CN112022148A - 人体电信号监测用柔性微针干电极装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物电信号监测技术领域，提供了一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置及其制作方法。该人体电信号监测用柔性微针干电极装置，包括柔性贴片、柔性微针干电极和柔性印刷电路，柔性微针干电极设于柔性贴片上，柔性微针干电极与柔性印刷电路电连接。本发明通过将柔性微针干电极设于柔性贴片上，并与柔性印刷电路电连接，保证整体装置的柔性度，能够良好地贴附于几乎任何皮肤表面，并且柔性微针干电极穿透高阻抗的角质层，在没有导电凝胶或者导电膏的情况下，能提供低阻抗和稳定的电学接触，使用者可以长期佩戴，并且活动不受限制，提高各种应用场合的适用性。

Description

人体电信号监测用柔性微针干电极装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及生物电信号监测技术领域，特别是涉及一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置及其制作方法。

背景技术

人体电信号监测是医疗及健康领域的重要应用场景，对于部分患者而言，心电、脑电、肌电和眼电等人体不同部位的电信号监测数据能够给医生提供明确的患者生理信息，从而对疾病进行准备诊断。目前常规使用的电极主要包括导电凝胶电极和搭配导电膏使用的金杯电极等，而这些电极都属于湿电极，均需要引入导电的含水的胶状或者膏状导电材料。随着使用时间的增长，这类湿电极的水分挥发将导致明显的导电性能的降低，因此湿电极无法长时间佩戴使用。此外，湿电极由于含水，还容易带来局部过敏和感染的风险。

干电极则能解决湿电极的这些问题，目前常用的干电极包括吸球电极和触脚干电极，这类电极需要在金属与人体皮肤接触的位置通过机械结构施加较大的力，从而稳定干电极与皮肤的接触，保证采集到的电信号质量。此外，使用者往往需要静止不动，从而限制了许多场合的应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置，以解决现有干电极应用需要机械固定，使用场合受限的问题。

本发明还提出一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法。

根据本发明第一方面实施例的一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置，包括柔性贴片、柔性微针干电极和柔性印刷电路，所述柔性微针干电极设于所述柔性贴片上，所述柔性微针干电极与所述柔性印刷电路电连接。

根据本发明实施例的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，通过将柔性微针干电极设于柔性贴片上，并与柔性印刷电路电连接，保证整体装置的柔性度，能够良好地贴附于几乎任何皮肤表面，并且柔性微针干电极穿透高阻抗的角质层，在没有导电凝胶或者导电膏的情况下，能提供低阻抗和稳定的电学接触，使用者可以长期佩戴，并且活动不受限制，提高各种应用场合的适用性。

根据本发明的一个实施例，所述柔性贴片包括柔性衬底和胶贴，所述胶贴粘附在所述柔性衬底上。

根据本发明的一个实施例，所述胶贴设有用以安装所述柔性微针干电极的安装孔，所述安装孔内设有导电连接体，所述柔性微针干电极设于所述导电连接体上。

根据本发明的一个实施例，所述柔性印刷电路的第一端设于所述柔性衬底和所述导电连接体之间，所述柔性衬底设有安装槽，所述柔性印刷电路的第二端设于所述安装槽内，所述柔性印刷电路的上侧设有光敏绝缘胶。

根据本发明的一个实施例，所述安装槽的自由端套设有电线接头，所述电线接头与所述柔性印刷电路的第二端连接。

根据本发明的一个实施例，所述柔性衬底为涤纶树脂衬底或涤纶衬底或聚合物衬底。

根据本发明的一个实施例，所述柔性微针干电极包括柔性微针电极阵列和底座，所述柔性微针电极阵列设于所述底座上，所述底座设于所述柔性贴片上。

根据本发明的一个实施例，所述柔性微针电极阵列的高度为100μm～1000μm，所述底座的直径为3mm～10mm。

根据本发明的一个实施例，所述柔性印刷电路的材质为银或氯化银或铜。

根据本发明第二方面实施例的一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法，包括如下步骤：

将所述柔性印刷电路设置于所述柔性贴片上；

将所述柔性微针干电极安装在所述柔性贴片上，且与所述柔性印刷电路电连接。

根据本发明实施例的人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法，操作简单，制作方便，保证整个装置的柔性和连接强度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例人体电信号监测用柔性微针干电极装置的结构示意图；

