CN211962036U - 电极结构以及生物信息监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的电极结构以及生物信息监测系统，包括依次叠置的导电凝胶层、转换层和导电胶层，其中，导电凝胶层用于与皮肤接触，并获取生物离子信号，且发送至转换层；转换层用于将生物离子信号转换为电信号，并通过导电胶层发送至监测设备；导电胶层与导电凝胶层粘接，以将转换层固定在导电胶层与导电凝胶层之间。本实用新型中，一方面，构成电极结构的每一层均是柔性材料，因此最终形成的电极结构也具有柔性，使其在与皮肤接触时更加贴合皮肤表面；另一方面，通过导电胶层与导电凝胶层相互粘接来将转换层固定在导电胶层和导电凝胶层之间，相对现有技术通过孔眼和纽扣的固定方式而言，有效减小电极结构的厚度，使电极结构整体上更加轻便。

Description

电极结构以及生物信息监测系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备，具体涉及一种电极结构以及生物信息监测系统。

背景技术

医用电极用于许多不同的用途。监测电极和诊断电极用于检测病人体内的电活动。一种常用的电极是银/氯化银(Ag/AgCl)电极。银/氯化银电极通常用于生物反馈(例如，ECG、EEG和呼吸暂停)和生物刺激(例如，TENS、EMS)产品。

图1为现有技术中提供的一种电极结构的示意图。如图1所示，该电极结构包括衬层12、导电凝胶14、孔眼24、粘合剂背衬28、标签32、导电纽扣34。孔眼24的一个表面通过适当的导电凝胶14耦合到患者的身体，孔眼24的另一表面与导电纽扣34配合，导电纽扣34用于通过孔眼24和导电凝胶14将患者连接到ECG或类似记录设备或电刺激器。

在上述结构中，至少存在如下问题：

其一，带有电极的器件与孔眼之间是通过硬质材料刚性连接，不具有柔性；

其二，在一个电极上存在若干层，且由于存在孔眼和纽扣，电极的总厚度不小于5mm，这对于可穿戴器件的设计来说不容易定制。

实用新型内容

本实用新型至少部分解决现有的硬质材料刚性连接，致使电极结构不具有柔性，以及电极结构厚度过大的问题，提供一种电极结构以及生物信息监测系统。

本实用新型提供了一种电极结构，用作生物信息监测设备的电极，其包括依次叠置的导电凝胶层、转换层和导电胶层；其中，

导电凝胶层用于与皮肤接触，并获取生物离子信号，且发送至转换层；

转换层用于将生物离子信号转换为电信号，并通过导电胶层发送至监测设备；

导电胶层与导电凝胶层粘接，以将转换层固定在导电胶层与导电凝胶层之间。

进一步地，导电胶层在导电凝胶层上的正投影面积大于转换层在导电凝胶层上的正投影面积，并且导电胶层在导电凝胶层上的正投影完全覆盖转换层在导电凝胶层上的正投影。

进一步地，在导电凝胶层上，转换层的正投影轮廓位于导电胶层的正投影轮廓的内侧，且转换层的正投影轮廓与导电胶层的正投影轮廓在导电胶层的正投影轮廓的周向上均相互间隔。

进一步地，所述电极结构还包括保湿层，用于与皮肤固定并防止所述导电凝胶层的水分流失，所述保湿层设置在所述导电凝胶层、所述转换层和所述导电胶层的任意两个相邻层之间；

并且，在所述保湿层上设置有通孔，通过所述通孔使两个相邻层之间电导通。

进一步地，所述保湿层设置在所述转换层与所述导电胶层之间，所述通孔对应所述转换层的位置设置。

进一步地，所述保湿层包括依次叠置的保湿子层和胶贴子层，所述保湿子层用于防止所述导电凝胶层的水分流失，所述胶贴子层用于与皮肤固定。

进一步地，所述保湿子层的材料包括聚氨酯、聚乙烯或苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯；和/或

