醫(yī)用傳感器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種醫(yī)用傳感器及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷或者相應(yīng)研究時，生物電的變化可反應(yīng)生物體的復(fù)雜的生命現(xiàn)象，比如人體心血管的疾患，通常可以從心臟各部分的電活動反映出來。臨床醫(yī)生可以從病人身上記錄的心電圖的細(xì)節(jié)進(jìn)行分析診斷；又如人的神經(jīng)系統(tǒng)及腦部的疾患在腦電圖上必有所表現(xiàn)。臨床上為了研究人的各種臟器的功能狀態(tài)、疾病的發(fā)生與發(fā)展，常需要有效地將生物體內(nèi)細(xì)胞、離子分布電位導(dǎo)出，以此檢測人體的各種生理參數(shù)和指標(biāo)。另外經(jīng)皮電刺激是臨床經(jīng)常使用的一種輔助疾病治療的手段。臨床醫(yī)學(xué)根據(jù)生物體的電生理活動原理，對生物體導(dǎo)入各種不同的電信號，調(diào)節(jié)和治療疾病，以使肌體獲得康復(fù)。
[0003]以上提到的各種醫(yī)用測量儀器在進(jìn)行生物電檢測時以及對病體施加電刺激輔助治療時，都需要通過適當(dāng)?shù)碾姌O與機(jī)體接觸耦合實現(xiàn)電信號的傳遞，且要求電極電位穩(wěn)定，不易產(chǎn)生運動偽跡，與機(jī)體間接觸容易、且不易脫落，并可長期監(jiān)測。其中，體表電極是目前最為常見和廣泛應(yīng)用的一種電極，其由于無創(chuàng)性而廣泛應(yīng)用于臨床，如:通過佩戴帽式電極記錄頭皮腦電來進(jìn)行睡眠監(jiān)測、以及重癥病人監(jiān)護(hù)；通過體表心電電極記錄心電信號進(jìn)行心臟病的診斷；通過電極施加電刺激治療偏頭痛等疼痛疾病。體表電極需要多個電極按一定排列緊密、舒適地與體表接觸，使之能精確地測量微弱的生物電信號，減少測量噪音。最早使用電極金屬片外面包裹棉布，用尼龍或棉制繩索捆綁固定在人體表面，但是存在接觸不良和操作復(fù)雜的缺點，因接觸不良造成對人體皮膚的電灼傷事件也時有發(fā)生?，F(xiàn)在廣泛使用的自粘電極貼片，采用了自粘導(dǎo)電膠，與皮膚附著力強(qiáng)，沒有綁帶，改變了原來傳統(tǒng)“金屬片和棉布”電極綁帶固定的復(fù)雜操作過程，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，安全可靠，可以重復(fù)使用等優(yōu)點。但其使用多次后(3-5次后)，自粘導(dǎo)電膠就失去了粘性，尤其是夏天人體出汗，冬天皮膚干燥，時常出現(xiàn)和皮膚接觸不良的問題，影響治療，且自粘導(dǎo)電膠材料多為化工材料，使用中影響皮膚呼吸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供了一種醫(yī)用傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的自粘電極貼片多次使用后出現(xiàn)和皮膚接觸不良以及在使用中影響皮膚呼吸的技術(shù)問題。該醫(yī)用傳感器包括:基底；檢測電極，設(shè)置在所述基底上，用于檢測人體的生物電；電極導(dǎo)線，設(shè)置在所述基底上，用于將所述檢測電極電連接至信號采集設(shè)備或信號處理設(shè)備；人造剛毛，設(shè)置在所述基底上，密集的分布在所述檢測電極周圍，每根人造剛毛利用分子引力吸附在人體皮膚表面上。
[0005]在一個實施例中，所述基底和所述人造剛毛的制備材料分別采用絕緣高分子彈性聚合物。
[0006]在一個實施例中，所述絕緣高分子彈性聚合物是人工合成橡膠或硅膠。
[0007]在一個實施例中，所述人造剛毛的長度范圍為100納米至100微米。
[0008]在一個實施例中，所述人造剛毛的直徑范圍為10納米至10微米。
[0009]在一個實施例中，所述人造剛毛的分布密度范圍為I X 13根/平方毫米至IXlO9
根/平方毫米。
[0010]在一個實施例中，所述基底和所述人造剛毛為一體成型結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 在一個實施例中，所述檢測電極為多個，所述電極導(dǎo)線為多根，所述檢測電極與所述電極導(dǎo)線為對應(yīng)連接。
[0012]在一個實施例中，還包括:打底層，設(shè)置在所述檢測電極和所述基底之間，該打底層為金屬薄膜，用于增強(qiáng)所述檢測電極和所述基底之間的粘附性。
[0013]在一個實施例中，所述打底層的材質(zhì)為鈦、鉻或銅。
[0014]在一個實施例中，所述檢測電極和所述電極導(dǎo)線分別為導(dǎo)電薄膜。
[0015]在一個實施例中，所述檢測電極和所述電極導(dǎo)線的材質(zhì)分別為金、鉑、銅或石墨稀。
