一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片制造技术

本发明专利技术公开了一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，涉及生物肌电领域，包括：以聚丙烯聚合物作为基底层和密封层材料，以水凝胶作为导电电极和导线，具有全透明的物理特征。水凝胶材料具有导电性，可用于制作电极和导线。水凝胶电极为8x8的阵列，为全透明的胶状材料。水凝胶电极一侧固定于基底层上，另一侧不封装，用于与皮肤接触。水凝胶导线与电极为相同的材料，一端与水凝胶电极相连接，另一端与外界电子元器件连接。该水凝胶导线被基底层和密封层密封，防止使用时与皮肤接触。与现有技术相比，本发明专利技术所述的电极片具有极强的拉伸性，可避免使用过程中肌电信号测量点发生错位；且该电极片结构简单，成本低廉。

A hydrogel based electrode for stretched high density EMG signals

The invention discloses a stretchable high density EMG signal electrode based hydrogel relates to the biological EMG field, including: using polypropylene polymer as the base layer and the sealing layer material, conductive electrodes and wires as hydrogels, with physical characteristics of transparent. The hydrogel material is conductive and can be used to make electrodes and wires. The hydrogel electrode is an array of 8x8, which is a transparent colloidal material. One side of the hydrogel electrode is fixed on the basal layer, and the other side is not encapsulated, which is used for contacting with the skin. The hydrogel wire and electrode are the same material, one end is connected with the hydrogel electrode, and the other end is connected with the external electronic components. The hydrogel wire is sealed by the base layer and the sealing layer, so as to prevent contact with the skin when used. Compared with the prior art, the electrode of the invention has strong tensile, can avoid the EMG signal measuring point occurred during dislocation; and the electrode has the advantages of simple structure, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片
本专利技术涉及的是一种生物肌电领域的技术，具体是一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片。
技术介绍
肌电信号(EMG)是生物电信号的一种，是肌纤维中运动单元的动作电位在时间和空间上的叠加，在一定程度上能够反映出神经和肌肉的运动状态。目前采取肌电信号的方式主要分为两种，一种是用针电机插入肌肉中获取肌电信号，这种方式干扰较小，且信号识别度高，但会对人体造成一定损伤；另一种方式是将电极片贴在皮肤表面，这种方式不会对人体产生伤害，且较为简单，是目前比较常用的肌电信号采集方式。然而肌肉在运动时，会产生一定的变形或扭转，目前的两种方式在用于多点采集时，无法在肌肉运动扭转时继续保持紧贴测试点。经过对现有技术的检索发现，中国专利公开号CN103315737B，公开日为2015.04.15，公开了佩戴式的肌电信号采集系统，其特征在于，包括腕带式前置信号放大装置和信号处理装置两个部分，其中，腕带式前置信号放大装置与信号处理装置通过FPC(柔性扁平电缆)相连接；所述腕带式前置信号放大装置，对表面肌电信号进行初步滤波及放大处理；所述信号处理装置，对所述腕带式前置信号放大装置传送的信号进行进一步滤波、放大及模数转换，并通过蓝牙发送至计算机或其它终端设备。这一技术使用腕带结构以适应不同手臂粗细的人群，但肌电采集的电极未与皮肤紧密贴合，在手臂运动时电极仍可能发生位移，偏离预定的测试点。因此，本领域的技术人员致力于开发一种全新的肌电信号采集电极片，应当具有极强的拉伸性，可避免使用过程中肌电信号测量点发生错位；并且具有结构简单，成本低廉等优点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，该电极片以聚丙烯聚合物作为基底材料，以水凝胶作为导电电极，具有全透明的物理特征，该电极片总共有多个肌电信号通道，可实现高密度的肌电信号采集。