一种用于测量生物信号的传感器，包括至少一个电极，所述电极包括柔性非导电材料基底、用于传输电信号的导电层、用于传输电信号的凝胶层和用于保护所述导电层和传输电信号的阻挡层。所述阻挡层沉积在所述基底上。所述导电层沉积在与所述凝胶层接触的阻挡层区域之外的阻挡层区域上。所述凝胶层设置在所述阻挡层上，使得所述凝胶层只覆盖部分所述阻挡层。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种用于測量生物信号(例如熵、EEG、EKG、EMG)的传感器。所述传感器包括至少ー个电极，所述电极包括柔性非导电材料基底、导电层、凝胶层和阻挡层。
技术介绍
用于记录来自记录表面(例如皮肤)的生物信号的电极通常需要使用导电的液体或固体凝胶，以在记录表面和电极传感元件之间提供连续的导电通路。导电凝胶含有盐 (KCl或NaCl)以实现电流流动。优选凝胶是高含盐量的凝胶，因为这样的凝胶产生的导体比使用低含盐量的凝胶所得导体好。此外，使用高含盐量通常要求在施用时较少的皮肤擦伤，以减少随后的电极施用之后皮肤-电极界面的阻杭。生物信号測量电极可以是单电极，或者在同一基底上包括多个电极的电极阵列。 电极通常包含粘性泡沫材料，其用于将电极附着到活组织例如人前额或胸上，具体取决于使用区域。电极包含具有盐成分的电解质凝胶，其与组织直接接触以确保电信号測量。一般电极使用时间取决于应用，从几分钟到数天。高含盐量的生物信号测量传感器电极传统上具有12个月的存放期。这是由多种因素引起，例如电极中凝胶的干燥，但主要由于导电层和阻挡层中发生的变化。导电层可以是例如银(Ag)，阻挡层可以是例如银/氯化银(Ag/AgCl)。各层在彼此的上面(组织侧) 相邻设置。变化由这些层和电解质凝胶之间的化学反应引起，电解质凝胶具有高含盐量以最大化信号质量和低阻杭。传统上如图1所示，阻挡层3(例如银/氯化银(Ag/AgCl)直接设置在导电层2(例如银(Ag)层)的上面(组织侧)。凝胶5直接设置在薄层(例如Ag/AgCl)的上面(组织侧)，该薄层作为导电层2(例如Ag)和凝胶5之间的阻挡层3。该阻挡层3非常薄，通常为几至几十微米，凝胶5随时间改变该层的特征。如果一段时间后凝胶可直接接触Ag层，则 Ag层和整个电极的性能劣化。本领域另一种产生阻挡层的已知方法是在导电Ag层的平坦上表面(组织侧)上添加活性凝胶。该凝胶对Ag层进行改性，并将上表面(组织侧)化学改变成氯化银Ag/AgCl 层。化学反应通过将可控量的物质加入纯(plain)银中控制，该物质使化学反应在规定点停止。该方法在Ag层的上面(组织侧)产生非常薄的AgCl层，穿透薄AgCl层至Ag层的凝胶可缩短电极的存放期。制造这类电极的基本方法是本领域公知的。这些方法广泛用于制造印刷电子设备。这些方法例如为丝网印刷、苯胺印刷木、凹版印刷、胶版印刷和喷墨。所有这些方法使用可印刷油墨，例如银(Ag)和银/氯化银(Ag/AgCl)，该油墨可在自动化过程中沉积到柔性基底上，使得能够大规模生产所述的传感器。本领域技术人员可找到可用于制造所述电极实施方案的各种其它技木。本公开提供一种用于測量生物信号的传感器，其可消除现有技术的限制。
技术实现思路
本文解决的电极的短处、缺点和问题可通过阅读和理解下述说明书来理解。在一个实施方案中，用于测量生物信号的传感器包括至少ー个电极。所述电极包括柔性非导电材料基底、用于传输电信号的导电层、用于传输电信号的凝胶层和用于保护导电层和传输电信号的阻挡层。阻挡层沉积在基底上。导电层沉积在与凝胶层接触的阻挡层区域之外的阻挡层区域上。凝胶层设置在阻挡层上使得凝胶层只覆盖部分阻挡层。在另ー个实施方案中，用于测量生物信号的传感器包括至少ー个电极。所述电极包括柔性非导电材料基底、用于传输电信号的导电层、用于传输电信号的凝胶层、用于保护导电层和传输电信号的阻挡层和由非导电材料构成的泡沫元件。阻挡层沉积在基底上。导电层被沉积为只接触与凝胶层接触的阻挡层区域之外的阻挡层区域。