CN107495961A - 心电电极及其制备方法 - Google Patents

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刘丽星
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Abstract

一种心电电极，其包括：导电布、第一防水透气层、吸附层、第二防水透气层；导电布、第一防水透气层、吸附层、第二防水透气层顺次叠合在一起；其中，导电布、第一防水透气层、第二防水透气层在边缘部分液体密封地结合在一起，吸附层容纳于第一防水透气层与第二防水透气层形成的空间内；所述第一防水透气层上形成有多个孔，用于将吸附层中吸附的导电液体渗透到导电布上。

Description

心电电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及心电电极，尤其涉及一种能够长时间保持在一定湿度的心电电极。
背景技术
临床医学上的重要生理参数(如心电、血压、血氧饱和度、体温等)的监护与检测对了解人体健康状况的变化趋势及这些疾病对人体的影响有着极其重要的临床意义。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化在体表随时间描记出来即为心电。目前心电检测已经成为重要的医疗检测手段，通过心电信号分析，能够帮助我们认识和了解一些生理现象和疾病的病理机制，为心血管疾病的分析诊断以及病情预后分析提供有用的信息。虽然从荷兰生理学家艾萨文成功研制第一台心电图机到现在100多年过去了，心电信号的可靠、准确、长时间检测及分析处理依然是医学工作者和生物医学工程人员的重要研究课题。
心电信号的检测要用到导电电极。目前临床上广泛使用的心电电极为一次性的Ag/AgCl电极，该电极由于通过导电胶黏贴在身体上，因此接触牢靠，心电信号质量稳定可靠。但是，该电极存在的问题是电极不能长时间使用。由于导电胶的缘故，临床上每24小时需要更换一次性电极，并且调整电极的黏贴位置，防止由于长时间黏贴导致过敏或者局部皮肤刺激损伤。该电极由于其黏贴特性，对使用者来说也不适感。
随着科技的进步，逐渐出现了非黏贴方式的心电电极，如导电硅胶、导电金属涂层、导电织物等，从而出现了非黏贴电极方式的心电信号检测技术和装置，即穿戴式心电信号检测。这些电极由于不使用导电胶，人体佩戴使用的时候，能够减轻不适感，而且穿戴使用方便，非常适合长时间连续动态心电监测使用。
织物电极是非黏贴电极的一种，是通过导电织物的方式来获取人体体表生物电，从而实现心电、脑电、肌电等电信号的检测。目前很多穿戴式的心电监测/检测系统都采用织物电极作为心电信号检测电极。织物电极在使用中遇到的最大挑战是电极与皮肤的接触阻抗不稳定，导致无法提取到高质量的心电信号。目前，在运动健康领域普遍使用心率监测带，为了有效提取心电信号，通常的做法是在使用前将心率带的织物电极用水打湿后穿戴使用，运动中皮肤不断分泌汗液才可以确保持续获取到有效的心电信号。但是在非运动场景使用中，如医院住院患者、日常家居的亚健康人群等，由于平时活动量小，身体不会持续产生汗液，因此即便在使用前将织物电极打湿也会在使用一段时间后，湿气蒸发殆尽，仍然会导致信号无法长时间连续有效获取。这种现象在老年人或者皮肤干燥人群上最容易发生。
发明内容
鉴于上述问题，本发明专利旨在提出了一种心电电极，其能够长时间保持一定程度的潮湿，从而保证织物电极在使用过程中电极与皮肤阻抗低且稳定。
本发明的心电电极，其包括：导电布、第一防水透气层、吸附层、第二防水透气层；
导电布、第一防水透气层、吸附层、第二防水透气层顺次叠合在一起；
其中，导电布、第一防水透气层、第二防水透气层在边缘部分液体密封地结合在一起，吸附层容纳于第一防水透气层与第二防水透气层形成的空间内；
所述第一防水透气层上形成有多个孔，用于将吸附层中吸附的导电液体渗透到导电布上。
优选地，所述第二防水透气层形成有注入口，用于向吸附层中注入导电液体。
优选地，所述导电布为导电银布，所述第一防水透气层为TPU防水透气复合面料，所述吸附层为医用聚氨酯PU海绵，所述第二防水透气层为TPU防水透气复合面料。
优选地，所述导电液体为生理盐水或饮用水。
优选地，所述多个孔的孔径为0.5-0.6mm，相邻两孔之间的距离为4-8mm。
优选地，所述导电布、第一防水透气层、第二防水透气层在边缘部分通过热压方式液体密封地结合在一起。
优选地，所述吸附层的规格为70mm*20mm*4mm。
一种胸带或背心，在其内侧设置有上述的心电电极。
本发明的心电电极的制备方法，其包括：
将仅环绕其边缘部分设置热熔胶的第一热熔胶膜热压合在第一防水透气层的第一侧；将仅环绕其边缘部分设置热熔胶的第二热熔胶膜热压合在第二防水透气层的第一侧；
将第二热熔胶膜的贴膜揭下而使其热熔胶保留在第二防水透气层的第一侧的边缘部分，然后将吸附层放置在第二防水透气层的第一侧的中心部分；再将第一防水透气层的第二侧面对第二防水透气层的第一侧而放置，使得吸附层位于第二防水透气层与第一防水透气层之间；然后对第二防水透气层和第一防水透气层的边缘部分进行热压合，使得第二防水透气层和第一防水透气层的边缘部分通过第二防水透气层的第一侧上的热熔胶液密性地结合在一起；