[0016]本發(fā)明實施例還提供了一種上述任一種醫(yī)用傳感器的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的自粘電極貼片多次使用后出現(xiàn)和皮膚接觸不良以及在使用中影響皮膚呼吸的技術(shù)問題。該方法包括:向所述基底和所述人造剛毛一體成型結(jié)構(gòu)的模具內(nèi)澆注絕緣高分子彈性聚合物溶液或聚合物單體；在所述絕緣高分子彈性聚合物溶液或聚合物單體固化后，取出所述基底和所述人造剛毛一體成型結(jié)構(gòu)；在所述基底上設(shè)置所述檢測電極和所述電極導(dǎo)線。
[0017]在本發(fā)明實施例中，通過在基底上設(shè)置人造剛毛，使得基底和人造剛毛的結(jié)構(gòu)形成了壁虎腳掌的仿生結(jié)構(gòu)，人造剛毛通過分子引力(即范德華力)吸附在人體皮膚表面上，使得醫(yī)用傳感器可以在小預(yù)加載下即具有較強(qiáng)粘附力，還能夠快速、輕松地脫附，對各種材料的粘附作用具有普適性，可以粘附于任何材料表面上，即使滑動時也能夠維持高水平的粘附，由于是通過人造剛毛通過分子引力實現(xiàn)醫(yī)用傳感器的吸附的，使得該醫(yī)用傳感器可以多次使用，且多次使用并不會影響吸附性，即多次使用后依然能保證良好地與人體皮膚表面接觸；同時，人造剛毛與人體皮膚表面接觸時，由于人造剛毛彼此之間存在彼此連通的大量空隙，因此具有極強(qiáng)透氣性，在用于人體生物電檢測時，使用上述醫(yī)用傳感器時不影響皮膚的呼吸，被試者的舒適度高。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種醫(yī)用傳感器的俯視圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實施例提供的一種圖1的A-A向示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實施例提供的一種醫(yī)用傳感器的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0023]針對現(xiàn)有技術(shù)中的自粘電極貼片多次使用后出現(xiàn)和皮膚接觸不良以及在使用中影響皮膚呼吸的技術(shù)問題，發(fā)明人對壁虎的腳掌進(jìn)行了研究。眾所周知，壁虎可以在地面、陡壁、天花板等不同法向面上自由靈活地運動，然而使得壁虎能在光滑的表面上行走自如的秘密在于腳上特殊的剛毛結(jié)構(gòu)，壁虎的每只腳底部長著大約50萬根極細(xì)的剛毛，每根剛毛長度為30 μ m-300 μ m0剛毛末端又有約400至1000根大小為0.2 μ m_0.5 μ m的納米分支。這種精細(xì)結(jié)構(gòu)使得剛毛與物體表面分子間的距離非常近，從而產(chǎn)生分子引力一一范德華力。由于范德華力沒有方向性和飽和性，盡管它的絕對值很小，只要數(shù)量足夠多就能產(chǎn)生足以支持壁虎全身重量的力。而且壁虎腳上的剛毛可以調(diào)節(jié)，當(dāng)壁虎將剛毛與物體表面的角度增加到30度時，剛毛與物體表面分子之間的作用力大大降低，壁虎便可以順利抬腳。因此，發(fā)明人提出一種醫(yī)用傳感器，該醫(yī)用傳感器具有仿生壁虎腳的剛毛結(jié)構(gòu)。
[0024]在本發(fā)明實施例中，提供了一種醫(yī)用傳感器，如圖1所示，該醫(yī)用傳感器包括:
[0025]基底I ;
[0026]檢測電極2，設(shè)置在所述基底上，用于檢測人體的生物電(例如，該生物電可以包括心電、腦電、肌電以及皮電等)；
[0027]電極導(dǎo)線3，設(shè)置在所述基底上，用于將所述檢測電極電連接至信號采集設(shè)備或信號處理設(shè)備；
[0028]人造剛毛4，設(shè)置在所述基底上，密集的分布在所述檢測電極周圍，每根人造剛毛利用分子引力吸附在人體皮膚表面上。
[0029]由圖1所示可知，在本發(fā)明實施例中，通過在基底上設(shè)置人造剛毛，使得基底和人造剛毛的結(jié)構(gòu)形成了壁虎腳掌的仿生結(jié)構(gòu)，人造剛毛通過分子引力(即范德華力)吸附在人體皮膚表面上，使得醫(yī)用傳感器可以在小預(yù)加載下即具有較強(qiáng)粘附力，當(dāng)使上述人造剛毛與人體皮膚表面存在一定角度(例如，30度)時，上述醫(yī)用傳感器就能夠快速、輕松地脫附，對各種材料的粘附作用具有普適性，可以粘附于任何材料表面上，即使滑動時也能夠維持高水平的粘附，由于是通過人造剛毛通過分子引力實現(xiàn)醫(yī)用傳感器的吸附的，使得該醫(yī)用傳感器可以多次使用，且多次使用并不會影響貼服性，即多次使用后依然能保證良好地與人體皮膚表面接觸；同時，人造剛毛與人體皮膚表面接觸時，由于人造剛毛彼此之間存在彼此連通的大量空隙，因此具有極強(qiáng)透氣性，在用于人體生物電檢測時，使用上述醫(yī)用傳感器時不影響皮膚的呼吸，被試