所述胶贴子层的材料包括丙烯酸酯、聚氨酯或橡胶。

进一步地，导电胶层包括聚合物基体以及分布在聚合物基体中的多个导电颗粒。

进一步地，聚合物基体的材料包括PVC、乙酸乙烯乙酯、聚乙二醇、丙二醇、瓜尔胶。

进一步地，导电颗粒的材料包括石墨、金属或金属涂覆纤维。

进一步地，转换层的材料包括银和氯化银。

进一步地，转换层的厚度的取值范围为1mm～125mm。

进一步地，转换层在导电凝胶层上的正投影形状包括圆形、椭圆形、菱形或者矩形。

进一步地，导电凝胶层的材料包括钾离子、钠离子、氯离子中的至少一种。

本实用新型还提供了一种生物信息监测系统，包括监测设备和与之连接的电极结构，其中，电极结构为本实用新型提供的电极结构。

本实用新型的电极结构，包括依次叠置的导电凝胶层、转换层和导电胶层，其中，导电凝胶层用于与皮肤接触，并获取生物离子信号，且发送至转换层；转换层用于将生物离子信号转换为电信号，并通过导电胶层发送至监测设备；导电胶层与导电凝胶层粘接，以将转换层固定在导电胶层与导电凝胶层之间。本实用新型中，一方面，构成电极结构的每一层均是柔性材料，因此最终形成的电极结构也具有柔性，使其在与皮肤接触时更加贴合皮肤表面；另一方面，本实用新型通过导电胶层与导电凝胶层相互粘接来将转换层固定在导电胶层和导电凝胶层之间，相对现有技术通过孔眼和纽扣的固定方式而言，有效减小电极结构的厚度，使电极结构整体上更加轻便。

本实用新型提供的生物信息监测系统，包括监测设备和与之连接的电极结构，该电极结构采用本实用新型提供的电极结构。由于生物信息监测系统采用本实用新型提供的电极结构，一方面，构成电极结构的每一层均是柔性材料，因此最终形成的电极结构也具有柔性，使其在与皮肤接触时更加贴合皮肤表面；另一方面，本实用新型通过导电胶层与导电凝胶层相互粘接来将转换层固定在导电胶层和导电凝胶层之间，相对现有技术通过孔眼和纽扣的固定方式而言，有效减小电极结构的厚度，使电极结构整体上更加轻便。

附图说明

图1为现有技术中提供的一种电极结构的示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的电极结构的结构示意图；

图3a为本实用新型提供的一种电极结构的俯视图；

图3b为本实用新型提供的另一种电极结构的俯视图；

图4为本实用新型中使用的转换层的结构示意图；以及

图5为本实用新型实施例3提供的电极结构的结构示意图。

其中，附图标记为：

1-导电凝胶层；2-转换层；3-导电胶层；4-保湿层；41-通孔；12-衬层；14-导电凝胶；24-孔眼；28-粘合剂背衬；32-标签；34-导电纽扣。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种电极结构，用作生物信息监测设备的电极，其包括依次叠置的导电凝胶层、转换层和导电胶层。其中，导电凝胶层用于与皮肤接触，并获取生物离子信号，且发送至转换层；转换层用于将生物离子信号转换为电信号，并通过导电胶层发送至监测设备；导电胶层与导电凝胶层粘接，以将转换层固定在导电胶层与导电凝胶层之间。

通过本实用新型提供的电极结构，一方面，构成电极结构的每一层均是柔性材料，因此最终形成的电极结构也具有柔性，使其在与皮肤接触时更加贴合皮肤表面；另一方面，本实用新型通过导电胶层与导电凝胶层相互粘接来将转换层固定在导电胶层和导电凝胶层之间，相对现有技术通过孔眼和纽扣的固定方式而言，有效减小电极结构的厚度，使电极结构整体上更加轻便。

实施例2：

图2为本实用新型实施例2提供的电极结构的结构示意图。图3a为本实用新型提供的一种电极结构的俯视图。

如图2所示，本实施例提供一种电极结构，其包括依次叠置的导电凝胶层1、转换层2和导电胶层3。其中，导电胶层3在导电凝胶层1上的正投影面积大于转换层2在导电凝胶层1上的正投影面积，并且导电胶层3在导电凝胶层1上的正投影完全覆盖转换层2在导电凝胶层1上的正投影。以使导电胶层3能够将转换层2固定在导电凝胶层1上。

