, nos respectivos grupos CB, CCpólo negativo e CC-pólo positivo. A concentração de negro de fumo diferiu em 26,89% entre as duas marcas testadas. Os valores iniciais de resistência dos géis variaram entre 116,00 e 146,00O, e dos agentes de acoplamento líquidos, entre 106,00 e 4726,67O, apresentando, em sua maioria, correlação positiva com o tempo de eletrólise. A impedância no tronco foi menor que nos membros, contudo nesses há uma correlação positiva fraca com o aumento da distância entre os eletrodos. Há menor impedância sob estimulação com MF, porém a diferença para BF diminui com o afastamento intereletrodos. Conclui-se que a resistência não é uniforme na superfície dos eletrodos, aumentado seu valor com o uso, especialmente sob estimulação com CC. A concentração de negro de fumo difere conforme o distribuidor. Os géis, a água potável e solução fisiológica são indicados para a transmissão de corrente elétrica. A impedância elétrica dos tecidos biológicos sofre influência da freqüência da corrente, do posicionamento e distância entre os eletrodos, não apresentando um padrão uniforme. A contribuição das propriedades capacitivas na impedância dos tecidos diminui com o afastamento intereletrodos. Palavras-chave: impedância elétrica, estimulação elétrica, eletrodos, carbono, agentes de acoplamento, tecidos.
Abstract
The aim of this study was to analyze the impedance of silicone-carbon electrodes, coupling agents and biological tissues during electrical stimulation. The electrical resistance was calculated indirectly by the Ohm Law, e the voltage generated by a equipment operating on constant current (10mA, 100Hz, 100ms and squared biphasic symmetrical pulse) was captured by a digital oscilloscope. Forty-eight electrodes from three suppliers were submitted to procedures using squared biphasic symmetrical current (BC), 10.7mA/mm2, 100Hz, 100ms, and direct current (DC) at 2.0mA/mm2, having its resistance regionally measured before, every 36 hours, and after 108 hours of use, and sent for thermogravimetric analysis. The 10 coupling agents (gels, n=5; liquids, n=5) were submitted to electrolysis with BC (13.4mA/mm2) or DC (1.7mA/mm2), during 30min, being reassessed every 5min. To measure the impedance of the biological tissues, 20 volunteers lay in the ventral position, with an electrode placed proximally, anteriorly and posteriorly to the articular interlines of the wrist and ankle, or to the posterosuperior iliac spine, and the other distanced sequentially at 10, 20, 30 and 40cm. Two currents were applied (100ms and 10mA), one of 100Hz (BF) and the other of 2000Hz modulated by 100% of the amplitude to 100 Hz (MF), with a minimum interval of 7 days. For data analysis with reference to the electrodes and coupling agents, the Friedman and Kruskal-Wallis tests, followed by the Rank and Dunn tests respectively, were applied. For the biological tissues, ANOVA-F and Kruskal-Wallis with SNK; and for the comparisons between BF and MF, Friedman were applied. For correlation the Pearson and Spearman coefficients were used. The electrical resistance differed between the regions of the new electrodes as follows, especially between the center (121.00; 344.67 and 150.67W) and the laterals (135.33; 154.33 and 208.00W). This distribution was maintained after 108hrs of use, when the electrical resistance increased between 3 and 67%; 25 and 204%; and 198 and 641%, for the central region and between 2 and 32%; 16 and 28%; and 39 and 724%, for the lateral region, in the respective groups BC, DC-negative pole and DC-positive pole. The carbon black concentration differed by 26.89% between the two brands tested. The initial resistance values of the gels varied between 116.00 and 4726.67W, and of the liquid coupling agents, between 106.00 and 648.00W, the majority of them presenting positive correlation with the time of electrolysis. The impedance in the trunk was lower than in the members, however, in the latter there was a weak positive correlation with the increase in distance between the electrodes. There was less impedance under stimulation with MF, however, the difference for BF decreased with greater interelectrode distance. It was concluded that the resistance on the surfaces of the electrodes is not uniform, and its value increased with use, especially under stimulation with DC. The carbon black concentration differs depends on the distributor. Gels, potable water and physiological solution are indicated for transmitting electrical current. The electrical impedance of the biological tissues is influenced by the frequency of the current, positioning and distance between electrodes, and did not present a uniform pattern. The contribution of capacitative properties to tissue impedance diminished with greater interelectrode distance. Key- words: electric impedance, electric stimulation, electrodes, carbon, coupling agents, tissues.
