CN106859637B - 柔性带孔导电橡胶心电干电极 - Google Patents

柔性带孔导电橡胶心电干电极 Download PDF

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Abstract

本发明是一种柔性带孔导电橡胶心电干电极，该电极由基底层、填充层、触面层和绝缘遮挡层组成；其中弹力柔性织物为基底层；柔软带孔医用导电橡胶薄板为填充层；导电海绵为触面层；中心镂空绝缘织物为绝缘遮挡层。基底层与填充层，绝缘遮挡层与填充层由粘胶粘合；填充层和触面层间由导电胶粘合。本发明为干电极，克服了传统湿电极对皮肤的刺激和损伤，非一次性电极，可长期佩戴使用；采用带孔橡胶增加透气性；使用柔性导电海绵作为干电极能有效贴合皮肤拓扑，增加穿戴舒适性；利用导电橡胶‑导电海绵结构有效减少动态穿戴时信号噪声，有减小运动伪迹作用。

Description

柔性带孔导电橡胶心电干电极
技术领域
本发明属于医疗器械(用具)/心电电极领域，具体涉及一种柔性带孔导电橡胶心电干电极。
背景技术
在当今社会，心脏病是人类健康的头号杀手。全世界1/3的人口死亡是因心脏病引起的，而我国每年有几十万人死于心脏病。心脏病已是心脑血管疾病中最容易危害中老年人的身体健康和生命的疾病。对早期和突发心脏病的长期和动态观测，以捕捉到短暂非持续性的异常心电变化，尤其是一过性心律失常及短暂的心肌缺血发作症状，对诊断心脏病、判断疗效和挽救生命至关重要。
根据是否采用导电凝胶，电极主要分为湿电极和干电极。目前医疗中常用于检测心电的是一次性导电凝胶湿电极，湿电极的不足之处在于其准备工作复杂，导电胶随时间逐渐风干而造成测量误差，容易造成皮肤过敏，影响舒适度，不适用于长时间监测。干电极不使用导电膏(或凝胶)或者其他电介质作为皮肤和电极之间的耦合通路，而是皮肤和电极之间的直接接触或者电容耦合形成通路的电极。而现有干电极大多数都是以金属材料为主，金属材料电极抗腐蚀性低，抗干扰和抗噪声能力均差，在微电流通过时容易产生极化。同时金属干电极穿戴舒适性较差，运动伪迹明显。
目前尚缺乏可长期舒适穿戴的动态获取心电信号的传感器。导电橡胶还和导电海绵是心电电极材料的最新研究方向，其优势在于导电性不受温度和湿度的影响，机械柔软度高，皮肤附着力好，同时也增加了皮肤-电极界面的接触面积，维持了低阻抗，减少了运动伪迹。
同类型现有专利(CN204318753U)：一种带孔心电电极贴片。它是在现有一次性凝胶湿电极的基础上进行了打孔处理，减少心电电极贴对皮肤的刺激和损伤，降低引发接触性皮炎的概率，减轻揭除心电电极贴时给使用者带来的疼痛感。然而它并没有从根本上解决湿电极给使用者皮肤带来的负面影响。同时，带孔湿电极使用者是不能长期佩戴的。
现有干电极可以很好地监测人体静止状态下的心电信号，但干电极一般是金属硬质平板，不能很好地贴合皮肤拓扑，穿戴舒适性较差，当有肢体移动或人在运动时容易引起运动伪迹。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型柔性带孔导电橡胶心电干电极，克服传统湿电极对皮肤的刺激和损伤，非一次性电极，可长期佩戴使用，采用柔软带孔医用导电橡胶薄板作为填充层增加透气性，使用柔性导电海绵作为干电极可以有效贴合皮肤拓扑，增加穿戴舒适性，利用导电橡胶-导电海绵结构有效减少动态穿戴时信号噪声，有减小运动伪迹作用。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种柔性带孔导电橡胶心电干电极，其特征在于：所述电极由基底层、填充层、触面层和绝缘遮挡层组成。其中弹力柔性织物构成基底层；柔软带孔医用导电橡胶薄板构成填充层；导电海绵构成触面层；中心镂空绝缘织物构成绝缘遮挡层。所述柔软带孔医用导电橡胶薄板设置在织物基底上，放置中心且通过粘胶与织物基底粘合；所述导电海绵设置在所述柔软带孔医用导电橡胶薄板上，放置中心且通过导电胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板粘合；所述绝缘织物中心镂空覆盖所述柔软带孔医用导电橡胶薄板上且通过粘胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板粘合。
优选的，所述织物基底是具有一定柔韧性和弹性的莱卡布块，主要用来支撑电极。织物基底合适的压力既保证心电电极与人体紧密贴合，又保障穿戴的舒适性。
优选的，所述柔软带孔医用导电橡胶薄板可用具有导电橡胶性能的柔性合成材料代替，其体积电阻率小于等于104Ω·cm，增加电极本身的导电性，减少信号损失。为了保证电极的韧性和抗拉性，其扯断力大于等于8Mpa，伸长率为250％-350％，硬度小于等于60度(60°)。
优选的，所述柔软带孔医用导电橡胶薄板的孔直径为2mm，孔与孔的中心间隔为4mm，具有透气清凉的效果，以免刺激皮肤，保证电极的透气性。
