[发明专利]一种柔性非接触心电传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性非接触心电传感器及其制备方法，柔性非接触电极传感器包括柔性非接触电极；柔性非接触电极通过电容耦合原理将心电信号耦合到电极上，人体皮肤相当电容一极板，电极相当于另一极板；人体皮肤上的心电信号，可以耦合到电极上面；耦合到的心电信号微弱易受外界干扰，因此需要屏蔽层屏蔽外界干扰；而人体与电极、电极与屏蔽层都不能直接接触，因此在人体与电极之间和电极与屏蔽层之间增加绝缘层。本发明不使用导电膏不会造成皮肤过敏，可以长时间监测，重复使用。电极设计成圆形避免方形佩戴的不舒适。制作方法简单，造价低廉。柔性非接触电极比较薄，有一定的柔韧性，焊接牢固，导线不易脱落。因为有屏蔽，外界信号干扰小。

技术领域

本实用型涉及测量人体的电信号技术，具体说是一种柔性非接触心电传感器及其制备方法。

背景技术

我国心血管病的发病比例高，为预防和监测其病情，需测量人体的电信号，其中心电、肌电都特别重要。为让心电电极传感器更好地采集到人体心电信号，科学家对其不断改进。

目前广泛使用的心电电极是接触式凝胶Ag/AgCl湿电极。在使用这种电极时需要要涂抹导电膏，长时间使用会导致过敏接触性皮炎，不适于长期穿戴。并且这种湿电极都是一次性的不能重复使用。

鉴于此，本设计采用电容耦合原理设计出柔性非接触电极，该电极采集到的信号驱动能力弱，因此设计了预处理电路提高负载能力。本文也针对电极结构，提出了其制作方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可重复使用的，不会造成皮肤过敏的柔性非接触心电传感器。

本发明采用的技术方案是：

一种柔性非接触心电传感器，柔性非接触电极传感器包括柔性非接触电极；柔性非接触电极通过电容耦合原理将心电信号耦合到电极上，人体皮肤相当电容一极板，电极相当于另一极板；人体皮肤上的心电信号，可以耦合到电极上面；耦合到的心电信号微弱易受外界干扰，因此需要屏蔽层屏蔽外界干扰；而人体与电极、电极与屏蔽层都不能直接接触，因此在人体与电极之间和电极与屏蔽层之间增加绝缘层。

柔性非接触电极结构具有5层，包括绝缘底层；

绝缘底层上部设有电极层，电极层上部设有中间绝缘层，中间绝缘层上部设有金属屏蔽层，金属屏蔽层上部设有绝缘顶层；

其中电极层接有电极引脚；金属屏蔽层接有屏蔽引脚。

在柔性非接触电极结构中绝缘顶层、中间绝缘层、绝缘底层都使用聚酰亚胺绝缘材料制成，形状采用圆形结构，圆形结构的半径16～20mm；绝缘顶层厚度0.05mm，避免下面金属屏蔽层暴露在空气中氧化；同时，为了将电极层固定在皮肤上，使用医用胶带从绝缘顶层粘在皮肤上，而顶层的聚酰亚胺容易和医用胶带分离；避免绝缘层与电极层产生较大寄生电容，中间绝缘层厚为0.4～0.8mm；屏蔽层和电极层都是金属，即使屏蔽层接地，仍会产生寄生电容，对电极层耦合过来的心电信号有影响；为了减小影响，需要将屏蔽层与电极层之间的距离增大，从而减小寄生电容；但过大距离使得电极层体积增大，屏蔽效果变差；采用0.4～0.8mm的距离最合适，因此选用此距离作为中间绝缘层厚度；绝缘底层厚度0.05mm，避免电极层与人体直接接触；电极层和屏蔽层材料是导电性良好的金属，金属厚度为0.02mm；屏蔽层和电极层形状一样，只是大小参数不同；电极层的圆形部分直径是12mm，长方形部分用于焊接导线，长是3mm，宽是2mm；屏蔽层圆形部分14～16mm，屏蔽引脚的长是2～4mm，宽是3mm；传输电极层耦合过来的心电信号使用屏蔽传输导线，屏蔽传输导线的外层有铜网屏蔽外界干扰；屏蔽铜网焊接屏蔽层的屏蔽引脚，传输导线焊接电极层的电极引脚；屏蔽传输导线的另一端，铜网接预处理电路的地端，传输导线接输入端。

柔性非接触电极传感器包括预处理电路；