抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極制造技術

本發明專利技術是一種抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極，該電極由基底層、織物導電層、抑制運動偽跡層、觸面層和絕緣遮擋層組成，其中柔性織物構成所述基底層；導電布構成所述織物導電層；第一緩沖層、加強層和第二緩沖層構成所述抑制運動偽跡層，導電海綿構成所述第一緩沖層和第二緩沖層，導電布構成所述加強層；石墨烯涂層構成所述觸面層；中心鏤空絕緣織物構成所述絕緣遮擋層。本發明專利技術為干電極，克服了傳統濕電極對皮膚的刺激和損傷，非一次性電極，可長期佩戴使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于醫療器械(用具)/心電電極領域，具體涉及一種抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極。
技術介紹
在當今社會，心臟病是人類健康的頭號殺手。全世界1/3的人口死亡是因心臟病引起的，而我國每年有幾十萬人死于心臟病。心臟病已是心腦血管疾病中最容易危害中老年人的身體健康和生命的疾病。對早期和突發心臟病的長期和動態觀測，以捕捉到短暫非持續性的異常心電變化，尤其是一過性心律失常及短暫的心肌缺血發作癥狀，對診斷心臟病、判斷療效和挽救生命至關重要。根據是否采用導電凝膠，電極主要分為濕電極和干電極。目前醫療中常用于檢測心電的是一次性導電凝膠濕電極，濕電極的不足之處在于其準備工作復雜，導電膠隨時間逐漸風干而造成測量誤差，容易造成皮膚過敏，影響舒適度，不適用于長時間監測。干電極不使用導電膏(或凝膠)或者其他電介質作為皮膚和電極之間的耦合通路，而是皮膚和電極之間的直接接觸或者電容耦合形成通路的電極。而現有干電極大多數都是以金屬材料為主，金屬材料電極抗腐蝕性低，抗干擾和抗噪聲能力均差，在微電流通過時容易產生極化。同時金屬干電極穿戴舒適性較差，運動偽跡明顯。目前尚缺乏可長期舒適穿戴的動態獲取心電信號的傳感器。導電海綿是心電電極材料的最新研究方向，其優勢在于導電性不受溫度和濕度的影響，機械柔軟度高，皮膚附著力好，同時也增加了皮膚-電極界面的接觸面積，維持了低阻抗，減少了運動偽跡。石墨烯是目前已知的最薄最輕的一種材料，單層的石墨烯只有一個碳原子的厚度。石墨烯也是世界上導電性最好的材料，電子在其中的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。由于石墨烯僅由碳元素組成且結構完美，是制造超靈敏生物傳感器的理想材料。在導電海綿上加上石墨烯涂層，可以極大的增強電極的導電性能。同類型現有專利(CN102920452A): 一種基于石墨烯的柔性冠狀心電電極。此專利所述的基于石墨烯的柔性冠狀心電電極質地柔軟，可彎曲；它的冠狀陣列增加了心電電極與皮膚的接觸面積，使得心電信號增強，信噪比增加，穩定性改善。石墨烯是最好的導電材料，但是石墨烯與金屬電極之間存在著接觸電阻，不能有效的提高電極的導電性能。該專利也沒有提及可以在動態情況下檢測腦電或抑制運動偽跡。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極，克服了傳統濕電極對皮膚的刺激和損傷，非一次性電極，可長期佩戴使用。在動態情況下，電極的柔性材料可以很好貼合皮膚結構，電極結構也能有效地減少噪聲，抑制運動偽跡。石墨烯涂層，極大地增強了電極的導電性能，提高了微弱電信號數據采集的精準度。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下:一種抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極，由基底層、織物導電層、抑制運動偽跡層、觸面層和絕緣遮擋層組成。其特征在于:柔性織物構成所述基底層；導電布構成所述織物導電層；第一緩沖層、加強層和第二緩沖層構成所述抑制運動偽跡層，導電海綿構成所述第一緩沖層和第二緩沖層，導電布構成所述加強層；石墨烯涂層構成所述觸面層；絕緣織物構成所述絕緣遮擋層。優選的，所述織物導電層設置在所述基底層上，放置中心位置且通過醫用粘膠與其粘合；所述抑制運動偽跡層設置在所述織物導電層上，放置中心位置且通過導電銀膠與其粘合；所述抑制運動偽跡層內部各層均由導電銀膠粘合；所述觸面層設置在所述抑制運動偽跡層上，放置中心位置且通過導電銀膠與其粘合；所述絕緣織物遮擋層中心鏤空，設置在織物導電層上，完全覆蓋且通過縫紉連接、固定。