[發(fā)明專利]一種生物醫(yī)用電極的磁場輔助激光加工的方法

在審

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• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108784677A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周偉;李瑤瑤;張陳應(yīng);劉韶宇
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種生物醫(yī)用電極的磁場輔助激光加工的方法，涉及一種生物醫(yī)用電極。選用銅片作為電極的材料，將銅片夾緊在工作臺上，由光纖激光器產(chǎn)生的激光束依次透過激光振鏡和聚焦透鏡聚焦在銅片的表面，被照射區(qū)域的材料將會熔化或汽化，形成重鑄現(xiàn)象，重鑄過程后，銅片表面形成微針陣列，后對銅片進(jìn)行酸洗和醇洗，去除氧化層和雜質(zhì)，最后在金屬電極芯表面電鍍Ag/AgCl鍍層，即得到表面具有微針陣列的金屬電極芯；將導(dǎo)線與金屬電極芯通過導(dǎo)電銀膠相粘接，再將導(dǎo)線穿過彈性體外殼；將醫(yī)用膠布粘在彈性體外殼兩側(cè)，最終形成具有微針陣列的生物醫(yī)用電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)用電極，尤其是涉及一種生物醫(yī)用電極的磁場輔助激光加工的方法。

背景技術(shù)

生物的器官和組織在生命活動中存在一類很重要的物理化學(xué)變化，它包括電位和極性變化，即為生物電，這是生物活體組織的一個基本特征。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究中，很重視生物電的采集和測量，而電極系統(tǒng)作為生物電采集系統(tǒng)的最前端，與人體皮膚直接接觸作用，影響著整個測量系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。

目前的生物電采集設(shè)備一般使用濕式凝膠電極和金屬板式電極：濕式凝膠電極因其噪聲小、測量精度高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于心電和腦電等醫(yī)學(xué)檢測和科學(xué)研究中；金屬板式電極測量的信號精度雖不及濕式凝膠電極，但因使用方便，能長時間重復(fù)使用而被應(yīng)用于便攜式設(shè)備當(dāng)中。但以上兩種電極也各有不足，濕式凝膠電極在測量之前，必須對測量部位進(jìn)行去除角質(zhì)層處理，之后還需要涂抹導(dǎo)電凝膠，以達(dá)到降低阻抗的目的。這種方法采集生物電因為需要大量的時間用于準(zhǔn)備工作，所以很難在日常生活中普及。其次，導(dǎo)電凝膠的性能也會隨著采集時間的變化而變化，導(dǎo)致采集到的生物電信號出現(xiàn)失真，影響采集質(zhì)量。最后，導(dǎo)電凝膠還可能會引起皮膚的過敏反應(yīng)，使被測對象產(chǎn)生不適。干式電極的測量精度極易受到來自于運(yùn)動和汗液的干擾，而在便攜式設(shè)備的使用環(huán)境又無法避免這兩種干擾，因此測量到的噪聲很大，信號精度不高。

隨著近幾年微電子技術(shù)、微納科學(xué)技術(shù)和光電子技術(shù)的發(fā)展，干電極生物電采集技術(shù)展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。干電極生物電測量技術(shù)克服了濕電極需要除去角質(zhì)層和涂抹導(dǎo)電膠的弊端，其采用干電極表面的微針刺破皮膚表面具有高阻抗的角質(zhì)層，以獲得更小的接觸阻抗和更加穩(wěn)定的測量性能。磁場改善了熔覆涂層的晶體結(jié)構(gòu)完整性，促進(jìn)了激光熔池中的傳質(zhì)過程，易于金屬元素擴(kuò)散和金屬固溶體形成。外加磁場能加快激光熔覆熔池內(nèi)液態(tài)金屬的流動，沖刷或熔斷凝固前沿已形成的晶粒，利于柱狀晶和樹枝晶向等軸晶轉(zhuǎn)變以及細(xì)小等軸晶形成，有助于熔覆涂層綜合性能提高，以改善微針陣列表面質(zhì)量，降低其阻抗，提高與皮膚的貼合強(qiáng)度，獲得更穩(wěn)定的測量性能。例如：方紅兆等人公開了一種一次性醫(yī)用電極片(中國專利CN205514591U)，這種電極片需加熱才能實(shí)現(xiàn)與人體皮膚的有效結(jié)合，且只能一次性使用，使用效率較低。王玲等人公開了一種醫(yī)用電極片(中國專利CN206355439U)，這種電極片設(shè)置有PET底膜及泡沫墊層將會影響電極對生物電信號的采集。因此，利用磁場輔助激光加工的生物醫(yī)用電極對生物電的采集和測量工作來說擁有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對生物電采集與測量過程中，傳統(tǒng)激光加工出來的電極其表面質(zhì)量較差和影響測量穩(wěn)定性等問題，提供一種生物醫(yī)用電極的磁場輔助激光加工的方法。

本發(fā)明采用生物醫(yī)用電極，所述生物醫(yī)用電極設(shè)有金屬電極芯、導(dǎo)電銀膠、彈性體外殼、醫(yī)用膠布和導(dǎo)線；所述金屬電極芯設(shè)在彈性體外殼內(nèi)部，所述導(dǎo)線從彈性體外殼中穿過并與電極片通過導(dǎo)電銀膠相粘接；所述醫(yī)用膠布粘在彈性體外殼兩側(cè)。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)選用銅片作為電極的材料，將銅片夾緊在工作臺上，由光纖激光器產(chǎn)生的激光束依次透過激光振鏡和聚焦透鏡聚焦在銅片的表面，被照射區(qū)域的材料將會熔化或汽化，形成重鑄現(xiàn)象，重鑄過程后，銅片表面形成微針陣列，后對銅片進(jìn)行酸洗和醇洗，去除氧化層和雜質(zhì)，最后在金屬電極芯表面電鍍Ag/AgCl鍍層，即得到表面具有微針陣列的金屬電極芯；

2)將導(dǎo)線與金屬電極芯通過導(dǎo)電銀膠相粘接，再將導(dǎo)線穿過彈性體外殼；