优选的，所述柔软带孔医用导电橡胶薄板为两层带孔导电橡胶薄板的叠加，中心重合，一次成型，其中：第一层厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为40-60mm，长度为70-100mm，两端为以其宽为直径的半圆，具有导电和电磁屏蔽的作用；第二层厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为20-40mm，长度为50-80mm，两端为以其宽为直径的半圆，在整个心电电极中起着填充的作用，使上端导电海绵凸起，与皮肤贴合更紧密。
优选的，所述粘胶为医用粘合剂，所述导电胶为导电银胶。
优选的，所述导电海绵由高分子复合材料发泡技术生产，发泡孔径均匀，主要成分为聚酯海绵和金属镍，无毒无味，导电海绵柔软，富有弹性，可清洗。导电海绵直接与皮肤接触，其柔软特性可以保证穿戴的舒适性，也能在皮肤与电极相互作用时起到缓冲作用，自适应人体胸部外轮廓，很好地贴合与皮肤表面，以减少噪声和运动伪迹。导电海绵厚度为1mm，整体宽度为20-40mm，长度为50-80mm，两端为以其宽为直径的半圆。心电电极需贴合胸部特征，太大的尺寸会影响其穿戴舒适性，使得心电R波易发生畸变；太小的尺寸会削弱心电的有效信号。
优选的，所述绝缘织物厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为50-70mm，长度为80-110mm的矩形，中心镂空图形为导电海绵形状。绝缘织物封装电极，隔离导电层与皮肤接触，避免产生干扰信号。
优选的，所述绝缘织物与织物基底用缝纫机连接、固定。
附图说明
图1为柔性带孔导电橡胶心电干电极结构示意图；
图2为柔性带孔导电橡胶心电干电极覆盖绝缘织物示意图。
其中，1为织物基底；2为柔软带孔医用导电橡胶薄板孔；3为柔软带孔医用导电橡胶薄板；4为导电海绵；5为绝缘织物。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本领域技术人员应当知晓，下述具体实施例或具体实施方式，是本发明为进一步解释具体的发明内容而列举的一系列优化的设置方式，而该些设置方式之间均是可以相互结合或者相互关联使用的，除非在本发明明确提出了其中某些或某一具体实施例或实施方式无法与其他的实施例或实施方式进行关联设置或共同使用。同时，下述的具体实施例或实施方式仅作为最优化的设置方式，而不作为限定本发明的保护范围的理解。
实施例
图1为柔性带孔导电橡胶心电干电极结构图，左边为主视图，右边为侧视图。图2为柔性带孔导电橡胶心电干电极覆盖绝缘织物示意图，左边为绝缘织物主视图，右边为覆盖绝缘织物后电极的侧视图。
基于图1和2，本发明提供一种优选的实施方案如下：所述带孔导电橡胶衬垫导电海绵柔性心电干电极由织物基底1、柔软带孔医用导电橡胶薄板3、导电海绵4和绝缘织物5组成。所述柔软带孔医用导电橡胶薄板3设置在所述织物基底1上，放置中心且通过粘胶与织物基底1粘合；所述导电海绵4设置在所述柔软带孔医用导电橡胶薄板3上，放置中心且通过导电胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板3粘合；所述绝缘织物5中心镂空覆盖所述柔软带孔医用导电橡胶薄板3上且通过粘胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板3粘合。
所述织物基底1是具有一定柔韧性和弹性莱卡布块，其形状为宽60mm，长1000mm的矩形，在织物基底两端各有宽40mm长60mm矩形魔术贴，方便穿戴固定。
所述柔软带孔医用导电橡胶薄板3的体积电阻率为104Ω·cm，扯断力为8Mpa，伸长率为350％，硬度为60度(60°)。柔软带孔医用导电橡胶薄板孔2的直径为2mm，孔与孔的中心间隔为4mm。柔软带孔医用导电橡胶薄板3为两层带孔导电橡胶薄板的叠加，中心重合，一次成型，其中第一层厚度为0.5mm，整体宽度为50mm，长度为80mm，两端是半径为25mm的半圆，通过医用粘胶与织物基底1粘连，具有导电屏蔽的作用，可与信号采集电路直接相连；第二层厚度为0.5mm，整体宽度为30mm，长度为60mm，两端是半径为15mm的半圆，是整个心电电极的填充层，使上端导电海绵凸起，与皮肤贴合更紧密。
所述心电电极采用感应体表电势、阻容耦合原理测量心电，以导电海绵4作为电极传感面。导电海绵4由高分子复合材料发泡技术生产，发泡孔径均匀，主要成分为聚酯海绵和金属镍，无毒无味，导电海绵柔软，富有弹性，可清洗。导电海绵4厚度为1mm，整体宽度为30mm，长度为60mm，两端是半径为15mm的半圆，通过导电性良好的导电胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板3连接，它可直接与皮肤接触，其柔软特性可以保证穿戴的舒适性，也能在皮肤与电极相互作用时起到缓冲作用，适应皮肤拓扑，以减少噪声和运动伪迹。同时导电海绵4可长期穿戴，为心电电极的触面层。
所述绝缘织物5厚度为0.5mm，整体宽度为60mm，长度为90mm的矩形，中心镂空图形的宽度为30mm，长度为60mm，两端是半径为15mm的半圆的类椭圆。绝缘织物5隔离导电层与皮肤接触，避免产生干扰信号，是整个心电电极的绝缘遮挡层。绝缘织物5与织物基底1用缝纫机连接、固定。