与凝胶层接触的阻挡层区域受安排在导电层上面的由非导电材料构成的泡沫元件的限制。凝胶层设置在阻挡层上，使得凝胶层只覆盖部分阻挡层。由非导电材料构成的泡沫元件在导电层和凝胶层之间形成阻挡元件。又一个实施方案涉及制造用于测量生物信号的传感器的方法，所述传感器包括至少ー个电极。该方法包括下列步骤提供柔性非导电材料基底、沉积用于传输电信号的导电层、沉积用于传输电信号的凝胶层和沉积用于保护导电层和传输电信号的阻挡层。阻挡层沉积在基底上。导电层沉积在与凝胶层接触的阻挡层区域之外的阻挡层区域上。凝胶层设置在阻挡层上，使得凝胶层只覆盖部分阻挡层。结合附图及其详细说明，本专利技术的各种其它特征、目的和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。附图说明图1是用于測量生物信号的一般现有技术电极的侧面示意图，图2是ー个用于测量生物信号的电极实施方案的侧面示意图，和图3是图2所示实施方案的分解透视图。具体实施例方式图2概略性示出一个用于測量生物信号的电极实施方案。标记号10显示柔性非导电材料基底。标记号11显示用于传输电信号的导电层，特别是从电极传输至连接器和进一步至测量装置，但也可用于将电信号从测量装置或连接器传输至电极。导电层11可由例如银(Ag)墨材料构成。标记号14显示用于传输电信号的凝胶层，特別是从组织传输至电极，但也可用于将电信号从电极传输至组织。凝胶层5可具有预定含盐量。标记号12显示阻挡层，用于保护所述导电层11免受凝胶可引起的化学变化并因此降低电极的存放期和性能。阻挡层12能够将电信号从凝胶层14传输至导电层11，反之亦然，还能够防止凝胶层14和导电层11的直接接触。为传输电信号，阻挡层应为导电材料。 阻挡层12可由例如银/氯化银(Ag/AgCl)材料构成。标记号13显示非导电材料的泡沫元件。图2中标记号16显示整个电极。图2所示电极是示意图。本领域技术人员立即理解所述结构还包括适当的附件， 例如连接器等。图2和3描述ー个用于测量生物信号的电极实施方案。图3以与图2相同的标记号描述相应细节。图2示出电极的基本结构，图3示出在传感器中使用三个图2所示电极的实施方案版本。在图3的实施方案中，用柔性非导电基底10将各电极连接在一起。然而，图2和3 —定不要按限制性意义来理解，即所用组件的数量可相当自由地根据现有需要而变化。在图2和3的实施方案中，沉积阻挡层12，例如直接印刷在基底10上。阻挡层12 可以是银/氯化银墨或银墨，用活性凝胶对银墨进行化学改性以具有早前所述AgCl上(组织侧)表面。在上面沉积导电层11，以接触与凝胶层14接触的阻挡层区域之外的阻挡层 12区域。凝胶层14设置在阻挡层上，使得凝胶层只覆盖部分阻挡层12。术语“上側”指在使用中朝向组织(例如当传感器附着到皮肤上时朝向人皮肤)的那ー侧。在图2和3的实施方案中，泡沫元件13形成为环状元件，且导电层11和其它层的形状形成为与泡沫元件13的形状一致。此处也必须理解，所示形式一定不要按限制性意义来理解，而是所用形式可根据现有需要自由变化。图3还用标记号17显示连接器，其可附接到结构上。连接器可在电极的制造阶段附接到结构上，或者备选地所述连接器可以后附接到制造的连接器上。在图3中，标记号18 显示整个传感器，包括三个图2所示电极16。在图2和3的实施方案中，与凝胶层14接触的阻挡层12区域受安排在导电层上侧的由非导电材料构成的泡沫元件13的限制。在图2和3的实施方案中，由非导电材料构成的泡沫元件13因此在导电层11和凝胶层14之间形成阻挡元件。凝胶层14中的凝胶材料可以是液体凝胶(湿凝胶)或固体凝胶。如果使用湿凝胶，那么也可使用海绵元件(图中未示出)。在该情况下，海绵元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·A·伊洛斯塔洛，M·J·卡尔，O·K·萨维宁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。