CN105935294A

CN105935294A - 一种具有柔性和弹性的电极及其应用

Info

Publication number: CN105935294A
Application number: CN201610250572.4A
Authority: CN
Inventors: 商承杰; 商蔚
Original assignee: Beijing Jlsun High-Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Jlsun High-Tech Co Ltd
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2016-09-14

Abstract

本发明公开了一种具有柔性和弹性的电极及其应用,所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为1：1‑50，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织的方式连接一体。所述的银合金由银和锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的10‑70％，锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素占纤维重量的0.01‑20％。本发明的电极尤其适用于可穿戴式装置，保证电极和人体皮肤可靠的接触，具有功耗低、阻抗小、寿命长、弹性高、强韧度大、耐拉伸、重量轻、体积小、柔韧性好、可弯曲、可折叠、可洗涤、穿着舒适、不易极化，安全可靠、使用方便的特点，可实现对人体肌电、脑电、心电、心率、呼吸、体温的长期监测。

Description

一种具有柔性和弹性的电极及其应用

技术领域

本发明涉及医疗保健器械领域,尤其涉及一种具有柔性和弹性的电极及其应用。

背景技术

现有的检测脑电图、心电图、肌电图的电极不具有柔性和弹性，为了使电极和皮肤有良好的电接触以便导出电位,需要在皮肤上涂抹导电膏,以减小电极的阻抗。导电膏或对皮肤有损伤，或与皮肤贴服不紧密影响检测精度，不能用于颈部和面部等弯曲部位的检测，更不适用于可穿戴设备。纯银导线或镀银纤维制成的电极容易被氧化和被硫化，其电阻在使用过程中明显增大，造成检测结果不准确的严重问题

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有柔性和弹性的电极。

本发明的目的之二是提供一种具有柔性和弹性的电极的应用。

本发明的这些以及其它目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。

本发明的具有柔性和弹性的电极,所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为1：1-50，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织或梭织的方式连接一体。所述的银合金由银和锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的10-70％，锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素占纤维重量的0.01-20％。

进一步的，在本发明的具有柔性和弹性的电极中,所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为1：1：2-30，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织或梭织的方式连接一体，所述的银合金由银和锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的15-50％，锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素占纤维重量的0.05-10％。

可以选择的是，在本发明的具有柔性和弹性的电极中,所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为1：5-20，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织或梭织的方式连接一体，所述的银合金由银和铟元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的20-40％，铟占纤维重量的1-3％。

在本发明的具有柔性和弹性的电极中,所述的弹性纤维为氨纶或莱卡弹性纤维；所述的镀银合金纤维中的纤维基材为锦纶、芳纶、涤纶、芳砜纶、碳纤维、聚苯并咪唑纤维和聚酰亚胺纤维。较好的是，所述的镀银合金纤维中的纤维基材是锦纶6、锦纶66和芳纶1414。

在本发明的具有柔性和弹性的电极中,所述的电极通过屏蔽导线与外部装置连接。电极与外部装置连接的电路传输采用屏蔽线连接,最大限度的减少外界电磁场或内部产生的磁场对信号传输过程中造成的干扰,起到屏蔽的作用。

在本发明的具有柔性和弹性的电极中,所述电极的形态可以是穿戴在身体上的环状织物带、异形织物带、手环、臂环、脚环、腿环、颈环、头套、头带、头环、帽子、背心、背带、文胸、短裤、内衣、内裤和袜子。所述的电极用在可穿戴式装置上，实现对人体肌电、脑电、心电、心率、脉搏、呼吸、体温的监测。所述的电极由弹性纤维和镀银合金纤维织成织物，所述织物包括但不限于机织物、针织物、3D织物、无纺布。

在本发明中将弹性纤维和镀银合金纤维按照一定的比例，通过针织或梭织的方式织造成有柔性和弹性的布料，使弹性纤维和镀银合金纤维连接一体。

本发明的具有柔性和弹性的电极，它的极化电动势小,应用方便,且能取得良好的心电、脑电和肌电等人体电信号引导的效果,采集到的电信号更加全面精确。它不仅能应用于心电、脑电和人体各个部位(包括颈部和面部等弯曲部位)的表面肌电检测,也可用于动物心电、脑电和身体各个部位的表面肌电检测。该电极尤其适用于可穿戴式装置，保证电极和人体皮肤可靠的接触，减小人体皮肤和电极之间的接触阻抗，降低极化电压的产生，增强信号的可信度，具有功耗低、阻抗小、寿命长、弹性高、强韧度大、耐拉伸、重量轻、体积小、柔韧性好、可弯曲、可折叠、可洗涤、穿着舒适、不易极化，安全可靠、使用方便的特点，可实现对人体肌电、脑电、心电、心率、呼吸、体温的长期监测。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，如非特指，所有的量、份均为重量单位，所有的原材料均可以从市场购得。