優選的，所述柔性織物是具有一定柔韌性和彈性的萊卡布塊，主要用來支撐電極。柔性織物基底合適的壓力既保證心電電極與人體緊密貼合，又保障穿戴的舒適性。優選的，所述導電布的基材為聚酯纖維，表面的導電阻抗值小于等于0.5 Ω /m2，具有良好的導電能。優選的，所述織物導電層的導電布厚度小于等于0.05_，整體寬度為40-60_，長度為70-100_，兩端為以其寬為直徑的半圓，具有導電和電磁屏蔽的作用。優選的，所述加強層導電布厚度小于等于0.05mm，整體寬度為20_40mm，長度為50-80_，兩端為以其寬為直徑的半圓。其作用是增加導電性和加強電極，使其不易發生永久形變，在一定程度上，使電極觸面層緊貼皮膚表面，在動態情況下使電極與皮膚表面保持相對平行，抑制運動偽跡。優選的，所述導電海綿由高分子復合材料發泡技術生產，發泡孔徑均勻，主要成分為聚酯海綿和金屬鎳，無毒無味，導電海綿柔軟，富有彈性。導電海綿直接與皮膚接觸，其柔軟特性可以保證穿戴的舒適性，也能在皮膚與電極相互作用時起到緩沖作用，自適應人體胸部外輪廓，很好地貼合與皮膚表面，以減少噪聲和抑制運動偽跡。優選的，所述第一緩沖層導電海綿厚度為1mm，整體寬度為20_40mm，長度為50-80_，兩端為以其寬為直徑的半圓。其作用為抵消或緩沖皮膚-基底之間的水平滑動，一定程度抵消和緩沖垂直擠壓。優選的，所述第二緩沖層導電海綿厚度小于等于0.5mm，整體寬度為20_40mm，長度為50-80_，兩端為以其寬為直徑的半圓。其作用為抵消或緩沖皮膚-電極的局部滑動和垂直擠壓。優選的，所述抑制運動偽跡層由第一緩沖層，加強層和第二緩沖層共同作用來抵消或緩沖由人在運動中產生的基底震動，滑動或擠壓，帶來的電極和皮膚之間的相對滑動，擠壓，扭曲形變，導致皮膚-電極的雙電層發生電荷重新分配而引起的運動偽跡。優選的，所述電極整體厚度小于等于3_，在佩戴時以免產生異物感，影響穿戴舒適性。整體寬度為20-40mm，長度為50-80mm，兩端為以其寬為直徑的半圓。心電電極需貼合胸部特征，太大的尺寸會影響其穿戴舒適性，使得心電R波易發生畸變；太小的尺寸會削弱心電的有效信號。優選的，所述石墨烯是電極核心材料，其純度大于95 %，導電率為105S/m，氧和硫的含量均為0.5%，金屬雜質含量為lOOppm，比表面積為100-300m2/g，涂層厚度為0.005_。石墨烯優良的導電性和極高的靈敏度能夠感應皮膚表面微弱生物電勢信號，提高了微弱電信號數據采集的精準度。優選的，所述絕緣織物，厚度為0.5-0.8mm，整體寬度為50_70臟，長度為80_110mm的矩形，中心鏤空圖形為電極觸面層形狀。絕緣織物封裝電極，隔離導電層與皮膚接觸，避免產生干擾信號。優選的，所述絕緣織物與織物基底用縫紉機縫紉連接、固定。【附圖說明】圖1為抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極的結構示意圖；圖2為抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極覆蓋絕緣遮擋層的結構示意圖。其中，1為柔性織物；2為導電布；3為導電海綿；4為導電布；5為導電海綿；6為石墨烯涂層；7為絕緣織物。【具體實施方式】為使本專利技術要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本領域技術人員應當知曉，下述具體實施例或【具體實施方式】，是本專利技術為進一步解釋具體的
技術實現思路
而列舉的一系列優化的設置方式，而該些設置方式之間均是可以相互結合或者相互關聯使用的，除非在本專利技術明確提出了其中某些或某一具體實施例或實施方式無法與其他的實施例或實施方式進行關聯設置或共同使用。同時，下述的具體實施例或實施方式僅作為最優化的設置方式，而不作為限定本專利技術的保護范圍的理解。實施例如圖1所示，為抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抑制運動偽跡石墨烯柔性心電干電極，由基底層、織物導電層、抑制運動偽跡層、觸面層和絕緣遮擋層組成；其特征在于：柔性織物構成所述基底層；導電布構成所述織物導電層；第一緩沖層、加強層和第二緩沖層構成所述抑制運動偽跡層，導電海綿構成所述第一緩沖層和第二緩沖層，導電布構成所述加強層；石墨烯涂層構成所述觸面層；絕緣織物構成所述絕緣遮擋層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃志奇，陳東義，熊帆，陳曉，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：四川;51