織物干電極性能評價系統(tǒng)和方法的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、目前,可穿戴健康監(jiān)護設備由于能夠?qū)崟r監(jiān)測老年人和心血管病患者的生理指標而廣泛應用于全球各個國家和地區(qū)??椢锔呻姌O相對于目前醫(yī)療機構(gòu)普遍使用的一次性電極,具有質(zhì)地柔軟、透氣性能好和易于服裝結(jié)合等優(yōu)點,非常受到研究人員的歡迎。但在實際應用中動態(tài)噪聲的存在會影響織物干電極對生理電信號的測量,所以研究人員一直在分析織物干電極與人體皮膚接觸界面的動態(tài)噪聲機理,從而改進電極的性能。由于人體生理電信號的不斷變化,電極直接在人體皮膚上測量重復性較低,與

2、此同時,目前還沒有儀器能夠比較真實地模擬電極與皮膚之間接觸狀態(tài)。
  本文首先開發(fā)出一套生物電織物干電極動態(tài)性能評價系統(tǒng),該系統(tǒng)包括三個部分,分別是皮膚仿真器、壓力控制器、數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。皮膚仿真器能夠模擬人體皮膚特性,分為有源和無源仿真模塊,有源模塊相比于無源模塊添加了心電信號發(fā)生器,在皮膚仿真器的內(nèi)部導入心電信號,從而更加真實地模擬人體;壓力控制器作用是精確地控制電極與模擬皮膚之間的壓力;數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制部分能夠保存采集

3、的數(shù)據(jù)用于分析。
  然后制作了十種不同織物干電極,定量分析電極與皮膚接觸界面的變化參數(shù)(電極與皮膚之間壓力、相對運動速度和位移)和測量參數(shù)(阻抗譜、動靜態(tài)開路電壓、心電信號)之間的關系,從而降低電極/皮膚界面的動態(tài)噪聲。首先通過實驗驗證了儀器的穩(wěn)定性和重復性,三組測試中阻抗最大變異系數(shù)(CV)值分別是4.02%,5.05%和4.35%,心電信號的峰值時間偏移量、電壓幅度和噪音幅度的最大CV值分別是9.28%、7.58%和7.96

4、%,表明儀器重復性較好。然后在其它參數(shù)不變條件下,單獨分析變化參數(shù)對測量參數(shù)的影響,結(jié)果表明,電極與皮膚之間的相對運動速度和壓力與動態(tài)開路電壓變化量即動態(tài)噪聲呈強烈的負線性相關性,最小相關系數(shù)分別為0.84和0.81,相對運動位移與動態(tài)噪聲呈強烈的正線性相關性,最小相關系數(shù)為0.87,電極與皮膚之間壓力與心電信號中的峰值時間偏移量呈負線性相關,同時與噪音幅度呈正線性相關,相關系數(shù)分別為0.79和0.8。
  最后討論了十種電極的阻

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