CN106551693A - 织物电极和心电测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种织物电极和心电测试仪。本发明织物电极包括基底和导电织物，所述导电织物与所述基底固定结合，且所述导电织物与所述基底之间形成有腔体，所述腔体内填充有弹性支持体，至少与所述基底向对面区域的导电织物是蜂巢组织结构机织物，所述蜂巢结构的巢房开口是背离所述基底，并在所述巢房内填设有导电胶。本发明心电测试仪含有本发明织物电极。本发明织物电极透气性好，结构相对稳定，与皮肤稳定接触有效的避免了织物电极的移位现象，并降低导电织物与皮肤之间的接触阻抗。本发明心电测试仪生理信号监测的分辨率、灵敏度和稳定性都相对较高。

Description

织物电极和心电测试仪

技术领域

本发明属于医疗用品/医疗设备辅助器件技术领域，具体的是涉及一种织物电极和心电测试仪。

背景技术

随着人们生活水平的提高、越来越多的不健康饮食习惯、以及都市地区人们生活作息状态的不规律，导致心脑血管疾病成为中老年人群近年来仅次于癌症的最主要健康威胁。有效的预防因心脑血管疾病引发的猝死事件，就是对慢性疾病的心脑血管系统进行有效的监测，特别是夜间长时间的监测，会提高捕捉到疾病异变的概率，例如对心室早搏的监测需要6小时的监测才能可靠的得到。

对于心脑血管慢性病患者而言，在医院中进行长时间监测较难实现。理想的状态，就是在家庭环境中进行长时间的夜间睡眠监测，监测过程中将人体生理信号输出，发到指定的服务器上，通过比较分析并能够识别某些危险信号而及时预警。实验发现，有效的提前预警可大大降低意外猝死的概率。因此，家庭环境中使用的生理信号采集的可穿戴系统为心脑血管疾病患者延长寿命提供了有效方式。

生理电信号的采集结构称为电极。导电电极是常见的医疗保健器械上的配套用品，可以贴在人体上均匀传递电流信号，亦可用于收集人体电信号导电胶片，电极分为多种类型，其中硅胶电极按照其用途分为吸水电极，发热电极和导电电极等等。导电电极的特点有以下几点：一是具有远红外射线；二是具有防污、除臭、吸收毒素、抑制细菌；三是导电性好；四是电极使用柔软、有弹性，可贴于身体任何部位。导电电极以廿油、医用酰胺和多种强粘附力的化工原料及无纺纤维等组合而成；贴于人体柔软舒适、安全卫生，对皮肤无刺激、无副作用，依靠其高导电性，既可用于各类中、低频理疗仪，又适用于医疗及美容行业。

由于理疗和保健设备通用广泛，对于不同形式的导电电极有了更高的要求，不仅要求传导性能好，也要实用性能好。柔性电极在该背景下应运而生，柔性电极具有柔性和透气性，这样性能的电极可提高长时间佩戴监测系统时的穿着舒适性。实验发现，新型研发的柔性透气干电极能够很好的采集监测人体静息状态下的心电信号，但脑电信号非常微弱。

另外，织物电极已被证实可以较好的采集人体静息状态下的生理电信号，这主要由于织物中的导电纤维在穿戴时非常靠近心脏的位置(心电信号强烈)。然而人体在活动状态时，织物干电极的劣势便体现出来，即容易与皮肤之间出现轻微的滑动，会导致信号的基线漂移；或皮肤与织物电极之间阻抗较大导致噪音较大，也会影响系统对人体生理信号的判断。因此现有研发可穿戴设备的电极都不能很好的解决人体动态条件下的生理信号采集稳定性的问题。

归纳起来，现有的生理电信号采集的电极结构主要有以下几点问题：

1.现有织物柔性干电极与皮肤之间的阻抗比较大，造成信号噪音大且不稳定；

2.人体穿戴织物电极时，现有电极与皮肤会出现相对位移，造成信号运动伪像；

3.穿戴织物电极时，为达到信号采集稳定，常采用紧身穿法，因此造成穿戴监测设备的不舒服。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种织物电极，以解决现有织物电极存在的信号稳定性差，不舒适的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种心电测试仪，以解决现有心电测试仪由于电极的存在的信号稳定性差、不舒适缺陷而导致信号失真，使用受限的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种织物电极。所述织物电极包括基底和导电织物，所述导电织物与所述基底固定结合，且所述导电织物与所述基底之间形成有腔体，所述腔体内填充有弹性支持体，至少与所述基底相对面区域的导电织物是呈蜂巢结构状，所述蜂巢结构的巢房开口是背离所述基底，并在所述巢房内填设有导电胶。

