【摘要】：伴隨著生活方式的改變,人們對(duì)身體健康的關(guān)注程度越來越高,對(duì)健康監(jiān)控設(shè)備的需求越來越迫切�？梢詫�(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體生理指標(biāo),便于與服裝結(jié)合的心電監(jiān)測(cè)裝置正是健康信息化趨勢(shì)的要求,而織物電極能很好地滿足以上需求。目前臨床廣泛使用的銀/氯化銀濕電極優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本低,但存在長時(shí)間使用易導(dǎo)致皮膚過敏,隨導(dǎo)電膠干涸,檢測(cè)信號(hào)下降等缺點(diǎn),此外電極需由導(dǎo)線引出,長期使用會(huì)給使用者帶來生活上的不便和心理上的障礙,影響其日常生活。在織物電極的現(xiàn)有研究中,通常是采用導(dǎo)電材料通過機(jī)織、針織或刺繡方式制備織物電極,雖然可以檢測(cè)到靜態(tài)心電信號(hào)但存在信號(hào)質(zhì)量不佳,織物電極阻抗偏大,柔性差等問題。此外,傳統(tǒng)織物電極中部設(shè)有導(dǎo)電扣,導(dǎo)電扣的存在嚴(yán)重影響皮膚與電極接觸的質(zhì)量。本課題以導(dǎo)電鍍銀針織布為基布,設(shè)置無紡布層防止電極織物的脫散。相比目前研究成果,采用將導(dǎo)電紐扣引出的設(shè)計(jì),避免了導(dǎo)電紐扣存在對(duì)皮膚電極接觸面的質(zhì)量影響�？椢镫姌O采集單元選用2cm、3cm、4cm三種直徑圓形。經(jīng)裁剪成的電極采用不同的氯化工藝處理,并通過自制模擬皮膚測(cè)試單元進(jìn)行模擬皮膚與電極阻抗譜的測(cè)量,結(jié)果顯示阻抗值較低能滿足使用要求。本課題設(shè)計(jì)的織物電極用于監(jiān)測(cè)人體心電信號(hào),在恒溫恒濕條件下,采用三電極導(dǎo)聯(lián)方式,通過繃帶固定電極,進(jìn)行了心電信號(hào)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采集單元大小不同的三種織物電極均可以采集到心電信號(hào),波形清晰,其中采集單元為直徑4cm的織物電極的信號(hào)最清晰,峰值電壓為0.75958mV。將三種織物電極采集的信號(hào)圖像與標(biāo)準(zhǔn)銀/氯化銀濕電極的進(jìn)行對(duì)比,可以清晰識(shí)別心電信號(hào)的主要波形。最后計(jì)算三種織物電極采集信號(hào)的信噪比,采集單元為4cm的織物電極信噪比值為38.67遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)銀/氯化銀濕電極的20.05,說明采集信號(hào)能力較高。因此,本課題設(shè)計(jì)的織物電極可以用于人體心電信號(hào)測(cè)試。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TS106;TH77
【圖文】：

無論處于哪種狀態(tài)，所有的活動(dòng)都會(huì)伴有生物電的產(chǎn)生。生物電的變化，逡逑以反應(yīng)細(xì)胞或生物體的復(fù)雜生命現(xiàn)象，如反映某些臟器功能狀態(tài)、疾病的發(fā)生逡逑發(fā)展等。生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研宄中的生物醫(yī)學(xué)測(cè)量是非常重要的一部分內(nèi)容，其中逡逑物電的測(cè)量是了解生物體各器官狀態(tài)，臨床醫(yī)學(xué)與科學(xué)研究的客觀依據(jù)。逡逑細(xì)咆是產(chǎn)生人體各種電現(xiàn)象的根源。細(xì)胞膜是具有多層結(jié)構(gòu)的離子選擇透過逡逑的半透膜，主要由脂類與蛋白質(zhì)構(gòu)成，厚度一般為７－８ｎｍ。由于細(xì)胞膜對(duì)離子逡逑動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)能力不同，會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)外離子濃度的不同。這種濃度不同就會(huì)引起逡逑差產(chǎn)生。生物電信號(hào)產(chǎn)生的基本機(jī)理是離子透過極化態(tài)細(xì)胞膜所消耗的能逡逑。細(xì)胞存在多種極化狀態(tài)，除極化時(shí)，極化膜某點(diǎn)受到物理或化學(xué)刺激，細(xì)胞逡逑各種離子的通透性發(fā)生變化，大量涌入細(xì)胞膜，膜內(nèi)電位急速上升，電逡逑由正變負(fù)。復(fù)極化時(shí)，除極化達(dá)到正峰值時(shí)，逐漸回到極化狀態(tài)，又稱靜息態(tài)。逡逑極化是通過離子通道移動(dòng)離子形成的，其能量來源于ＡＴＰ水解來驅(qū)動(dòng)離子逡逑電化學(xué)離子濃度梯度的，如圖２－１所示。這種能量消耗機(jī)理使得細(xì)胞極化，逡逑膜內(nèi)相對(duì)細(xì)胞膜外形成大約－７０ｍｖ的電勢(shì)差，如圖２－２所示。這種細(xì)胞內(nèi)外逡逑遷移特性是細(xì)胞膜的固有屬性。逡逑

信號(hào)圖形稱為心電圖，這條曲線反映心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)與恢復(fù)過程中的生物逡逑電變化。逡逑心肌細(xì)胞在電激勵(lì)過程中生物電的變化是心電圖產(chǎn)生的根源。圖２－３所示為逡逑心臟的解剖結(jié)構(gòu)，心臟是人體的主要器官之一，其主要由心肌構(gòu)成，心臟位于胸逡逑腔左部，兩肺之間，桃狀結(jié)構(gòu)，身體左側(cè)為左心房、左心室兩部分，右側(cè)為右心逡逑房、右心室兩部分，同一側(cè)的心房心室相通，心臟的四個(gè)腔分別連通不同的血管，逡逑心臟負(fù)責(zé)全身血液的流動(dòng)，功能類似于汞［５：。逡逑６逡逑

激動(dòng)過程包括極化、除極和復(fù)極。極化狀態(tài)是，膜內(nèi)為負(fù)電位。除極是指心肌細(xì)胞的細(xì)胞膜受變導(dǎo)致原來位于心肌細(xì)胞膜外側(cè)陽離子進(jìn)入細(xì)。復(fù)極是指除極后隨著膜功能選擇透過性的恢?jǐn)?shù)量的變化，細(xì)胞膜內(nèi)外膜電位恢復(fù)為外正內(nèi)電信號(hào)稱為心電圖，如圖２－４所示為正常的心形有Ｐ波、ＱＲＳ波、Ｔ波，有時(shí)在Ｔ波后，還是不變的。此外，心電圖還包括ＰＲ間期、Ｑ縮的開始，代表心房的除極波，因心房電向其幅度不大，若Ｐ波缺失、倒置或形態(tài)改變可速等心臟功能異常造成的。ＱＲＳ波對(duì)應(yīng)心室收波反應(yīng)心室擴(kuò)張的開始，代表心室的復(fù)極波，異常。ＰＲ間期代表心房興奮到心室開始興奮．邋２０ｓ。ＱＴ間期指ＱＲＳ波群起點(diǎn)到Ｔ波終點(diǎn)，

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10 上官榮昌,葛欣;;－ｚＦψ~

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