건식 전극 (Dry Electrode)

한 줄 정의: 전해질 젤 없이 피부에 직접 닿아 생체전위를 측정하는 전극입니다.

쉽게 풀면

병원 심전도 전극은 끈적한 젤을 발라 피부와 전극 사이의 전기 통로를 만들지만, 젤은 마르고 피부 자극을 일으키며 붙이는 데 시간이 걸립니다. 건식 전극은 젤 없이 금속, 전도성 고무·섬유, 미세 바늘 구조 등을 피부에 바로 대어 신호를 받습니다. 대신 접촉이 불안정해 잡음이 늘기 쉬워, 회로와 구조로 이를 보완합니다.

왜 중요한가

오랜 시간 착용해야 하는 웨어러블 심전도, 헤드셋형 뇌파기, 뇌-컴퓨터 인터페이스처럼 준비가 간편해야 하는 응용에서 핵심 부품입니다. 그래서 '습식 전극 대비 신호 품질이 얼마나 되는가'를 비교하는 연구가 매우 많습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

""빗 모양 건식 전극은 모발 사이로 두피에 접촉하여 준비 시간을 단축하였으나 접촉 임피던스가 습식 전극보다 높아 능동 차폐가 필요하였다.""

편의성과 신호 품질의 절충 관계를 보여 주는 전형적인 건식 전극 평가 문장입니다.

조금 더 깊게 보면

건식 전극은 피부 각질층을 그대로 거치므로 접촉 임피던스가 습식보다 훨씬 크고, 땀이 나면서 시간이 지나야 안정되는 경향이 있습니다. 그래서 전극 바로 옆에 증폭기를 붙인 능동 전극(active electrode)으로 케이블 잡음을 줄이는 설계가 흔합니다. 피부에 닿지 않고 옷 위에서 정전용량 결합으로 재는 비접촉(용량성) 전극도 넓게 보아 같은 계열로 다뤄집니다.

주의할 점

웨어러블 생체센서는 착용형 측정 시스템 전체를 가리키고, 건식 전극은 그 안에서 피부와 신호를 주고받는 소자 하나를 가리킵니다. 또 EEG 전극 캡은 보통 젤을 쓰는 습식 전극을 모자 형태로 배치한 도구이므로, 캡 형태라고 해서 건식이라는 뜻은 아닙니다.