本发明的另一方面，提供了一种心电测试仪。所述心电测试仪包括电极，且所述电极为本发明织物电极。

与现有技术相比，本发明织物电极将至少与人体接触部位的导电织物设置呈蜂巢结构状，通过导电织物与导电胶形成的复合结构，一方面有效改善了织物电极的透气性，增强了舒适感；另一方面增强了织物电极结构的稳定性，同时增强了织物电极与皮肤接触的稳定性，有效避免了织物电极的移位现象，并降低导电织物与皮肤之间的接触阻抗，提高了织物电极生理信号监测的分辨率、灵敏度和稳定性。

本发明心电测试仪的电极采用本发明织物电极，因此，有效提高了电极与皮肤之间的结合力，避免了电极发生相对位移，而且降低了电极与皮肤之间的阻抗，从而提高了心电测试仪生理信号监测的分辨率、灵敏度。

附图说明

图1是本发明实施例织物电极的结构示意图；

图2是本发明实施例织物电极所含导电织物的蜂巢结构示意图；

图3是本发明实施例织物电极所含导电织物的蜂巢结构局部主视图；

图4是本发明实施例织物电极所含基底结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，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。

一方面，本发明实施例提供了一种织物电极。所述织物电极结构如图1-4所示，其包括基底1和导电织物2。其中，导电织物2与所述基底1固定结合，且导电织物2与所述基底1之间形成有腔体，所述腔体内填设有弹性支持体3。

上述织物电极所含的基底1为导电织物2等结构部件提供结合的载体。在一实施例中，该基底1的形状和尺寸基本上决定了本发明实施例织物电极的形状和尺寸，具体形状和尺寸可以是根据织物电极的实际应用需要而定。如在一实施例中，该基底1的形状可以为圆形或方形。在另一实施例中，不管基底1为圆形还是方形，圆形直径或方形边长可以为3cm～5cm。该基底1的厚度可以根据材质的不同进行灵活选用，如一实施例中，厚度控制为1～5mm。另外，该基底1的材料可以选用金属，具体的可以是不锈钢和铝合金等。当然基底1的材料也可以是塑料，不管金属或塑料，要保证导电织物2与信号收集系统电连接。

该基底1与导电织物2的结合可以采用粘结剂进行粘合，如导电胶，为了提高两者的结合稳定性，在一实施例中，在基底1的周边开设有针孔结构11，该针孔结构用于缝制线的穿过，实现将导电织物2基底1两者缝制固定连接，从而提高两者连接的稳定性，也即是提高了上述织物电极结构的稳定性能。

另外，上述基底1为网格结构12，其边缘处均匀分布有针孔结构11，如图4所示。该结构能够有效降低基底1的重量，也即是降低电极整体的重量和提高其透气性。

上述织物电极所含的导电织物2具有导电性能，能够有效捕获电信号。至少在导电织物2的与所述基底1相对面区域设置成蜂巢结构状，当然，也可以将整个导电织物2设置成蜂巢结构。其中，蜂巢结构状如图2和图3所示。另外蜂巢结构的巢房开口是背离所述基底，也即是巢房开口是朝向如皮肤等接触面的。

由于在上述织物电极具体工作时，该与所述基底相对面区域的导电织物2是直接与被检测面如皮肤接触，这样，至少将该区域的导电织物2设置或者纺织成蜂巢结构，一方面有效提高了织物的透气；另一方面，增大了与填设在巢房内导电胶4的接触面，从而了增强了导电胶4与导电织物2之间的结合力，提高了上述织物电极的结构稳定性；另外，该蜂巢结构还能够提供缓冲的空间，增强了上述织物电极与接触面如皮肤之间的挤压缓冲空间，使得上述织物电极紧贴皮肤表面，又保证了其透气性。

在进一步实施例中，该蜂巢结构的巢房呈现金字塔形，塔尖朝向所述基底1。将巢房设置成金字塔形，当电极受到一定挤压时，进一步提高蜂巢结构的缓冲作用，进一步提高了上述织物电极在挤压力的作用下保证紧贴皮肤表面，又保证了其透气性。

在具体实施例中，上述各实施例中的导电织物2的面电阻控制不大于10Ω/m²。在另一具体实施例中，所述导电织物2的厚度为2～10mm，那么蜂巢结构的厚度也为2～10mm。在又一具体实施例中，导电织物2特别是蜂巢结构区域经纬纱密度为15～30根/cm²，经纬纱的纱线密度为20～80支，蜂巢结构的单元大小采用12*12根经纬纱、18*18根经纬纱或24*24根组成。该蜂巢结构是将导电纤维按照蜂巢组织的设计利用各类机织织机(剑杆、喷气等类型织机)按照现有工艺织造而成。