将第一热熔胶膜的贴膜揭下而使其热熔胶保留在第一防水透气层的第一侧的边缘部分，然后趁热将导电布的第二侧粘合在第一防水透气层的第一侧上；
其中所述第一防水透气层上形成有多个孔，用于将吸附层中吸附的导电液体渗透到导电布上。
优选地，将仅环绕其边缘部分设置热熔胶的第三热熔胶膜热压合在导电布的第一侧。
优选地，所述热压合的温度为80度，压合时间为2.5s。
本发明的心电电极通过吸附层储液，第一防水透气层上的孔渗液，实现对导电布的湿度的长期稳定地控制，大大改善了导电布的阻抗特性，从而使得本发明的心电电极对各类人群，包括老年人和皮肤干燥人群，都能获得高质量的心电信号，实现长时间、稳定可靠的心电信号检测/监测。
附图说明
图1为本发明的心电电极的横截面结构示意图；
图2为本发明的心电电极的分层结构示意图；
图3为热压合了热熔胶膜的第一防水透气层的结构示意图；
图4为热压合了热熔胶膜的第二防水透气层的结构示意图；
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的心电电极及其制备方法进行详细说明。
TPU防水透气复合面料就是用TPU薄膜复合在各种面料上形成一种复合材料，结合两者的特性得到一种新型面料。TPU(Thermoplastic polyurethanes)，热可塑性聚氨基甲酸酯，是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯－扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物。TPU可以被流涎、吹膜、压延或涂层做成薄膜，具有弹性好、强韧、耐磨、耐寒性好、环保无毒的优越特性。TPU复合面料用途有：气胀式救生衣、潜水BC夹克、救生筏、充气船、充气帐篷、军用充气自膨胀床垫、按摩气囊、医疗防褥疮床垫和专业的防水背包。其具有：
*高透气性；可达到10000g/m2/24小时，贴合之后还能够达到5000-7000g/m2/24小时，视各家工厂贴合方法、技术及布料与胶水而有所不同；
*高防水性；透气性好的薄膜通常是采用聚醚型TPU制造的，所以其耐水解性、抗菌性都非常优秀，因其强度高，耐水压也是非常优秀的；
*高弹性:：弹性佳，回弹性强；
*生物医学性能：具有极佳的生物相容性，无毒、无过敏反应性、无局部刺激性。
医用聚氨酯PU海绵除了具有普通聚酯海绵的特性之外，最重要的特点是对人体无害。该产品有很好的过滤性能，很强的吸水性，有弹性，不易撕破，不易变形，质地柔软，抗菌、安全无毒对人体无害、无味、无污染，易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合等加工。此种聚酯海绵主要用于医疗行业，可以加工成各种医疗用品，医用绷带，一次性医用清洁棒等.该海绵的吸水倍率约为9-10倍，单个吸水量为5-6g，吸水速率2-3s，在人体表面温度为正常时，耗水率为0.025g/min。
如图1所示为本发明的心电电极的横截面结构示意图。
本发明的心电电极，其包括：导电布1、第一防水透气层2、吸附层3、第二防水透气层4。
导电布1、第一防水透气层2、吸附层3、第二防水透气层4顺次叠合在一起。
其中，导电布1、第一防水透气层2、第二防水透气层4在边缘部分液体密封地结合在一起，具体为通过热压合工艺结合在一起；吸附层容纳3于第一防水透气层2与第二防水透气层4形成的空间内。
第一防水透气层2上形成有多个孔6，用于将吸附层3中吸附的导电液体渗透到导电布1上。
第二防水透气层4形成有注入口5，用于向吸附层3中注入导电液体，例如通过注射器注入。
导电布1可以是导电银布，也可以是其他能够导电的织物或无纺布。第一防水透气层2为TPU防水透气复合面料；吸附层3为医用聚氨酯PU海绵，也可以是其他吸附性能较好的材料，例如普通海绵、棉花等；第二防水透气层4为TPU防水透气复合面料。导电液体可以是生理盐水，也可以是普通饮用水，还可以是其他适合的导电液体。
多个孔6的孔径为0.5-0.6mm，相邻两孔6之间的距离为4-8mm。
吸附层3的规格为70mm*20mm*4mm。
心电电极的制备方法如下：
1、用热合工艺，把带孔复合面料与热熔胶膜沿着边缘热压合在一起，如图3所示；将无孔复合面料与热熔胶膜沿着边缘热压合在一起，如图4所示；温度设置80度，压合时间为2.5S。
2、把无孔复合面料上的热熔胶膜的贴膜撕去；把PU海绵放在没有设置热熔胶的中间位置；带孔复合面料不撕贴膜，并且贴膜面朝上，放置在撕去贴膜的无孔复合面料上的热熔胶上，然后用热压合工艺，把覆好热熔胶膜的带孔复合面料、PU海绵、无孔复合面料热压合在一起，温度设置80度，压合时间为2.5S，形成织物电极夹层。
3、把制备好的织物电极夹层上贴膜(即带孔复合面料上的热熔胶膜的贴膜)撕去，趁着织物电极夹层的余温，把导电银布与织物电极夹层粘合在一起。
4、用热压合工艺，把敷好导电银布的织物电极夹层于导电银布上与热熔胶膜热合在一起，热熔胶膜沿着边缘设置中间部分不设置，以便于织物电极透气，温度设置为80度，热压时间为2.5S。在导电银布上设置热熔胶是为了将导电银布与胸带、背心等结合在一起。
通过本发明的心电电极，可以保证导电布上长时间保持一定湿度，大大改善了导电布的阻抗特性，以实现长时间、稳定可靠的心电信号检测/监测。

