本技术实施例提供一种电生理监测电极、传感器、装置及系统,用以解决现有技术中的无凝胶的金属干电极能够获得的电生理信号的信号质量较差,可用性不高,严重影响干电极式电生理监测电极的大规模商业化应用。该电生理监测电极包括柔性导电基底、高熵合金膜层、导电凝胶层、金属电极、皮肤黏贴件、电极导线。该电生理监测电极通过沉积工艺在柔性导电基底沉积得到高熵合金膜层,该结合体与皮肤的接触阻抗小,且能够与皮肤共形接触,皮肤上的电生理信号能够在很小的阻碍下快速传递给高熵合金膜层,以产生信号质量高、信号稳定且灵敏度高测试电位信号,进而加速干电极式电生理监测电极的大规模商业化应用。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及生物生理监测器械及辅助装置,具体涉及一种电生理监测电极、传感器、装置及系统。
技术介绍
1、电生理监测,是指通过电生理监测装置和/或系统,纪录生物体传入的电生理信号,例如通过纪录获得生物体的脑电图(electroencephalogram,eeg)、心电图(electrocardiogram,ekg)、肌电图(electromyogram,emg)。基于获得的电生理信号,可了解生物体的生理状态。电生理监测被广泛应用于生物体研究、身体状况监测、疾病诊断和治疗、治疗药物筛选、运动健康防护。
2、电生理监测电极,是电生理监测装置和/或系统中与生物体直接接触获取电生理信号的重要部件。其技术性能直接关系到获得的电生理信号的质量,也进而关系到监测信号的可用性、可靠性及可利用价值。
3、现有的电生理监测电极有导电凝胶湿电极和金属干电极两种。
4、导电凝胶湿电极,是现有电生理监测装置和/或系统常用的电生理监测电极。在电生理监测前,要在生物身体的监测部位涂抹导电凝胶以形成层状导电凝胶湿电极,在电生理监测过程中,基于导电凝胶层作为电生理信号的接入端采集皮肤上的电生理信号,在电生理监测后,需要清除水分已经挥发较多的导电凝胶。导电凝胶湿电极,直接涂覆在皮肤,容易引发皮肤刺激甚至过敏反应,使用中,由于水分挥发逐渐干涸,会导致电生理信号的传输能力变差,传输稳定性降低,使用后,将干涸的导电凝胶从皮肤上清理掉也是很麻烦的事情。
5、基于前述技术问题,本领域的研究人员,研发出无凝胶的金属干电极。
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p>6、然而,专利技术人在实现本技术实施例中的技术方案的过程中发现,现有的金属干电极至少存在如下技术问题:7、现有的无凝胶的金属干电极能够获得的电生理信号的信号质量较差,可用性不高,严重影响干电极式电生理监测电极的大规模商业化应用。
技术实现思路
1、有鉴于此,本技术实施例的目的在于提供一种电生理监测电极、传感器、装置及系统,用以解决现有技术中的无凝胶的金属干电极能够获得的电生理信号的信号质量较差,可用性不高,严重影响干电极式电生理监测电极的大规模商业化应用的缺陷。本技术实施例通过沉积工艺在柔性导电基底沉积得到高熵合金膜层,该结合体与皮肤的接触阻抗小,且能够与皮肤共形接触,皮肤上的电生理信号能够在很小的阻碍下快速传递给高熵合金膜层,以产生信号质量高、信号稳定且灵敏度高测试电位信号,进而加速干电极式电生理监测电极的大规模商业化应用。
2、为了实现上述目的,本技术实施例中采用的技术方案如下:
3、第一方面,本技术实施例中提供一种电生理监测电极,应用于电生理监测传感器;所述电生理监测电极包括:
4、柔性导电基底;
5、高熵合金膜层;所述高熵合金膜层通过沉积工艺布设在所述柔性导电基底上;在电生理监测场景下,所述高熵合金膜层与皮肤的接触阻抗为6-17kω;
6、导电凝胶层;所述导电凝胶层涂覆在所述柔性导电基底的高熵合金膜层结合面的相对面;
7、金属电极;所述金属电极通过所述导电凝胶层与所述柔性导电基底粘合在一起;
8、皮肤黏贴件;所述皮肤黏贴件为创可贴结构;所述皮肤黏贴件的皮肤黏贴面的相对面的中间部位具有凸台,凸台处的皮肤黏贴件上开设一嵌设通孔,通过所述嵌设通孔将所述高熵合金膜层、所述柔性导电基底、所述导电凝胶层、所述金属电极的结合体嵌设固定在所述皮肤黏贴件中;其中,所述高熵合金膜层露出所述皮肤黏贴件的皮肤黏贴面;
9、电极导线;所述电极导线与所述金属电极电连接;
10、在电生理监测过程中,通过所述皮肤黏贴件将所述高熵合金膜层帖实在监测点的皮肤上,布设在所述柔性导电基底上的所述高熵合金膜层能够与皮肤共形接触;所述高熵合金膜层将接收到的电生理微电流顺次经所述柔性导电基底、所述导电凝胶层、所述金属电极及所述电极导线传输出去以形成测试电位。
11、可选地,所述高熵合金膜层为fe-co-ni-cu-zn高熵合金膜层。
12、可选地,所述高熵合金膜层为纳米结构的膜层。
13、可选地,所述沉积工艺为电镀工艺。
14、第二方面,本技术实施例中提供一种电生理监测传感器,所述电生理监测传感器包括:
