[實用新型]一種用于仿生假肢的干式電極

有效

• 申請號: 201721353358.8
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN208492096U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 劉韶宇;周偉;朱金營;佘浩田;孫文濤;李瑤瑤
• 申請（專利權）人: 廈門大學;北京理工大學
• 主分類號: A61B5/0492
• 分類號: A61B5/0492
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種用于仿生假肢的干式電極，涉及干式電極。設有電極芯、肌電測量芯片和電極外殼；所述電極芯設有3個，3個電極芯分布在電極外殼上；所述肌電測量芯片與各電極芯相連，肌電測量芯片位于電極外殼內部。所述3個電極芯按一定位置分布在電極外殼上。所述3個電極芯中兩個作為測量電極，一個作為參考電極。電極表面具有高度在300μm以上的微結構陣列，能提升在肌電測量過程中電極與人體皮膚的貼合性，減少皮膚接觸阻抗；并且能夠減少因電極相對位移而產生的運動偽影；最后，干式電極表面的惰性金屬層能夠減少汗液對電極的腐蝕，提升電極的使用壽命。該電極具有測量精度高、接觸阻抗小、使用壽命長等優點，從而可以高采集和測量肌電的精度。

技術領域

本實用新型涉及干式電極，尤其是涉及一種用于仿生假肢的干式電極。

背景技術

肌電信號(EMG)是一種非常微弱的生物電信號，由神經肌肉的活動產生，包含了很多和肌體運動有關的信息。肌電分析被廣泛地用于肌肉疾病的臨床檢測、肌電圖、仿生假肢等領域，提取有效的肌電信號對肌電分析的意義十分重要。

傳統的表面肌電采集一般采用板式干電極，這種電極大多為一塊金屬光板，與皮膚間的接觸阻抗很高，而且在使用過程中還會因為與皮膚發生相對位移而產生運動偽影，對肌電信號測量精度產生影響。此外，因為無法與皮膚很好貼合，這種電極在使用中的舒適度也很差。

隨著近幾年微電子技術、微納科學技術和光電子技術的發展，具有表面微結構的干電極展現出良好的發展前景。這種干電極克服了原先板式干電極的弊端，其采用干電極表面的微結構刺破皮膚表面具有高阻抗的角質層，以獲得更小的接觸阻抗和更加穩定的測量性能，而且還可以采用柔性基底以提升其使用過程中的舒適度。目前，制造微結構常采用MEMS技術，但因其制造成本的限制，很難達到大批量生產的要求。因此，研制出一種適合大批量生產的高性能干式電極是目前的研究重點。

發明內容

本實用新型的目的在于針對仿生假肢使用過程中，傳統金屬板式電極接觸阻抗高和易出現運動偽影的不足，提供效率高、采用激光加工表面微結構的一種用于仿生假肢的干式電極。

本實用新型設有電極芯、肌電測量芯片和電極外殼；所述電極芯設有3個，3個電極芯分布在電極外殼上；所述肌電測量芯片與各電極芯相連，肌電測量芯片位于電極外殼內部。

所述3個電極芯按一定位置分布在電極外殼上。所述3個電極芯中兩個作為測量電極，一個作為參考電極。

所述電極芯的單個微結構的高度可大于300μm。電極芯的厚度可為0.4nm，電極芯的表面噴涂一層惰性金屬層，所述惰性金屬層可采用金、銀或鉑等，惰性金屬層的厚度可為20～ 40nm

本實用新型的電極芯按以下方法制備：

1)選用厚度為0.4mm的金屬薄片作為電極芯的材料，經過沖裁和沖壓后，形成具有一定形狀的電極芯坯料；

2)采用激光對電極芯坯料進行加工，使其表面得到具有不同形狀的微結構陣列；

3)對加工后的電極芯坯料進行酸洗和醇洗，去除表面金屬氧化物和雜質，然后在表面噴涂一層惰性金屬(金或鉑)等，得到所需的電極芯。

單個微結構的高度大于300μm，微結構陣列的惰性金屬涂層可選自金、銀或鉑，厚度可為20～40nm。

所述肌電測量芯片可以將肌電信號進行濾波和放大處理。

與現有技術相比，本實用新型具有如下特點：

電極表面具有高度在300μm以上的微結構陣列，能提升在肌電測量過程中電極與人體皮膚的貼合性，減少皮膚接觸阻抗；并且能夠減少因電極相對位移而產生的運動偽影；最后，干式電極表面的惰性金屬層能夠減少汗液對電極的腐蝕，提升電極的使用壽命。因此，該電極具有測量精度高、接觸阻抗小、使用壽命長等優點，從而可以高采集和測量肌電的精度。