在又实施例中，所述导电织物2的纤维材料为镀银锦纶长丝、高支不锈钢长丝、高分子导电纤维的任一种或者两种以上的混纺纤维。

导电胶4填充在上述导电织物2蜂窝结构巢房内，其一方面提高了上述织物电极与接触面如皮肤之间的结合力，同时，辅助导电织物2对电信号的捕捉，提高导电织物2的灵敏度。该导电胶4填充在上述蜂巢结构的巢房内，并适当溢出巢房，如可以在蜂巢结构外形成导电胶层。在一实施例中，所述导电胶4的体电阻不大于10³Ω·cm。在另一实施例中，该导电胶4可以是导电乳胶，如在乳贴材质中加入导电颗粒(如氧化石墨烯或金属微纳粒子，含量<10wt％)形成的体电阻小于10³Ω·cm的具有一定粘附性的硅胶体。

上述织物电极所含的弹性支持体3可以起到缓冲作用，提高上述织物电极在挤压力的作用下保证紧贴皮肤表面，又保证了其透气性。这样，当上述织物电极用于可穿戴设备中时，可以灵活的调节可穿戴设备与人体皮肤接触的松紧性，提高穿戴的灵活性。在具体实施例中，控制弹性支持体3的厚度为5～10mm，在另一实施例中，所述弹性支持体3材料为海绵、高弹间隔类织物、橡胶中的任一种。其中，海绵可以但不限于聚氨酯发泡海绵、聚酯类海绵、聚醚类海绵、聚乙烯醇类海绵等。该材料具有高弹性，且透气性好，从而提高上述织物电极的透气性和对压力的缓冲能力，进一步保证织物电极紧贴皮肤表面，又保证了其透气性。另外，该弹性支持体3可以是被上述导电织物2进行包覆，然后导电织物再与基底1进行结合，如采用黏胶粘合或/和缝线缝合。

在上述各实施例的基础上，在上述基底1的与所述导电织物2结合面相背对的表面还固定结合有连接件5，所述连接件5用于织物电极与织物电极载体实现连接。该连接件5与织物电极载体的连接优选是可拆卸式连接，理所当然的也可以是固定连接，优选的为拆卸式连接，如连接件5为魔术贴、与母扣卡接的公扣、别针连接任一种。固定连接可以是缝制连接。

因此，上述织物电极不仅具有优异的透气性，增强了舒适感，还具有优异的结构稳定性，增强了其与皮肤接触的稳定性，有效避免了织物电极的移位现象发生，且与皮肤之间的接触阻抗低，提高了织物电极生理信号监测的分辨率、灵敏度和稳定性。

另一方面，在上文织物电极的基础上，本发明实施例还提供了一种心电测试仪。所述可以是传统的心电测试仪，也可以是可穿戴心电测试仪，优选为可穿戴心电测试仪，该心电测试仪含有电极，且该电极为上文所述的本发明实施例织物电极。这样，有效提高了电极与皮肤之间的结合力，避免了电极发生相对位移，而且降低了电极与皮肤之间的阻抗，从而提高了心电测试仪生理信号监测的分辨率、灵敏度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种织物电极，包括基底和导电织物，其特征在于：所述导电织物与所述基底固定结合，且所述导电织物与所述基底之间形成有腔体，所述腔体内填充有弹性支持体，至少与所述基底向对面区域的导电织物是呈蜂巢结构状，所述蜂巢结构的巢房开口是背离所述基底，并在所述巢房内填设有导电胶。

2.根据权利要求1所述的织物电极，其特征在于：所述巢房呈现金字塔形，塔尖朝向所述基底。

3.根据权利要求1或2所述的织物电极，其特征在于：所述导电织物的面电阻不大于10Ω/m²；和/或

所述导电织物的厚度为2～10mm；和/或

所述导电织物包括所述蜂巢结构的经纬纱密度为15～30根/cm²，经纬纱的纱线密度为20～80支。

4.根据权利要求3所述的织物电极，其特征在于：所述导电织物的纤维材料为镀银锦纶长丝、高支不锈钢长丝、高分子导电纤维的任一种或者两种以上的混纺纤维。

5.根据权利要求1、2、4任一所述的织物电极，其特征在于：所述导电胶的体电阻不大于10³Ω·cm。

6.根据权利要求1或2所述的织物电极，其特征在于：所述弹性支持体的厚度为5～10mm；和/或

所述弹性支持体材料为海绵、间隔类织物、橡胶中的任一种。

7.根据权利要求1、2任一所述的织物电极，其特征在于：在所述基底的与所述导电织物结合面相背对的表面还结合有用于与织物电极载体实现连接的连接件。

8.根据权利要求7所述的织物电极，其特征在于：所述连接件为魔术贴、与母扣卡接的公扣、别针连接、缝接任一种。

9.根据权利要求1、2、4、8任一所述的织物电极，其特征在于：所述基底的周边开设有针孔结构，所述导电织物通过穿过所述针孔的线与所述基底缝制固定。

10.一种心电测试仪，包括电极，其特征在于：所述电极为权利要求1-9任一所述的织物电极。