Claims (8)

1.一种柔性带孔导电橡胶心电干电极，其特征在于：所述电极由基底层、填充层、触面层和绝缘遮挡层组成，其中弹力柔性织物构成基底层；柔软带孔医用导电橡胶薄板构成填充层；导电海绵构成触面层；中心镂空绝缘织物构成绝缘遮挡层；其中，所述柔软带孔医用导电橡胶薄板设置在织物基底上，放置中心且通过粘胶与织物基底粘合； 所述导电海绵设置在所述柔软带孔医用导电橡胶薄板上，放置中心且通过导电胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板粘合； 所述绝缘织物中心镂空覆盖所述柔软带孔医用导电橡胶薄板上且通过粘胶与柔软带孔医用导电橡胶薄板粘合；
所述柔软带孔医用导电橡胶薄板为两层带孔导电橡胶薄板的叠加，中心重合，一次成型，其中：第一层厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为40-60mm，长度为70-100mm，两端为以其宽为直径的半圆；第二层厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为20-40mm，长度为50-80mm，两端为以其宽为直径的半圆。
2.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述织物基底是具有一定柔韧性和弹性的莱卡布块，用于支撑电极。
3.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述柔软带孔医用导电橡胶薄板可用具有导电橡胶性能的柔性合成材料代替，其体积电阻率小于等于104Ω·cm，其扯断力大于等于8Mpa，伸长率为250％-350％，硬度小于等于60度(60°)。
4.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述柔软带孔医用导电橡胶薄板的孔直径为2mm，孔与孔的中心间隔为4mm。
5.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述粘胶为医用粘合剂，所述导电胶为导电银胶。
6.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述导电海绵由高分子复合材料发泡技术生产，发泡孔径均匀，主要成分为聚酯海绵和金属镍，无毒无味，导电海绵柔软，富有弹性，可清洗；导电海绵厚度为1mm，整体宽度为20-40mm，长度为50-80mm，两端为以其宽为直径的半圆。
7.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述绝缘织物，厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为50-70mm，长度为80-110mm的矩形，中心镂空图形为导电海绵形状，绝缘织物封装电极，隔离导电层与皮肤接触。
8.根据权利要求1所述的心电干电极，其特征在于，所述绝缘织物与织物基底用缝纫机缝纫连接、固定。
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