图2为本发明实施例人体电信号监测用柔性微针干电极装置的***拆分示意图；

图3为本发明实施例人体电信号监测用柔性微针干电极装置的局部纵剖视图。

附图标记：

100、柔性贴片；110、柔性衬底；111、安装槽；112、光敏绝缘胶；120、胶贴；130、安装孔；200、柔性微针干电极；210、柔性微针电极阵列；220、底座；230、导电连接体；300、柔性印刷电路；400、电线接头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置，包括柔性贴片100、柔性微针干电极200和柔性印刷电路300，柔性微针干电极200设于柔性贴片100上，柔性微针干电极200与柔性印刷电路300电连接。可以理解的是，柔性微针干电极200固定安装在柔性贴片100具有粘性的一侧，方便通过柔性贴片100与人体皮肤的粘接作用，将柔性微针干电极200稳定的固定在人体皮肤表面。柔性微针干电极200与柔性印刷电路300电连接，实现柔性微针干电极200监测的人体电信号的传输。

根据本发明实施例的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，通过将柔性微针干电极200设于柔性贴片100上，并与柔性印刷电路300电连接，保证整体装置的柔性度，能够良好地贴附于几乎任何皮肤表面，并且柔性微针干电极200穿透高阻抗的角质层，在没有导电凝胶或者导电膏的情况下，能提供低阻抗和稳定的电学接触，使用者可以长期佩戴，并且活动不受限制，提高各种应用场合的适用性。

根据本发明的一个实施例，柔性贴片100包括柔性衬底110和胶贴120，胶贴120粘附在柔性衬底110上。可以理解的是，柔性衬底110采用柔性无毒材料，优选涤纶树脂衬底或涤纶衬底或聚合物衬底。胶贴120上下两侧均有粘性，胶粘的下侧与柔性衬底110粘接，胶粘的上侧与人体皮肤粘接，实现监测过程中的稳定粘接固定，同时保证柔性贴片100的柔性。

根据本发明的一个实施例，胶贴120设有用以安装柔性微针干电极200的安装孔130，安装孔130内设有导电连接体230，柔性微针干电极200设于导电连接体230上。可以理解的是，胶贴120上设有安装孔130，本实施例中，安装孔130为圆形穿孔。安装孔130内设有可拆卸的导电连接体230，本实施例中，导电连接体230为圆形，且上下两侧均具有粘性，即，导电连接体230设置在安装孔130内，其下侧与柔性衬底110粘接，柔性微针干电极200粘接在导电连接体230的上侧，实现柔性微针干电极200与柔性衬底110的粘接固定，防止脱落。值得说明的是，导电连接体230的上下两侧可分别采用固化粘合的方式与柔性微针干电极200和柔性衬底110连接。

值得说明的是，安装孔130可根据实际需要设置一个或者多个，以方便安装一个或者多个柔性微针干电极200，满足监测需要。

根据本发明的一个实施例，柔性印刷电路300的第一端设于柔性衬底110和导电连接体230之间，柔性衬底110设有安装槽111，柔性印刷电路300的第二端设于安装槽111内，柔性印刷电路300的上侧设有光敏绝缘胶112。可以理解的是，柔性印刷电路300的第一端呈圆形，且与导电连接体230的尺寸适配。柔性印刷电路300的第一端设于柔性衬底110和导电连接体230之间，即导电连接体230的下侧与柔性印刷电路300的第一端的上侧粘接。柔性印刷电路300的本体设于柔性衬底110和胶贴120之间，且柔性印刷电路300的非电连接区域以图形化的光敏绝缘胶112实现对柔性印刷电路300的绝缘保护。柔性印刷电路300的第二端向外侧延伸，并安装在柔性衬底110上设置的安装槽111内。

根据本发明的一个实施例，安装槽111的自由端套设有电线接头400，电线接头400与印刷电路的第二端连接。可以理解的是，安装槽111的自由端套设有可拆卸的电线接头400，电线接头400与印刷电路的第二端电连接，也就是说，无需额外设置机械导电扣，即可实现印刷电路与电线接头400的电连接，实现监测的人体电信号的传输，同时，保证装置整体的柔性。