由聚丙烯聚合物材料制成的3MVHB或Ecoflex30作为基底材料，具有高粘性与高弹性，该电极片可与皮肤实现紧密接触，在手臂运动过程中随皮肤的运动而相应变形，使水凝胶电极始终固定在同一个测试点。且该电极片成本低廉，制作工艺简单。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，包括：基底层、水凝胶电极、水凝胶导线和密封层；所述水凝胶电极和所述水凝胶导线的材料为水凝胶，所述水凝胶具有导电性；所述基底层和所述密封层具有绝缘性；所述水凝胶电极和所述水凝胶导线固定于所述基底层上。所述水凝胶导线一端与所述水凝胶电极相连接，另一端与外界电子元器件连接；所述水凝胶导线被所述密封层密封。进一步地，所述水凝胶导线的宽度为1mm，厚度为2mm。所述水凝胶电极以阵列方式排布，具有多个肌电信号通道，所述密封层设有镂空区域，使得所述水凝胶电极一侧固定于所述基底层上，另一侧不封装，用于与皮肤接触。进一步地，所述水凝胶电极以8x8的阵列排布，具有64个肌电信号通道，单个水凝胶电极尺寸为4mmx3mm，厚度为3mm。进一步地，所述水凝胶电极和所述水凝胶导线采用相同的水凝胶材料。进一步地，所述基底层和所述密封层的材质均为聚丙烯聚合物。进一步地，所述基底层和所述密封层所使用的材料为3MVHB或Ecoflex30双面胶带，具有极强柔性和适宜粘性，是绝缘体，易固定在皮肤上，且方便取下，所述3MVHB或Ecoflex30双面胶带厚度为1mm。所述肌电信号电极片具有全透明结构。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1为所述的基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片的结构示意图；其中，1为水凝胶电极，2为水凝胶导线，3为密封层，4为基底层。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。实施例1：如图1所示的基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，本实施例包括：若干水凝胶电极1和若干水凝胶导线2，其中，水凝胶电极1和水凝胶导线2均位于基底层4上，另一侧用密封层3进行覆盖。如图1所示，所述的水凝胶电极1和水凝胶导线2具有导电性，用于作为电极和导线材料，代替传统的金属电极及导线采集肌电信号。所述的水凝胶导线2宽度为1mm，厚度为2mm。所述的水凝胶导线2一侧固定于基底层4上，另一侧被密封层3密封，防止使用时与皮肤接触。所述的水凝胶导线2一端与水凝胶电极1相连接，另一端与外界电子元器件连接。所述的水凝胶电极1采用8x8的阵列，共有64个电极信号通道；单个水凝胶电极1尺寸为4mmx3mm，厚度为3mm，为全透明的胶状材料。所述密封层3设有镂空区域，使得所述水凝胶电极1一侧固定于基底层4上，另一侧不封装，用于与皮肤接触。所述的基底层4和密封层3所使用的材料均为3MVHB双面胶带(或Ecoflex30)，厚度为1mm。实施例2：一种肌电信号采集设备，应用了如实施例1所述的一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片。与现有技术相比，本专利技术设计一种全新的肌电信号采集电极片，相较于现有的产品，该电极片具有极强的拉伸性，可避免使用过程中肌电信号测量点发生错位；与现有电极片不同，该电极片具有全透明的物理特征；且该电极片结构简单，成本低廉。以上详细描述了本专利技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本专利技术的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本专利技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，其特征在于，包括基底层、水凝胶电极、水凝胶导线和密封层；所述水凝胶电极和所述水凝胶导线的材料均为水凝胶，所述水凝胶具有导电性；所述基底层和所述密封层具有绝缘性；所述水凝胶电极和所述水凝胶导线固定于所述基底层上。

【技术特征摘要】
1.一种基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，其特征在于，包括基底层、水凝胶电极、水凝胶导线和密封层；所述水凝胶电极和所述水凝胶导线的材料均为水凝胶，所述水凝胶具有导电性；所述基底层和所述密封层具有绝缘性；所述水凝胶电极和所述水凝胶导线固定于所述基底层上。2.如权利要求1所述的基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，其特征在于，所述水凝胶导线一端与所述水凝胶电极相连接，另一端与外界电子元器件连接；所述水凝胶导线被所述密封层密封。3.如权利要求2所述的基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，其特征在于，所述水凝胶导线的宽度为1mm，厚度为2mm。4.如权利要求1所述的基于水凝胶的可拉伸高密度肌电信号电极片，其特征在于，所述水凝胶电极以阵列方式排布，具有多个肌电信号通道，所述密封层设有镂空区域，使得所述水凝胶电极一侧固定于所述基底层上，另一侧不封装，用于与皮肤接触。5.如权利要求4所述的基于水凝胶的可拉伸高...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷国迎，李灵，朱向阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31