进一步地，导电胶层3与转换层2之间的位置关系存在如下两种可能。

其一，图3a为本实用新型提供的一种电极结构的俯视图。如图3a所示，导电胶层3在导电凝胶层1上的正投影完全覆盖转换层2在导电凝胶层1上的正投影，但是，转换层2的轮廓与导电胶层3的轮廓存在重叠。

其二，图3b为本实用新型提供的另一种电极结构的俯视图。如图3b所示，在导电凝胶层1上，转换层2的正投影轮廓位于导电胶层3的正投影轮廓的内侧，且转换层2的正投影轮廓与导电胶层3的正投影轮廓在导电胶层3的正投影轮廓的周向上均相互间隔。也就是说，转换层2的轮廓与导电胶层3的轮廓存在重叠。通过这种设置方式，使导电胶层3完全包裹转换层2的轮廓，进一步提高转换层2的固定稳定性。

在本实施例中，导电胶层3包括聚合物基体以及分布在聚合物基体中的多个导电颗粒。以使导电胶层3在具有粘性的同时还具有导电性。

其中，聚合物基体的材料包括PVC、乙酸乙烯乙酯、聚乙二醇、丙二醇、瓜尔胶等。

其中，导电颗粒的材料包括石墨、金属或金属涂覆纤维。

在本实施例中，转换层2的材料包括银和氯化银。

在本实施例中，转换层2的厚度的取值范围为1mm～125mm。

其中，转换层2可以通过丝网印刷的方式获得，通过丝网印刷的方式获得的转换层2为油墨层，这种转换层2还经常应用于血糖测量和生物电子传导领域。当然，转换层2也可以通过其它方式获得，例如，电镀等。

图4为本实用新型中使用的转换层的结构示意图。如图4所示，转换层2在导电凝胶层1上的正投影形状包括圆形、椭圆形、菱形或者矩形。

在本实施例中，导电凝胶层1的材料包括钾离子、钠离子、氯离子中的至少一种。以使导电凝胶层1能够传导生物离子信号。

其中，导电凝胶层1的含水量大于10％。

实施例3：

图5为本实用新型实施例3提供的电极结构的结构示意图。

本实施例提供一种电极结构，与实施例2相比，本实施例中，电极结构还包括保湿层。

如图5所示，电极结构还包括保湿层4，保湿层4设置在转换层2与导电胶层3之间，用于与皮肤固定并防止导电凝胶层1的水分流失，并且，在保湿层4上设置有通孔41，通孔41对应转换层2的位置设置，以使导电胶层3通过通孔41与转换层2实现电导通。

其中，通孔41对应转换层2的位置设置是指，在导电凝胶层1上，通孔41的正投影至少部分位于转换层2的正投影的内侧。通过通孔41，导电胶层3与转换层2相接触，从而实现导电胶层3与转换层2之间的电导通。

通过设置保湿层4，将电极结构整体固定在皮肤上，避免长时间使用中电极结构在皮肤上的粘贴位置改变导致的信号波动，甚至从皮肤上脱落的问题，另外，由于保湿层4具有保湿作用，从而能够在长时间使用过程中，避免导电凝胶层1的水分流失，延长电极结构的使用寿命。

在本实施例中，通孔41的数量为一个，在导电凝胶层1上，通孔41的正投影轮廓位于转换层2的正投影轮廓的内侧，且通孔41的正投影轮廓与转换层2的正投影轮廓在转换层2的正投影轮廓的周向上均相互间隔，从而保湿层4在通孔41的周缘区域与转换层2相粘结，同时，保湿层4又与导电凝胶层1相粘结，进而保湿层4将转换层2固定在导电凝胶层1上。由于通孔41的正投影完全落入转换层2的正投影内侧，使得保湿层4与转换层2和导电凝胶层1之间的固定更加稳定。

优选地，通孔41与转换层2相对的面积尽量大，只要确保在通孔41的外边缘能够与转换层2和导电凝胶层1进行固定即可，以此增加转换层2与导电凝胶层1的接触面积，从而使得导电胶层3与转换层2之间的电导通更加稳定。

