אלקטרודות לבישות קונפורמיות: מייצור ועד הערכה אלקטרופיזיולוגית

מכשירים אלקטרוניים לבישים הם שחקני המפתח של ימינו בניטור אותות גוף האדם. יש צורך לפתח ממשקי עור תואמים כדי לספק רזולוציית אותות גבוהה והפעלה ארוכת טווח של חיישנים עוריים. כאן נציג כיצד לייצר, לאפיין ולהשתמש בקלות באלקטרודות טקסטיליות מישושיות ורכות כחיישנים אלקטרוניים אורגניים לבישים.

כדי לאמת את הביצועים של החיישנים המפוברקים שלנו, אנו מיישמים מערכת אלקטרונית ניידת כדי להקליט אותות אלקטרופיזיולוגיים שונים מגוף האדם. אנו מציעים תצורה מרובה כדי להקליט אותות פיזיולוגיים שונים פשוט במעבדה. הפרוטוקול הבא שימש לייצור אלקטרודות על מצעים גמישים מסחרית, כגון נייר קעקועים וטקסטיל.

ערכת נייר הקעקועים המסחרית מסופקת גם עם גיליון הדבק. לנייר קעקוע מבנה שכבות הכולל גיליון נייר תומך, שכבת אלכוהול פוליוויניל מסיסה במים, סרט פוליאוריתן הניתן לשחרור ושכבת PVA עליונה. כדי לייצר חיישן לביש, התחילו בחיתוך תת-קבוצת העניין.

מקם את ערכת המשנה על לוח המדפסת, תוך הקשה על הגבול שלה כדי לשמור עליו שטוח. לאחר מכן, מלא את מחסנית המדפסת בדיו המסחרי של PWSs לאחר סינוןו. זהו פיזור מדויק של הפולימר המוליך.

לאחר מכן הדפס את העיצוב שלך על המצע. עבור נייר קעקועים וטקסטיל, שיש להם יותר אנרגיית פני שטח גבוהה, שנקבעו בפרמטרים של ההדפסה מתייחסים למרווח סביב 15 או 20 מיקרומטר. לאחר מכן, אלקטרודה יבשה בתנור ב 110 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות כדי להשלים את אידוי הממס.

החיישן המודפס הסופי אמור להיראות כך על נייר קעקועים, בד, PET וטקסטיל נמתח. כדי לייצר מחבר חיצוני למערכת המיקום, חתכו חתיכה מלבנית של מצע דק במיוחד, כגון PEN. הדפס על גביו עיצוב מלבני עם שלוש שכבות PWSs.

למינציה של החיבור הדק במיוחד על שתי האלקטרודות. חותכים חור בגיליון דבק מנייר קעקוע. יישרו את כל זה עם החלק של חישת האות באלקטרודת הקעקועים PWSs.

הוסף חתיכת סרט פולימרי לקצה החופשי של חיבור PEN. כדי להעביר את אלקטרודת הקעקוע, הסר את תוחם הדבק. מניחים את הקעקוע על החלק הרצוי של העור.

לח ימינה את נייר התמיכה האחורי, תוך שמירה על הקעקוע במקומו. לאחר השריית נייר התמיכה האחורי, החליקו אותו כדי להסיר אותו, והשאירו רק את קצה האלקטרודה של סרט האולטרה הניתן להעברה על העור. לאחר מכן, חבר את איש הקשר PEN השטוח ליחידת הרכישה החיצונית.

כדי לאפיין את האלקטרודה המפוברקת באמצעות ספקטרוסקופיית עכבה אלקטרוכימית, בצע את מדידת הגוף. ראשית, יש לוודא כי המתנדב יושב בנוחות עם זרוע מונחת על השולחן במנוחה. לאחר מכן הניחו אלקטרודה אחת על העור וחברו אותה לזוג החישה הפועל של ההתחלה הפוטנציאלית.

לאחר מכן מניחים אלקטרודה נוספת במרחק של שלושה סנטימטרים מהראשונה ומחברים אותה לאלקטרודה הנגדית. לבסוף, מניחים את האלקטרודה השלישית על המרפק ומחברים אותה לכבל האלקטרודה הייחוס. לאחר מכן התחל את המדידה עם ההתחלה הפוטנציאלית.

