[发明专利]聚合物组合物以及用于生物电信号无创测量的装置的电极

说明书

本发明涉及聚合物组合物(1)、包括这种组合物和电路(10)的电极(6)以及包括所述电极的装置，所述聚合物组合物包括聚合物基体(2)，碳纳米管(3)和吸附剂元素(4)散布在所述聚合物基体中，所述吸附剂元素选自活性炭颗粒和石墨烯微片。

技术领域

本发明涉及用于生物电信号无创测量的装置的电极。

尤其是，本发明涉及无需导电胶便可使用的用于生物电信号无创测量的装置的电极以及可在这种电极中使用的聚合物组合物。。

背景技术

用于生物电信号测量的电极可用于检测和测量生物信号，例如，所述生物信号代表诸如脑活动或肌肉活动之类的神经活动。

例如，这种生物电信号可用于获得脑电图(EEG)、肌电图(EMG)、眼电图(EOG)或心电图(ECG)，该清单并不详尽，不仅用于医疗领域，而且可用于更多主流用途，比如娱乐、个人监测或运动。

已知“湿”金属电极，例如Ag/AgCl电极。这些现有的各种缺点包括接触之前需要备皮，涉及脱毛并刮掉角质层，在敏感性皮肤的人群中长期使用过程中对皮肤造成刺激，或者皮肤与电极之间存在胶，所述电极不是很适合常规的娱乐用途。

例如，通过文件US4，865，039还已知“干”金属电极。但是，这种电极具有中等信号质量，需要昂贵的放大器，并且在长期使用过程中令人不适。

最后，例如通过文件US8，608，984已知干聚合物电极，包含聚醚基热塑性聚氨酯聚合物，苯乙烯聚合物和导电填料散布在所述聚醚基热塑性聚氨酯聚合物中，所述导电填料包含碳纳米管和碳黑的混合物。

发明内容

本发明的目的是提高界面的化学性能以及这种电极和聚合物组合物的机械和电气特性。本发明的目的还在于提供聚合物组合物和电极，无需提前备皮，比如清洗，或者不需要存在胶，以便采集信号。使用所述电极材料可以与皮肤直接接触或者不直接接触。此外，本发明的目的还在于提供通过调整机械、电气和化学特征容易适应预期用途的聚合物组合物和电极。

因此本发明的第一个目的涉及包括聚合物基体的聚合物组合物，碳纳米管和吸附剂散布在所述聚合物基体中，所述吸附剂选自活性炭颗粒和石墨烯微片。

在一个实施例中，基于聚合物组合物的总重量，聚合物组合物按重量计算包括百分之0.5至百分之10的碳纳米管，优选按重量计算包括百分之2至百分之6的碳纳米管。

在一个实施例中，基于聚合物组合物的总重量，聚合物组合物按重量计算包括百分之0.5至百分之30的吸附剂，优选按重量计算包括百分之2至百分之15的吸附剂。

在一个实施例中，活性炭颗粒的比表面积大于300m2/g，优选大于500m2/g，更优选大于700m2/g，再优选大于1000m2/g。

在一个实施例中，聚合物组合物的硬度在10邵氏A硬度至80邵氏A硬度的范围内。

本发明还涉及用于生物电信号无创测量的电极，所述电极包括上文所述的能够与活组织接触的聚合物组合物。

在一个实施例中，聚合物组合物形成第一层，所述第一层在第一表面和第二表面之间延伸，所述第一表面能够接触活组织，所述第二表面按照厚度方向与第一表面相对，电极进一步包括设置在聚合物组合物第二表面上的导电聚合物的第二层。

在一个实施例中，按照厚度方向测量，聚合物组合物的厚度小于导电聚合物的厚度，优选比导电聚合物的厚度小至少两倍。

在一个实施例中，导电聚合物的硬度大于聚合物组合物的硬度。

本发明的另一个目的涉及到用于生物电信号无创测量的电路，包括：