15、接地电极;所述接地电极用于提供0伏特基准电位信号;
16、工作电极;所述工作电极帖设在身体监测点的皮肤上,用于采集监测点的测试电位信号;
17、参比电极;所述参比电极帖设在身体监测点以外的皮肤上,用于采集身体的测试电位信号;
18、所述工作电极、所述接地电极、所述参比电极均为前述电生理监测电极。
19、第三方面,本技术实施例中提供一种电生理监测装置,所述电生理监测装置包括;
20、前述电生理监测传感器;
21、模拟前端电路;所述模拟前端电路的输入端电连接所述电生理监测传感器的所述接地电极的输出端,获得0伏特基准电位信号;所述模拟前端电路的输入端电连接所述电生理监测传感器的所述参比电极的输出端,获得身体的测试电位信号;所述模拟前端电路的输入端电连接所述电生理监测传感器的所述工作电极的输出端,获得监测点的测试电位信号;所述模拟前端电路基于0伏特基准电位信号、身体的测试电位信号、监测点的测试电位信号,获得监测点的电生理电位信号;
22、电压放大电路;所述电压放大电路的输入端电连接所述模拟前端电路的输出端,对所述模拟前端电路传来的监测点的电生理电位信号进行放大;
23、滤波电路;所述滤波电路的输入端电连接所述电压放大电路的输出端,用于对接收到的放大后的监测点的电生理电位信号进行滤波处理,以去除放大后的监测点的电生理电位信号中的干扰信号;
24、a/d转换电路;所述a/d转换电路的输入端电连接所述滤波电路的输出端,所述a/d转换电路将所述滤波电路滤波后的监测点的电生理电位信号由模拟信号转换成数字信号;
25、微处理器;所述微处理器电连接所述a/d转换电路的输出端,所述微处理器对所述a/d转换电路传来的数字化的监测点的电生理电位信号进行处理,得到肌电图或心电图或脑电图的绘图元数据。
26、存储器;所述存储器电连接所述微处理器,用于存储所述微处理器处理得到的肌电图或心电图或脑电图的绘图元数据;
27、电源;所述电源用于为所述电生理监测装置的用电单元供电。
28、可选地,所述滤波电路包括:
29、带通滤波电路;所述带通滤波电路的输入端电连接所述电压放大电路的输出端,用于通过上限阈值和下限阈值去除监测点的电生理电位信号中的噪声干扰信号;
30、陷波电路;所述陷波电路的输入端电连接所述带通滤波电路的输出端,所述陷波电路的输出端电连接所述a/d转换电路的输入端,用于去除监测点的电生理电位信号中的50hz环境频率干扰信号。
31、可选地,所述电生本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.电生理监测电极,应用于电生理监测传感器;其特征在于,所述电生理监测电极包括:
2.根据权利要求1所述的电生理监测电极,其特征在于,所述高熵合金膜层为Fe-Co-Ni-Cu-Zn高熵合金膜层。
3.根据权利要求1或2所述的电生理监测电极,其特征在于,所述高熵合金膜层为纳米结构的膜层。
4.根据权利要求1所述的电生理监测电极,其特征在于,所述沉积工艺为电镀工艺。
5.电生理监测传感器,其特征在于,所述电生理监测传感器包括:
6.电生理监测装置,其特征在于,所述电生理监测装置包括;
7.根据权利要求6所述的电生理监测装置,其特征在于,所述滤波电路包括:
8.根据权利要求6所述的电生理监测装置,其特征在于,所述电生理监测装置还包括显示模块,所述显示模块包括:
9.根据权利要求6-8中任一项所述的电生理监测装置,其特征在于,所述电生理监测装置还包括通信电路,所述通信电路与所述微处理器电连接;所述微处理器通过所述通信电路建立的网络连接将存储于所述存储器的肌电图或心电图或脑电图的绘图元数据发送出去。
10.电生理监测系统,其特征在于,所述电生理监测系统包括上位机,与所述上位机通信连接的权利要求9所述的电生理监测装置。
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【技术特征摘要】
1.电生理监测电极,应用于电生理监测传感器;其特征在于,所述电生理监测电极包括:
2.根据权利要求1所述的电生理监测电极,其特征在于,所述高熵合金膜层为fe-co-ni-cu-zn高熵合金膜层。
3.根据权利要求1或2所述的电生理监测电极,其特征在于,所述高熵合金膜层为纳米结构的膜层。
4.根据权利要求1所述的电生理监测电极,其特征在于,所述沉积工艺为电镀工艺。
5.电生理监测传感器,其特征在于,所述电生理监测传感器包括:
6.电生理监测装置,其特征在于,所述电生理监测装置包括;
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙萍,周杰,王雪,谢佳珈,唐婷婷,肖瑶,
申请(专利权)人:成都信息工程大学,
类型:新型
国别省市:
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