根据本发明的一个实施例，柔性微针干电极200包括柔性微针电极阵列210和底座220，柔性微针电极阵列210设于底座220上，底座220设于柔性贴片100上。可以理解的是，为了保证柔性微针电极阵列210的安装强度，将柔性微针电极阵列210设置在底座220上侧，底座220与安装孔130和导电连接体230的尺寸均适配。底座220的下侧与导电连接体230的上侧粘接，实现对柔性微针干电极200的安装固定。底座220具有导电性。

根据本发明的一个实施例，柔性微针电极阵列210的高度为100μm～1000μm，底座220的直径为3mm～10mm。柔性微针电极阵列210的高度即每个微针电极的高度为100μm～1000μm，优选300μm。底座220的直径为3mm～10mm，优选5mm。

根据本发明的一个实施例，柔性印刷电路300的材质为银或氯化银或铜，也可选用其他导电介质。

本发明实施例还提供一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法，包括如下步骤：

将柔性印刷电路300设置于柔性贴片100上；

将柔性微针干电极200安装在柔性贴片100上，且与柔性印刷电路300电连接。

本发明实施例的人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法具体步骤如下：

将柔性印刷电路300印刷在柔性衬底110上，第二端安装在柔性衬底110的安装槽111内；

将光敏绝缘胶112涂刷在设置于柔性贴片100上的柔性印刷电路300的上侧面，经光图形化和固化；

将胶贴120粘贴在柔性衬底110的上侧，并使安装孔130与柔性印刷电路300的第一端相对适配；

将导电连接体230放置在安装孔130内，使导电连接体230的下侧与柔性印刷电路300的第一端的上侧粘贴，将柔性微针干电极200的底座220的下侧粘接在导电连接体230的上侧，并加热固化；

将安装槽111与电线接头400内部电线相连，实现柔性微针干电极200、导电连接体230、柔性印刷电路300和电线接头400的整体电连接。

也可以采用下述制作方法：

将柔性印刷电路300印刷在柔性衬底110上，第二端安装在柔性衬底110的安装槽111内；

将光敏绝缘胶112涂刷在设置于柔性贴片100上的柔性印刷电路300的上侧面，经光图形化和固化；

将导电连接体230的下侧与柔性印刷电路300的第一端的上侧粘贴，将柔性微针干电极200的底座220的下侧粘接在导电连接体230的上侧；

将胶贴120粘贴在柔性衬底110的上侧，并使安装孔130与柔性微针干电极200相对适配，保证柔性微针干电极200穿过安装孔130，裸露在胶贴120的上侧；

将安装槽111与电线接头400内部电线相连，实现柔性微针干电极200、导电连接体230、柔性印刷电路300和电线接头400的整体电连接。

根据本发明实施例的人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法，操作简单，制作方便，保证整个装置的柔性和连接强度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，包括柔性贴片、柔性微针干电极和柔性印刷电路，所述柔性微针干电极设于所述柔性贴片上，所述柔性微针干电极与所述柔性印刷电路电连接。

2.根据权利要求1所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述柔性贴片包括柔性衬底和胶贴，所述胶贴粘附在所述柔性衬底上。

3.根据权利要求2所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述胶贴设有用以安装所述柔性微针干电极的安装孔，所述安装孔内设有导电连接体，所述柔性微针干电极设于所述导电连接体上。

4.根据权利要求3所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述柔性印刷电路的第一端设于所述柔性衬底和所述导电连接体之间，所述柔性衬底设有安装槽，所述柔性印刷电路的第二端设于所述安装槽内，所述柔性印刷电路的上侧设有光敏绝缘胶。

5.根据权利要求4所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述安装槽的自由端套设有电线接头，所述电线接头与所述柔性印刷电路的第二端连接。

6.根据权利要求2所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述柔性衬底为涤纶树脂衬底或涤纶衬底或聚合物衬底。

7.根据权利要求1所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述柔性微针干电极包括柔性微针电极阵列和底座，所述柔性微针电极阵列设于所述底座上，所述底座设于所述柔性贴片上。

8.根据权利要求7所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述柔性微针电极阵列的高度为100μm～1000μm，所述底座的直径为3mm～10mm。

9.根据权利要求1所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置，其特征在于，所述柔性印刷电路的材质为银或氯化银或铜。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的人体电信号监测用柔性微针干电极装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述柔性印刷电路设置于所述柔性贴片上；

将所述柔性微针干电极安装在所述柔性贴片上，且与所述柔性印刷电路电连接。

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