面向生理檢測的電子織物研究.pdf

1、隨著可穿戴技術的不斷提高，能夠為用戶在家居和戶外環(huán)境中提供長期健康監(jiān)護。傳統(tǒng)Holter監(jiān)護儀只能做到連續(xù)3天監(jiān)測，主要原因之一是凝膠濕電極不適合長期與皮膚接觸，容易引起皮膚紅腫等過敏反應。金屬干電極干擾和噪聲較大，穿戴舒適性較差，運動偽跡明顯?？椢锘韨鞲惺呛苡袧摿Φ慕鉀Q途徑，但是實用化的柔性傳感研究還面臨著嚴峻的理論和技術挑戰(zhàn)。在日常活動背景檢測心電時，人體的運動容易造成織物電極的滑動、變形與脫落，從而造成“運動偽跡”，影響心電信

2、號質量。電極的材料與工藝，結構與厚度，尺寸與形狀也是心電信號質量的重要影響因素。
　　本文對可穿戴電子織物心電電極在健康監(jiān)護方面的相關技術進行研究和探索，主要工作和創(chuàng)新點包括：
　　（1）抑制運動偽跡的織物電極結構及不同材料和工藝織物電極的ECG信號測試
　　分析了電子織物機械、電氣和結構特性，歸納了影響柔性織物電極傳感性能的主要因素：電極材料與工藝，結構與厚度，尺寸與形狀。根據(jù)織物電極特性、心電電極采集原理和運動偽跡

3、的主要來源，提出結構穩(wěn)定、性能良好的抑制運動偽跡層疊結構電極設計方案?？偨Y了當前柔性織物電極主流制備方式，甄選三種不同材料與工藝（導電布、導電泡棉和石墨烯涂層）制備織物電極。對這三種織物電極進行ECG信號采集對比試驗，驗證織物電極在心電信號采集中的可行性，通過對比ECG信號質量優(yōu)選性能優(yōu)異的織物電極制作材料與工藝。
　?。?）電極-皮膚界面等效電路模型的建立
　　通過建立電極-皮膚界面等效模型，進一步解析織物電極電氣性能。首

4、先分析了不同類型心電電極等效模型的特點，考慮織物電極本身的物理和化學特性，建立兩種不同織物電極-皮膚界面等效的電路模型；然后進行標準電極與織物電極-皮膚界面接觸阻抗測試；最后，通過測試的阻抗譜與等效電路擬合結果，評估等效電路的有效性。
　?。?）織物電極的性能測試
　　電極-皮膚界面接觸阻抗測試反映出阻抗大小對ECG信號質量有重要影響，可以通過增大織物電極尺寸減小阻抗來加以應對。該部分對不同尺寸織物電極進行系統(tǒng)分析，通過BI