[发明专利]一种用于表皮信号采集的表皮电极及其应用

说明书

本发明提供一种用于表皮信号采集的表皮电极及其应用，所述表皮电极为厚度5nm～10μm的金属或合金网络。所述表皮电极为一种透气的、轻质的可拉伸柔性透明电极，并且能与人体皮肤完全地顺形贴合。本发明的表皮电极在皮肤自由活动下能够维持良好的导电性，保证表皮电极与外部电子元器件的连接稳定性，可用于采集高保真的表皮信号。

技术领域

本发明属于表皮信号采集设备领域，涉及一种表皮信号采集的表皮电极及其应用，尤其涉及一种关于肌电信号的采集的电极及其应用。

背景技术

肌电信号(EMG)是一种复杂的表皮下肌肉电活动在皮肤表面处的时间和空间上综合的结果。由于肌电信号来源于人自身的电信号，因此肌电信号具有直接、自然的特点，如今肌电信号已经成为一种重要的信息量，可以用来进行肌肉运动、肌肉损伤诊断、康复医学以及运动体育等方面的研究。因此，肌电信号在人类运动和生物机械的研究发展中起重要作用。

现有的采集肌电信号的电极大多数为硬质的银/氯化银表面电极，这种电极集成在弹性的绷带上通过挤压力与皮肤形成接触，从而采集肌肉运动时的信号。这种通过挤压力与皮肤形成接触获取信号的方式会引起一定的不舒适度，从而影响肌肉的自由活动。此外，硬质电极与人体软组织之间的机械不匹配容易导致界面电路断开，影响信号的真实性。

保持表皮电极与人体皮肤或组织的顺形接触是实现人体物理、化学和生物信号高保真测量的简便方法之一。金属或合金纳米网络电极由于厚度极薄，可以与皮肤纹理形成顺形接触。此外，由于其特殊的网络结构，金属或合金纳米网络电极还具有透气、轻质和超拉伸的性能。良好的透气性使得金属或合金纳米网络电极不会阻碍皮肤的呼吸而引起发炎，进而避免皮肤产生不舒适感。当肌肉运动牵扯皮肤产生形变时，金属或合金纳米网络电极的超拉伸性能使其能够跟随皮肤变形而结构不被破坏，从而不与皮肤产生间隙而分离，维持良好的顺形接触。这种金属或合金的纳米网络电极具有透气、轻质、超拉伸和顺形接触等优点，适用于采集高保真的表皮信号，分析肌肉群运动的信息，从而达到健康监测的目的。

CN 207338688 U公开了一种表皮电极，该表皮电极具有传感触片，所述传感触片包括能与外接元件导电连接的结合触片和与所述结合触片相连的拉伸触片，所述结合触片的拉伸比小于所述拉伸触片的拉伸比。CN 107887079 A公开了该表皮电极的制作方法，所述表皮电极具有传感触片，所述表皮电极的制作方法包括如下步骤：a)提供一金属膜：所述金属膜包括上金属层和下金属层，所述上金属层和所述下金属层之间夹设有塑料层；b)穿孔：在所述金属膜上欲成型所述传感触片的位置处进行穿孔作业；c)灌胶：在多个所述穿孔内灌导电胶，以使所述上金属层与所述下金属层通过所述导电胶形成电连接；d)全刻：在所述金属膜上冲切或激光切割出所述传感触片的结构。该制备方法制备出的电极结构复杂，与人体表皮贴合性差，传导出的电信号与实际肌肉信息存在偏差。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于表皮信号采集的表皮电极，所述表皮电极具有超拉伸、透气性好、皮肤顺形接触好的优点。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种用于表皮信号采集的表皮电极，所述表皮电极为厚度5nm～10μm的金属或合金网络。

其中，所述表皮电极的厚度可以是5nm、10nm、50nm、100nm、200nm、500nm、800nm、1μm、2μm、5μm或10μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述金属网络的原料为金、银或铜中的任意一种。

作为本发明优选的技术方案，所述合金网络的原料为金、银或铜中至少两种所组成的合金，如金银合金、金铜合金、铜银合金或金银铜合金等。