生物醫(yī)用電極是什么?

生物醫(yī)用電極作為一種能夠有效地將生物體電化學(xué)活動產(chǎn)生的離子電位轉(zhuǎn)換成測量系統(tǒng)電子電位的傳感器, 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代臨床檢測和生物醫(yī)學(xué)測量。 近年來, 由于生物醫(yī)用電極在心電圖ECG、腦電圖EEG、肌電圖EMG以及電阻抗成像EIT等領(lǐng)域的迫切應(yīng)用需求, 新型生物醫(yī)用電極結(jié)構(gòu)及其高效低成本的制造方法不斷涌現(xiàn), 生物醫(yī)用電極制造技術(shù)獲得飛速發(fā)展。

生物醫(yī)用體表電極分類，包括傳統(tǒng)銀/氯化銀電極、微針電極、紡織柔性電極、柔性襯底電極、泡沫結(jié)構(gòu)電極、絕緣干電極等。

生物電是生物體的最基本的生理現(xiàn)象, 各種生物電位的測量都需要使用生物醫(yī)用電極。 在生物電信號采集與利用過程中, 生物醫(yī)用電極作為一種能夠有效地將生物體電化學(xué)活動產(chǎn)生的離子電位轉(zhuǎn)換成測量系統(tǒng)電子電位的傳感器, 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代臨床檢測和生物醫(yī)學(xué)測量, 其中包括心電圖ECG、腦 電圖EEG、肌電圖EMG、眼電圖EOG、胃電活動GEA、神經(jīng)電位以及電阻抗成像EIT等。

生物醫(yī)用電極作為測量系統(tǒng)最為關(guān)鍵核心部件之一, 可以起到生物電信號的激勵、采集、傳導(dǎo)等作用, 但是由于生物電信號較弱, 在多數(shù)情況下通常需要使用多個電極來同時進行生物電信號的采集與分析。 因此, 生物醫(yī)用電極一般要求具有良好的導(dǎo)電性能, 通常是采用金屬材料、硅基材料或聚合物材料表面覆蓋一層易導(dǎo)電金屬層的方式制造加工形成。 由于生物醫(yī)用電極使用過程中與人體組織直接接觸, 往往需要盡量減少電極的接觸阻抗以獲得穩(wěn)定的生理信號, 同時還要求無毒無害, 以避免引發(fā)過敏等不良生理反應(yīng)。 另外, 為了減少測量過程中由于運動產(chǎn)生的干擾問題, 通常可選用柔性襯底材料實現(xiàn)電極與皮膚的高度貼合或利用泡沫背襯結(jié)構(gòu)應(yīng)用于生物醫(yī)用電極中起到緩沖減震的使用效果。

近年來, 生物醫(yī)用電極技術(shù)研究逐漸獲得世界各國研究者的重視,其制造技術(shù)和應(yīng)用研究已經(jīng)取得了飛速發(fā)展。 從使用功能上來劃分, 生物醫(yī)用電極主要包含有剌激電極和檢測電極。

一、刺激電極

剌激電極是執(zhí)行元件, 是對生物體施加電流或電壓所用的電極。

二、檢測電極

檢測電極是敏感元件, 需用電極把人體或生物體部位的電位引導(dǎo)到電位測量儀器上進行生物電位測量。 從使用范圍來看, 生物醫(yī)用電極主要包括體表電極和植入式電極。 從結(jié)構(gòu)形式和功能特性方面來劃分, 目前已經(jīng)開發(fā)出的生物醫(yī)用體表電極主要包括有傳統(tǒng)銀/氯化銀電極、微針電極、紡織柔性電極、柔性襯底電極、泡沫結(jié)構(gòu)電極、絕緣干電極。 隨著微加工技術(shù)及信號處理相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展, 生物醫(yī)用電極的種類和性能也都正在不斷地豐富和改進中, 并在生物電信號的采集與利用中發(fā)揮著越來越重要的作用。

三、生物醫(yī)用電極的應(yīng)用

生物醫(yī)用電極的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，如生物電阻抗、心電信號采集、腦電信號檢測、肌電信號采集等等。作者認為隨著醫(yī)療科技水平不斷的進步與發(fā)展, 對生物電的認識和理解也正在逐漸加深, 生物電采集與利用的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用也日益得到重視和發(fā)展，生物醫(yī)用電極作為生物電采集與利用過程中的關(guān)鍵部件, 能夠有效地將生物體電化學(xué)活動產(chǎn)生的離子電位轉(zhuǎn)換成測量系統(tǒng)電子電位, 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于心電圖ECG、腦電圖EEG、肌電圖EMG、生物電阻抗等現(xiàn)代臨床檢測和生物醫(yī)學(xué)測量中, 更多的潛在應(yīng)用領(lǐng)域也還正在不斷地拓展與完善中。

冠隆醫(yī)療研制出的生物醫(yī)用體表電極主要包括有傳統(tǒng)銀/氯化銀電極、銀氯化銀粉末燒結(jié)電極、紡織柔性電極、干電極等, 均已在生物醫(yī)學(xué)檢測與測量技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用, 并取得較好的研究進展與臨床應(yīng)用效果。 隨著微電子技術(shù)、微納制造技術(shù)和信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展, 與生物醫(yī)用電極相關(guān)的制造技術(shù)和信號處理方法等都已獲得長足的進步, 有關(guān)人體組織與皮膚的接觸機理也得到更為深入的認識, 相信在未來幾年內(nèi)必將會研制出更多的新型生物醫(yī)用電極, 可以實現(xiàn)各類生物電的精確提取與分析, 有利于進一步推動對于生物電的更深入的理解和認識, 同時也對促進醫(yī)療科技水平的進步與提高具有重要的研究價值與意義。