CN110123310A - 区域型柔性组合心电电极 - Google Patents

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刘纪红
李阳
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    • A61B2562/125—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes

Abstract

本发明是一种区域型柔性组合心电电极，采用多个电极组合到绝缘层内，形成一个区域型电极。每个电极都采用石墨烯金属电极，整体结构为上层是石墨烯层、下层是金属层。金属层厚度为0.01～0.08mm，金属层厚度太薄易折损，太厚使得电极刚硬缺少柔软性。将金属层和导线设置于聚酰亚胺绝缘层内部，将石墨烯层设置于聚酰亚胺绝缘层外部。使用石墨烯层不仅保护了内层金属，还使得采集到的信号质量更好；具有一定柔软度，能更好的贴合人体皮肤；将16个电极组合成一个大电极，能够采集到多个区域的心电信号，同时在使用中方便了电极与皮肤的贴合；使用FPC信号传输线，减少传输导线的质量和体积，用于可穿戴设备中；可多次使用，损坏后替换也很容易。

Description

区域型柔性组合心电电极
技术领域
本发明专利涉及一种区域型柔性组合心电电极。
背景技术
心电图(ECG)是最常见的并广泛使用的生命体征监测技术。目前医院常用的是12导联心电图。为了更好地监测人的生命体征，就需要更多导联来进行更精密的监测。科学家们为此在不断努力。
在心电图测量过程中，常用的电极有吸球电极、一次性贴片电极、电极夹。这些电极都是刚性电极，缺少柔软度。它们所用到的导联线相互独立，每一根电极线都较粗，长度都在50cm以上。这样，在测量过程中导线重量较大，电极易于皮肤分开；而增强电极与皮肤之间的压力，又使得人体测量体验变差。如果测量32导联以上的信号，则一个一个电极贴合就显得麻烦，浪费时间。
鉴于此，设计出一种区域型柔性组合心电电极。该电极使用石墨烯金属电极，提高采集信号质量，减少电极质量，增加电极柔软度，能够多次测量。多个柔性电极组合到一起，能够测量人体特定区域的心电信号，并方便了电极的贴合，减少贴合时间。该设计使用带屏蔽的FPC软排线传输心电信号，减少外接信号干扰，减轻电极传输线质量和体积，增强传输线的柔软性，使其能够做到可穿戴设备中。
发明内容
设计出能够多次使用且方便测量的16导联的心电信号采集区域型柔性组合电极传感器。
本发明采用的技术方案是：
一种区域型柔性组合心电电极，采用多个电极组合到绝缘层内，形成一个区域型电极。
优选的，每个电极都采用石墨烯金属电极，整体结构为上层是石墨烯层、下层是金属层。
优选的，金属层厚度为0.01～0.08mm，金属层厚度太薄易折损，太厚使得电极刚硬缺少柔软性。
优选的，石墨烯金属电极金属层的引出端连接有导线。
优选的，将导线设置于聚酰亚胺绝缘层内部，将石墨烯金属电极设置于聚酰亚胺绝缘层外部。
优选的，采用16个电极组合成一个区域型电极，电极材料为柔性材料。
优选的，导线采用银丝或铜丝，相邻导线的间距为0.05mm或0.1mm。
优选的，将全部导线通过FPC插座与FPC软排线连接，在FPC软排线上设有FPC传输线的屏蔽层。
优选的，金属层为L形，一端与石墨烯层端部连接，另一端与导线连接。
本发明的优点是：
使用石墨烯金属电极，石墨烯层不仅保护了内层金属，还使得采集到的信号质量更好；整个电极具有一定柔软度，能更好的贴合人体皮肤；将16个电极合理地组合成一个大电极，使其在32导联以上系统中能够采集到多个区域的心电信号，同时在使用中方便了电极与皮肤的贴合；使用FPC信号传输线，减少传输导线的质量和体积，可用于可穿戴设备中；该电极可多次使用，在采集系统中损坏后替换也很容易。
附图说明
图1是本发明的区域型柔性组合心电电极的结构图。
图2是图1中电极沿着虚线Y所截得侧视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图1、2对本发明进一步详细说明。
一种区域型柔性组合心电电极，采用多个电极组合到绝缘层内，形成一个区域型电极。
每个电极都采用石墨烯金属电极，整体结构为上层是石墨烯层1、下层是金属层2。
