一種基於液態金屬的體表電極及其快速製備方法與流程

2023-06-10 16:05:12

本發明屬於醫療設備技術領域，涉及一種體表電極的製備方法，特別涉及一種基於液態金屬的體表電極及其快速製備方法。

背景技術：

生物體內存在各種生物電信號，反映了生物體的健康狀況。一般而言，生物電信號往往通過位於體表或體內的生物電極採集得到。生物體內的電流是離子導電，而電極和檢測儀器中的電流是電子導電，生物電極將生物體內的離子導電轉換為相對應的電子導電。人體的皮膚相當於離子的半透膜，具有一定的電位差，金屬和皮膚在電解液環境中通過氧化還原反應實現離子導電到電子導電的轉化。傳統的固體體表電極由電極片和導電膏組成，電極片用於傳導電信號，導電膏提供電解液環境。由於電極片多為片狀金屬，其形狀和尺寸固定不變，因而這種電極與表面形狀凹凸不平的皮膚不能完全配合，而且電極片的尺寸也不能隨貼附位置的變化而改變。

液態金屬是一類熔點較低的合金，如鎵基合金、銦基合金、鉍基合金等。這種合金材料具有良好的導電性和較低的熔點，因而在柔性電子、可變形機器研究等方面有著廣闊的應用前景。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種基於液態金屬的體表電極及其快速製備方法，利用液態金屬的流動性和導電性，將液態金屬液滴作為電極導電介質，使其與形狀不規則的皮膚接觸，提高電極的界面導電能力，而且通過改變液態金屬液滴的尺寸，可以任意控制電極的貼附面積和電極形狀，從而適應各種應用場合。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：

一種基於液態金屬的體表電極，包括液態金屬液滴1、電極線2以及固封膠3，所述的液體金屬液滴1作為電極材料與皮膚4直接接觸；所述的固封膠3塗抹在液態金屬液滴1的表面，用於將液態金屬液滴1固定在皮膚4表面；所述的電極線2一端插入液態金屬液滴1中，另一端與後級的檢測設備連接。

所述液態金屬液滴1所用的液態金屬是在常溫下保持液態的一類金屬或合金材料，如鎵基合金、銦基合金、鉍基合金等。並可進行過金屬表面修飾的合金材料，如氧化處理等。

所述固封膠3所用材料是具有粘性的橡膠或塑料材料，如傳統的導電膠、有機膠水等。

本發明還提供了所述基於液態金屬的體表電極的快速製備方法，首先使用注射器將液態金屬液滴1滴加在皮膚4表面；然後將固封膠3塗抹在液態金屬液滴1表面，並將電極線2插入到液態金屬液滴1中；等待固封膠3固化後，液態金屬液滴1即固定在皮膚4表面。

在皮膚4表面滴加多個液態金屬液滴1，連接形成特定的圖案，如絲狀電極、電感線圈等。

與現有技術相比，本發明提出了一種基於液態金屬的體表電極快速製備方法。該體表電極的優勢在於利用液態金屬的流動性和導電性，使電極與皮膚完全接觸，從而大大改善電極的界面特性，並且可以在皮膚表面快速製備各種形狀和尺寸的體表電極。

附圖說明

圖1是本發明所述的基於液態金屬的體表電極結構示意圖。

圖2是本發明所述的基於液態金屬的體表電極的製備方法。

圖3是本發明實施例所述的液態金屬體表線電極。

圖4是本發明實施例所述的液態金屬體表電感線圈。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。值得注意的是此處描述的具體實施方式僅對於本發明進行說明和解釋，並不對本發明進行限制。

參考圖1，基於液態金屬的體表電極主要包括三部分：液態金屬液滴1、電極線2、固封膠3。液體金屬液滴1滴加在皮膚4表面，與皮膚4直接接觸；固封膠3塗抹在液態金屬液滴1的表面，用於將液態金屬液滴1固定在皮膚4表面；電極線2一端插入液態金屬液滴1中，另一端與後級的檢測設備連接。

參考圖2，液態金屬體表電極的製備方法如下：首先使用注射器將液態金屬液滴1滴加在皮膚4表面；然後將固封膠3塗抹在液態金屬液滴1表面，並將電極線2插入到液態金屬液滴1中；等待固封膠3固化後，液態金屬液滴1即固定在皮膚4表面。

參考圖3，液態金屬體表線電極由線狀液態金屬液層5、電極線2、固封膠3組成。在製備過程中，首先用注射器在皮膚4表面等間距滴加多個液態金屬液滴1，再使液態金屬液滴1彼此連接，最終形成線狀金屬液層5，最後使用固封膠3固定，並插入電極線2。

參考圖4，液態金屬體表電感線圈由線圈狀液態金屬液層5、電極線2、固封膠3組成。線圈狀液態金屬液層5由多個液態金屬液滴1相互連接形成，然後使用固封膠3固定，並插入電極線2。

本發明的使用過程：首先使用注射器將適量的液態金屬液滴滴加在皮膚表面(使用液態金屬的量和形成的電路圖案可以根據具體的使用情況而改變)，之後將固封膠塗抹在液態金屬液滴的表面，最後將電極線插入到液態金屬液滴中。

本發明利用液態金屬的流動性和導電性，使電極與皮膚完全接觸，從而大大改善電極的界面特性，並且可以在皮膚表面快速製備各種形狀和尺寸的體表電極。