הפעילו זרם בין המונה לאלקטרודות הפועלות, ומדדו את השונות הפוטנציאלית על פני הזוג הייחוס והחישה. שים לב כי עכבת הפלט המחושבת בכל תדר מורכבת משתי תרומות. עכבת העור, ועכבת המגע בין העור לאלקטרודה.

הסעיף הבא מתאר את מיקום הסולם עבור כל אות ביולוגי בעל עניין. דוגמה לניטור מאמרים אלקטרו-ויזואליים באמצעות אלקטרודות C-left ו-C-right הזמינות מסחרית. עבור א.ק.ג., התאימו תצורה עם שלוש אלקטרודות, אחת מהן משמשת כקרקע.

עבור הפעילות החשמלית במוח, EEG, הניחו את האלקטרודות על המצח וסביב האוזניים החיצוניות. למדידת הפעילות האלקטרודרמלית, EDA, הניחו שתי אלקטרודות על החלק העליון של יד שמאל. לאחר מכן בצע את ההקלטה בזמן שהנבדק נמצא במנוחה או עושה פעילות גופנית.

כדי לאפיין את ביצועי האלקטרודה, דיווחנו על העכבה הייצוגית של אלקטרודות טקסטיל. אלקטרודות טקסטיל מציגות עכבה מעט גבוהה יותר אך דומה לזו של אלקטרודות סטנדרטיות מסוננות CI. צורתם של מודלי העכבה מצביעה על התנהגות התנגדותית מעט גבוהה יותר במקרה של אלקטרודות טקסטיל.

ואילו, הימין המסונן הסטנדרטי של CI מראה התנהגות אופיינית של יכולת התנגדות. על ידי הצבת אלקטרודות על העור באזורי גוף שונים, יש לנו גישה לאותות ביולוגיים מרובים. מעקב ה-EEG עקר את רישום הפעילות החשמלית של אוכלוסיית הנוירונים הפעילים.

אחת הקבוצות הבסיסיות של גלי המוח היא האלפא בין 8 ל-13 הרץ. גלי האלפא משקפים את מצב המוח תחת הרפיה ויכולים להיות מושרים על ידי כך שהם מבקשים מהנבדק לעצום את עיניו. קו המקף האנכי האפור מסמן את הרגע בהקלטה שבו המתנדב התבקש לפקוח את עיניו.

מעקב האק"ג מראה את הקיטוב והקיטוב של האטריום והחדרים של הלב, המיוצגים על ידי התבנית האופיינית המורכבת מגל P, קומפלקס IQRS וגל T. פסגות ה-R מציגות את המשרעת הגבוהה ביותר ומשמשות לחישוב הדופק על ידי התחשבות בזמן שבין שניים רצופים. רשמנו את מעקב ה-EMG בזמן שהמתנדב הגדיל בהדרגה את כוחם של שרירי ה-R.

פעילות השרירים המוגברת מכמתת על ידי משרעת העלייה של פסגות המתח. במעקב EMG, קוצים עם משרעת ממיקרו-וולט מעטים למיני וולט מעטים בטווח התדרים של 10 עד אלף הרץ משקפים את שריר פעילות ההיפר, המונעת על ידי פוטנציאל הפעולה של היחידה המוטורית. מעקב ה-EDA מורכב בדרך כלל מטוניק ורכיבים מטושטשים.

הרכיב הטוני משקף את רמת מוליכות העור ומתאים לאות הרקע. הרכיב המטושטש משקף את התגובה של הנבדק לגירוי מסוים, וניתן לזהות אותו על ידי שינוי בערך מוליכות העור. מעקב זה משמש להערכת רמת הלחץ האנושית והידרציה בגוף.

בעזרת הפרוטוקול שלנו, אנו משיגים חיישן עור רך ונוח לעיצוב של דיו מוליך על תאים רכים לעתים קרובות ישרים. וההדפסה היא טכניקה מקומית ומדרגית הבולטת מתהליכי ייצור מיקרו אלקטרוניים מסורתיים. השיטה המוצעת מתארת כיצד לרכוש אותות אלקטרו המשתנים מפעילות עצבית חלשה להתכווצות שרירים בהספק גבוה.

האות מאפשר להיכנס פנימה למצב הפיזיולוגי של גוף המשתמש. מתוך תפקיד, אנו מציגים את השלב הראשוני על ההיתכנות של מכשירים מילוליים חלקים עבור מגוון יישומים רפואיים שלי, אשר הסתובבו מכושר לניטור רפואי.