金属层2厚度为0.01～0.08mm，金属层厚度太薄易折损，太厚使得电极刚硬缺少柔软性。
石墨烯金属电极的金属层2为引出端连接有导线4。
将导线4设置于聚酰亚胺绝缘层3内部，将石墨烯金属电极设置于聚酰亚胺绝缘层外部。
采用16个电极组合成一个区域型电极，电极材料为柔性材料。
导线4采用银丝或铜丝，相邻导线的间距为0.05mm或0.1mm。
将全部导线4通过FPC插座5与FPC软排线6连接，在FPC软排线6上设有FPC传输线的屏蔽层7。
金属层2为连接端部L形，一端与石墨烯层1下部连接，另一端与导线4连接。
石墨烯金属电极的上层是石墨烯，下层是金属。首先，石墨烯导电性能很好，有利于信号的采集。其次，石墨烯化学性质极其稳定，可以起到阻隔的作用，防止金属层与人体直接接触造成金属腐蚀。石墨烯下面的金属适宜选择性价比较高的铜，金属层厚度为0.01～0.08mm，金属层厚度太薄易折损，太厚使得电极刚硬缺少柔软性。电极设计成为圆形，没有棱角，这样在实际测量中电极就不会扎伤皮肤。圆形电极的直径为0.3mm～0.7mm，直径太大浪费面积，太小又不能保证在实际测量中16个电极都很好地贴合皮肤。金属层2是金属电极引出端，用于金属电极与导线4相连接。聚酰亚胺绝缘层3，且单面有胶。聚酰亚胺无毒、绝缘性良好，适合做电极基材。并且它经得起数千次消毒，可让电极的多次重复使用。导线4以银丝和铜丝为最佳。相邻金属导线的间距为0.05mm或者0.1mm。图一中5是FPC插座，开关式插座比较灵活，易于将整个电极与FPC信号传输线拆分，方便电极和FPC信号传输线的替换。16路FPC软排线传输16信号；FPC传输线的屏蔽层，减少外界信号对心电信号的干扰。由于该电极主要是用于32导联以上的信号采集且采集区域是人体上半身的部分，所以相邻电极之间的垂直和水平间不宜过大，否则部分电极没位置贴合，本文相邻电极间距设计为1cm～2cm。
为了让电极更好的与人体皮肤接触，采集到更精准、更稳定的信号，要让石墨烯金属电极比聚酰亚胺绝缘层突出。除此之外，电极的引出端和金属导线都被包在聚酰亚胺绝缘层中，避免金属线与皮肤接触而造成信号采集不正常。

Claims (9)

1.一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
采用多个电极组合到绝缘层内，形成一个区域型电极。
2.根据权利要求1所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
每个电极都采用石墨烯金属电极，整体结构为上层是石墨烯层、下层是金属层。
3.根据权利要求2所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
金属层厚度为0.01～0.08mm，金属层厚度太薄易折损，太厚使得电极刚硬缺少柔软性。
4.根据权利要求2所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
石墨烯金属电极金属层的引出端连接有导线。
5.根据权利要求2所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
将导线设置于聚酰亚胺绝缘层内部，将石墨烯金属电极设置于聚酰亚胺绝缘层外部。
6.根据权利要求1所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
采用16个电极组合成一个区域型电极，电极材料为柔性材料。
7.根据权利要求4所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
导线采用银丝或铜丝，相邻导线的间距为0.05mm或0.1mm。
8.根据权利要求4所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
将全部导线通过FPC插座与FPC软排线连接，在FPC软排线上设有FPC传输线的屏蔽层。
9.根据权利要求2所述的一种区域型柔性组合心电电极，其特征在于，
金属层为L形，一端与石墨烯层端部连接，另一端与导线连接。
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