具体实施方式

实施例1

一种具有柔性和弹性的电极,由包含氨纶弹性纤维、镀银合金锦纶6纤维织物组成。镀银合金纤维的含银量为40％，含铟量为4％。通过针织或梭织的方式织造成有柔性和弹性的布料，使弹性纤维和镀银合金纤维连接一体。该电极的形状为臂环，可以套在人体的臂上，用于检测人体表面肌电。表面肌电则是从人体皮肤表面通过电极记录下来的神经肌肉的生物电信号。肌电是人体肌肉、神经兴奋产生生物电的结果。肌肉运动的动作电位通过肌肉组织、皮下组织、皮肤等容积导体,在皮肤表面间接被检测到。人体生物电的检出,必须依靠电极的引导,但并不是任何形状、尺寸、材料和工艺制作的电极都能取得肌电引导的良好效果,这是因为电极材料要与人体组织接触。利用肌电信号可以达到很多目标,例如利用肌电控制假肢、肌电刺激治疗肌肉萎缩、在体育活动中诊断肌肉力量和肌肉疲劳等。

实施例2

一种具有柔性和弹性的电极,由包含氨纶弹性纤维、镀银锦纶6纤维织物组成，镀银纤维的含银量为50％。通过针织或梭织的方式织造成有柔性和弹性的布料，使弹性纤维和镀银合金纤维连接一体。该电极的形状为暴露腹部的小背心状，小背心状电极的外侧通过屏蔽导线与外部装置连接，可以穿着身上，用于检测心电信号。

实施例3

一种具有柔性和弹性的电极,由包含氨纶弹性纤维、镀银锦纶6纤维织物组成。镀银合金纤维的含银量为45％，含铟量为5％，通过针织或梭织的方式织造成有柔性和弹性的布料，使弹性纤维和镀银合金纤维连接一体。该电极的形状为头套状，头套状电极的外侧通过屏蔽导线与外部装置连接，可以套在人的头上，用于检测脑电信号。

实施例4

一种具有柔性和弹性的电极材料针织物,由包含莱卡弹性纤维和镀银合金纤维组成，镀银合金纤维的含银量为30％，含铟量为2％。通过针织或梭织的方式织造成有柔性和弹性的布料，使弹性纤维和镀银合金纤维连接一体。该织物作为电极用作可穿戴式装置上，例如手环、臂环、脚环、头套、帽子、背心、内衣、内裤等实现对人体肌电、脑电、心电、心率、脉搏、呼吸、体温的监测。

值得注意的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非因此限定本发明的专利保护范围,本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进,或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书内容所作的等效结构变化,或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

Claims

1.一种具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为1：1-50，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织或梭织的方式连接一体，所述的银合金由银和锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的10-70％，锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素占纤维重量的0.01-20％。

2.根据权利要求1所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为1：2-30，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织或梭织的方式连接一体，所述的银合金由银和锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的15-50％，锡、锌、镍、铜、金、镉、铅、铋、铟和镓中选择的一种以上金属元素占纤维重量的0.05-10％。

3.根据权利要求1所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的电极包括弹性纤维和镀银合金纤维，弹性纤维和镀银合金纤维的比例为：1：5-20，弹性纤维和镀银合金纤维通过针织或梭织的方式连接一体，所述的银合金由银和铟元素组成，在镀银合金纤维中，银占纤维重量的20-40％，铟占纤维重量的1-3％。

4.根据权利要求1-3之一所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的弹性纤维为氨纶或莱卡弹性纤维。

5.根据权利要求1-3之一所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的镀银合金纤维中的纤维基材为锦纶、芳纶、涤纶、芳砜纶、碳纤维、聚苯并咪唑纤维和聚酰亚胺纤维。

6.根据权利要求5所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的镀银合金纤维中的纤维基材是锦纶6、锦纶66和芳纶1414。

7.根据权利要求1-6之一所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述的电极通过屏蔽导线与外部装置连接。

8.根据权利要求1-6之一所述的具有柔性和弹性的电极,其特征在于所述电极的形态可以是穿戴在身体上的环状织物带、异形织物带、手环、臂环、脚环、腿环、颈环、头套、头带、头环、帽子、背心、背带、文胸、短裤、内衣、内裤和袜子。

9.根据权利要求1-6之一所述的具有柔性和弹性的电极的应用，其特征在于所述的电极用在可穿戴式装置上，实现对人体肌电、脑电、心电、心率、脉搏、呼吸、体温的监测。