[发明专利]一种液态金属心电电极片

说明书

本发明提供一种液态金属心电电极片，其为一体式结构，所述电极片呈圆形，沿中心轴分为上下两层，上层设有存储腔(2)，下层设有接触腔(4)，存储腔容积可变，内部填充液态金属，接触腔是由可变形的弹性材料制成的圆锥形空心腔体，电极片使用时，存储腔内的液态金属进入接触腔，使液态金属与皮肤直接接触；接触腔的外周环形区域设有粘胶层(5)；位于电极片中央的导线(3)贯穿于存储腔和接触腔，电极片使用时，导线的下端浸润在液态金属中，另一端从存储腔中央向外延伸，用于与检测仪器相连。本发明提供的液态金属电极片具有很好的柔性，能够与使用者的皮肤完全贴合，有效地提高了电极的接触面积；并且活动腔体设计，使电极片可以重复使用。

技术领域

本发明涉及医用材料领域，具体地说，涉及一种液态金属心电电极片。

背景技术

生物体内存在各种生物电信号，其中最常见的是心电信号，而且心电信号的检测对于诊断心血管疾病具有重要的意义。生物体内的电流是离子导电，而电极和检测仪器中的电流是电子导电，因此必须通过电极将生物体内的离子导电转换为相对应的电子导电。人体的皮肤相当于离子的半透膜，具有一定的电位差，金属和皮肤在电解液环境中通过氧化还原反应实现离子导电到电子导电的转化。传统的心电电极片主要由金属片和导电膏组成，导电膏的作用是保证金属片与皮肤的良好接触，同时起到电解液的作用。目前的心电电极多采用固体金属片状电极，这种电极与表面形状凹凸不平的皮肤并不能很好地配合，因而影响电极的检测效果。此外，一次性心电电极片虽然体积小，使用方便，但是对电极材料的消耗较大，造成资源的浪费。

液态金属是一类熔点较低的合金，如镓基合金、铟基合金、铋基合金等。这种合金材料具有良好的导电性和较低的熔点，因而在柔性电子、可变形机器研究等方面有着广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种液态金属心电电极片。

为了实现本发明目的，本发明将液态金属应用于心电电极片的制备，利用液态金属的流动性和导电性，使其与形状不规则的皮肤接触，从而增大有效接触面积，改善心电电极的检测效果。此外，本发明将液态金属与特定形状的弹性薄膜相结合，使用者可以自主控制液态金属的释放与回收，从而使得该电极片可以重复使用。

本发明提供的液态金属心电电极片，其为一体式心电电极片，所述电极片整体呈圆形，沿着圆形中心轴分为上下两层，上层设有存储腔2，下层设有接触腔4，所述存储腔2是一个容积可变的腔体，内部填充液态金属，通过改变腔体的容积释放和回收液态金属，所述接触腔4是一个由可变形的弹性材料制成的圆锥形空心腔体，电极片使用时，上层存储腔2内的液态金属进入下层接触腔4，使液态金属与皮肤直接接触；所述接触腔4的外周环形区域设有粘胶层5，用于将电极片固定在皮肤表面；位于电极片中央的导线3贯穿于上层存储腔2和下层接触腔4，电极片使用时，保证导线3的下端浸润在从存储腔2进入接触腔4的液态金属中，导线3的另一端从存储腔2中央向外延伸，用于与检测仪器相连。

所述存储腔2为圆柱形或圆球形，通过活塞或弹性气囊实现腔体体积的变化，所述导线3贯穿于活塞或弹性气囊中央。另外，采用其他方式设计的可变容积腔体均在本发明保护范围内。

所述液态金属是在常温下保持液态的一类金属或合金材料，包括镓基合金、铟基合金、铋基合金等；或者，所述液态金属是金属表面经过修饰的合金材料，所述修饰包括氧化处理等。

优选地，所述液态金属为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金等，常温下处于液态。

更优选地，所述液态金属是由镓和铟按75.5：24.5的质量比组成的镓铟合金，所述镓铟合金的熔点为10.35℃。

所述电极片由绝缘且具有弹性的材料制成，包括橡胶、硅胶或塑料，如聚二甲基硅氧烷、聚乙烯等，或使用其他类型的高分子聚合物材料。

所述粘胶层5表面粘贴有可撕除的PVC膜。粘胶层采用传统心电电极的粘胶材料，在电极片未使用时，粘胶层表面粘贴PVC薄膜，以防止粘胶材料的粘性下降。