Claims (10)

1.一种心电电极，其包括：导电布、第一防水透气层、吸附层、第二防水透气层；
导电布、第一防水透气层、吸附层、第二防水透气层顺次叠合在一起；
其中，导电布、第一防水透气层、第二防水透气层在边缘部分液体密封地结合在一起，吸附层容纳于第一防水透气层与第二防水透气层形成的空间内；
所述第一防水透气层上形成有多个孔，用于将吸附层中吸附的导电液体渗透到导电布上。
2.如权利要求1所述的心电电极，其特征在于：所述第二防水透气层形成有注入口，用于向吸附层中注入导电液体。
3.如权利要求1所述的心电电极，其特征在于：所述导电布为导电银布，所述第一防水透气层为TPU防水透气复合面料，所述吸附层为医用聚氨酯PU海绵，所述第二防水透气层为TPU防水透气复合面料。
4.如权利要求1所述的心电电极，其特征在于：所述导电液体为生理盐水或饮用水。
5.如权利要求1所述的心电电极，其特征在于：所述多个孔的孔径为0.5-0.6mm，相邻两孔之间的距离为4-8mm。
6.如权利要求1所述的心电电极，其特征在于：所述导电布、第一防水透气层、第二防水透气层在边缘部分通过热压方式液体密封地结合在一起。
7.如权利要求3所述的心电电极，其特征在于：所述吸附层的规格为70mm*20mm*4mm。
8.一种胸带或背心，其特征在于在其内侧设置有如权利要求1-7中任一项所述的心电电极。
9.一种心电电极的制备方法，其包括：
将仅环绕其边缘部分设置热熔胶的第一热熔胶膜热压合在第一防水透气层的第一侧；将仅环绕其边缘部分设置热熔胶的第二热熔胶膜热压合在第二防水透气层的第一侧；
将第二热熔胶膜的贴膜揭下而使其热熔胶保留在第二防水透气层的第一侧的边缘部分，然后将吸附层放置在第二防水透气层的第一侧的中心部分；再将第一防水透气层的第二侧面对第二防水透气层的第一侧而放置，使得吸附层位于第二防水透气层与第一防水透气层之间；然后对第二防水透气层和第一防水透气层的边缘部分进行热压合，使得第二防水透气层和第一防水透气层的边缘部分通过第二防水透气层的第一侧上的热熔胶液密性地结合在一起；
将第一热熔胶膜的贴膜揭下而使其热熔胶保留在第一防水透气层的第一侧的边缘部分，然后趁热将导电布的第二侧粘合在第一防水透气层的第一侧上；
其中所述第一防水透气层上形成有多个孔，用于将吸附层中吸附的导电液体渗透到导电布上。
10.如权利要求9所述的心电电极的制备方法，其特征在于：将仅环绕其边缘部分设置热熔胶的第三热熔胶膜热压合在导电布的第一侧。
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