纺织电极在肌肉电刺激中的应用研究进展

文章详细介绍了纺织电极的技术特性,包括打印、涂层、刺绣和编织技术等制造方法,并探讨了这些技术如何优化电极性能。电刺激治疗利用电脉冲直接作用于神经和肌肉,用于治疗神经损伤和肌肉疾病,纺织电极因其柔性、可重复使用、无须水凝胶、减少皮肤刺激和过敏反应等优势,这将使可穿戴设备在各领域有更广泛的应用前景。

纺织电极在心电监测服装设计中的应用及发展

介绍纺织电极的常用材料及制备方法,举例说明纺织电极在健康监测、运动监测及其他监测领域的服装设计中的应用,总结纺织电极在心电监测服装设计中存在的问题及发展趋势,指出纺织电极制备所需的材料、一体化加工工艺及后整理技术都将成为该领域发展的热点。

纺织电极在心电监测服装中的应用与研究

随着纺织材料科学的不断发展,导电优良和接触舒适的材料不断被研发、应用于纺织电极制备;心电监测过程中,纺织电极承担着将生物体电化学活动产生的离子电位转换成信号采集系统中的电子电位的纽带作用,较好地实现生理数据的测量、传递等功能;可穿戴技术集成智能纺织品等心电监测元件有效实现健康状况的长期监测,减少对医院的依赖,降低治疗成本。同时,针对性的疾病监测与预防等项目的研究已逐渐实现对相应疾病提供应急机制与治疗意见,为临床诊断和术后康复工作提供重要的实用信息。

智能服装中纺织电极对心电监测信号的影响

针对纺织电极传感器与人体相互作用对信号质量产生影响的问题,文中从电极-皮肤接触面、电极-人体压力、电极-皮肤滑移3个方面,对相关参数进行研究,设置参数变化区间,进行心电监测试验,通过分析所得心电图对监测效果进行评价。研究表明,4.00 cm×4.00 cm的椭圆纺织电极是监测效果最好的接触面规格;电极-人体压强在0.50~3.50 kPa区间时,可获得质量良好的心电信号;电极-皮肤滑移在0~2.00 cm范围时,可获得准确清晰的心电信号。从提高心电源信号质量的角度,对纺织电极在心电监测中的性能进行更广泛的研究,为心电监测提供更充分的数据参考。

纺织电极在心电监测服装中的应用与研究

随着科学技术的不断发展,在纺织材料领域,有多种导电性能优良且舒适度较高的材料被研发出来,在纺织电极制备中得到广泛应用。在心电监测过程中,纺织电极具有将生物体电化学活动产生的离子点位转化成信号采集系统中的电子点位的纽带作用,能比较准确地测量和传递穿衣者的生理数据。心电监测服装等可穿戴技术集成智能纺织品能对穿衣者的健康状况进行长期监测,减小对医院的依赖,在家里就可以完成基本生命体征的监测,有效降低治疗成本。这种心电监测服装不仅能对疾病进行预防和监测,还能针对疾病提供相应的应急机制和治疗意见,为患者后续的临床诊断和预后提供有效参考。

织物结构对纺织结构电极阻抗性能的影响

织物结构对纺织电极的性能有较大影响,为了给可穿戴医疗监护服装中纺织结构电极产品的设计提供理论参考,以镀银纱线作为原材料,采用织物结构单元成型的方式,通过织物结构分析模拟并结合电化学阻抗谱分析,分别研究了纱线屈曲状态、织物组织、织物密度、纱线连续状态及纱线数量对电极阻抗性能的影响。结果表明:相同长度的纱线在织物中的屈曲状态对电极阻抗性能影响较小;织物密度对电极阻抗性能的影响较小;纱线连续状态及纱线数量对电极阻抗性能的影响较大。

Ag-AgCl纺织结构电极电镀工艺参数的优化

以镀银纱线作为基础材料,采用电化学处理的方法对纤维表面进行氯化处理,形成氯化银包覆银的复合结构,该结构用于柔性心电电极的制作。为了设计优化的电镀参数,使得银-氯化银包覆纤维结构的电化学性能达到最佳,分别研究了处理时间、处理电压、溶液浓度、溶液温度等因素对纺织结构电极纤维材料阻抗的影响。同时,运用电化学阻抗谱并结合SEM观察纤维表面形态分析,得出了电镀工艺的最佳处理参数。研究结果表明:处理电压、处理时间以及连接方式对电极阻抗性能影响最大,氯化钠离子浓度、银纱线缠绕密度以及电极材质对电极阻抗性能影响较小,溶液温度以及极板间距离对电极阻抗性能影响极小。试验为设计纺织结构电极提供一定的实验依据,同时为银-氯化银纺织结构电极电镀工艺研究提供了新途径。

用于柔性心电电极的织物研究

主要研究了用镀银纱线织成不同组织结构的纺织结构电极,然后分别测试了它们在干态下和在被模拟的汗液完全润湿后受到不同拉力时的电阻,从而为柔性心电电极的优化提供相应的理论基础。

织物心电电极优化及在不同相对湿度下的性能比较

为解决用于心电监测的纺织结构电极与皮肤接触时电阻大、心电信号干扰大的问题,采用在织物电极中加入吸湿性纱线的方法进行优化,改善电极-皮肤界面的接触环境。当环境相对湿度改变时,分别测试加入不同种类和配比的吸湿性纱线时织物电极获取的心电信号。结果表明:在高相对湿度条件下,在镀银织物电极中加入吸湿性纱线,不仅能够改善电极与皮肤的接触状态,降低电极与皮肤的接触电阻,提高信号质量,而且有利于增强服装舒适性,降低电极制作成本。

穿戴式人体参数连续监测系统

研制了一种导电纺织面料的检测电极,缝制在专门设计的穿戴背心上,与心电测量单元相连。对心电和脉搏波参数进行回归分析,得到了无袖带的收缩压和舒张压的血压计算公式。将用户手持终端通过蓝牙接口与测量单元构成人体躯域网络,从而实现对心电、血压和血氧等心血管参数的动态监测。

纺织结构电极的耐用性研究

镀银纱线经针织和机织后制作成纺织结构电极试样,分别对其进行耐磨、人工汗液浸渍、水洗和光照处理,测量其处理前后的阻抗值,以阻抗增加的百分率表征其耐用性能,同时以扫描电镜观察样品经人工汗液浸渍后的表面情况。研究发现:(1)机织镀银面料制成的结构电极,其耐用性总体优于针织镀银面料制成的结构电极。(2)水洗处理对纺织结构电极的阻抗影响最大;其次是耐磨和汗渍,而在长期浸渍状态下,镀银层的耐汗渍性比导电织物织造方式的影响更大;光照处理对其阻抗几乎没有影响,甚至有微小的降低。