需要说明的是，尽管在本实施例中，通孔41的数量为一个，通孔41与转换层2相对的面积尽量大，但本实用新型并不局限于此，在实际应用中，通孔41的数量也可以为多个，转换层2和导电凝胶层1通过多个通孔41进行电导通。因此，本实用新型对通孔41的数量、形状及大小均不作限定，只要能够使转换层2和导电凝胶层1的相接触，且能通过通孔41的外边缘将保湿层4与转换层2和导电凝胶层1进行固定即可。

在本实施例中，保湿层4包括依次叠置的保湿子层和胶贴子层，保湿子层用于防止导电凝胶层1的水分流失，胶贴子层用于与皮肤固定。其中，保湿子层采用柔软、柔顺且透气的材料制成，例如聚氨酯、聚乙烯或苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯。其中，胶贴子层的材料包括丙烯酸酯、聚氨酯或橡胶。

还需要说明的是，尽管在本实施例中，保湿层4设置在导电胶层3和转换层2之间，但在实际应用中，保湿层4也可以设置在转换层2与导电凝胶层1之间，此时，通孔用于使转换层2与导电凝胶层1电导通。

实施例4：

本实施例提供了一种生物信息监测系统，包括监测设备和与之连接的电极结构，其采用本实用新型提供的电极结构制成。

其中，生物信息监测系统可为心率监测系统。

由于生物信息监测系统采用本实用新型提供的电极结构，一方面，构成电极结构的每一层均是柔性材料，因此最终形成的电极结构也具有柔性，使其在与皮肤接触时更加贴合皮肤表面；另一方面，本实用新型通过导电胶层与导电凝胶层相互粘接来将转换层固定在导电胶层和导电凝胶层之间，相对现有技术通过孔眼和纽扣的固定方式而言，有效减小电极结构的厚度，使电极结构整体上更加轻便。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电极结构，用作生物信息监测设备的电极，其特征在于，包括依次叠置的导电凝胶层、转换层和导电胶层；其中，

所述导电凝胶层用于与皮肤接触，并获取生物离子信号，且发送至所述转换层；

所述转换层用于将所述生物离子信号转换为电信号，并通过所述导电胶层发送至所述监测设备；

所述导电胶层与所述导电凝胶层粘接，以将所述转换层固定在所述导电胶层与所述导电凝胶层之间。

2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述导电胶层在所述导电凝胶层上的正投影面积大于所述转换层在所述导电凝胶层上的正投影面积，并且所述导电胶层在所述导电凝胶层上的正投影完全覆盖所述转换层在所述导电凝胶层上的正投影。

3.根据权利要求2所述的电极结构，其特征在于，在所述导电凝胶层上，所述转换层的正投影轮廓位于所述导电胶层的正投影轮廓的内侧，且所述转换层的正投影轮廓与所述导电胶层的正投影轮廓在所述导电胶层的正投影轮廓的周向上均相互间隔。

4.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述电极结构还包括保湿层，用于与皮肤固定并防止所述导电凝胶层的水分流失，所述保湿层设置在所述导电凝胶层、所述转换层和所述导电胶层的任意两个相邻层之间；

并且，在所述保湿层上设置有通孔，通过所述通孔使两个相邻层之间电导通。

5.根据权利要求4所述的电极结构，其特征在于，所述保湿层设置在所述转换层与所述导电胶层之间，所述通孔对应所述转换层的位置设置。

6.根据权利要求4所述的电极结构，其特征在于，所述保湿层包括依次叠置的保湿子层和胶贴子层，所述保湿子层用于防止所述导电凝胶层的水分流失，所述胶贴子层用于与皮肤固定。

7.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述转换层的厚度的取值范围为1mm～125mm。

8.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述转换层在所述导电凝胶层上的正投影形状包括圆形、椭圆形、菱形或者矩形。

9.一种生物信息监测系统，包括监测设备和与之连接的电极结构，其特征在于，所述电极结构为权利要求1-8中任一所述的电极结构。

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