穿戴式電極需要兼顧柔性貼合、長期舒適性、高信號質量和耐用性，其結構設計通常采用多層復合材料，以適應動態(tài)的人體活動。以下是常見的穿戴式電極結構及其特點：
| 層級 | 材料/功能 | 示例材質 |
|---|---|---|
| 導電層 | 直接接觸皮膚，采集生物電信號或輸出電刺激 | - Ag/AgCl（心電/腦電） - 碳納米管/石墨烯（高柔性） - 導電硅膠/水凝膠（舒適性） |
| 粘合層 | 固定電極，確保與皮膚緊密接觸（部分電極省略） | - 醫(yī)用丙烯酸膠（低致敏） - 水凝膠（兼具導電和粘附） - 硅膠壓敏膠 |
| 柔性基底 | 提供機械支撐，貼合皮膚彎曲 | - 聚氨酯（PU）薄膜 - 聚酰亞胺（PI） - 彈性織物（如萊卡混紡） |
| 絕緣層 | 防止信號干擾或短路（僅多電極陣列需要） | - PET薄膜 - 硅膠涂層 |
| 互聯(lián)層 | 連接電極與外部設備（導線或無線模塊） | - 銀漿印刷電路 - 柔性FPC（可彎曲電路板） - 導電纖維（紡織電極） |
結構：
導電層（Ag/AgCl + 水凝膠） + PU/PET基底 + 背膠。
應用：
一次性心電監(jiān)測（如Holter監(jiān)護）、運動生理監(jiān)測。
優(yōu)勢：
信號穩(wěn)定，成本低，但長期佩戴可能過敏。
結構：
導電纖維（銀纖維/碳纖維）編織成織物，直接嵌入衣物。
應用：
長期健康監(jiān)測（如智能胸帶、運動衫）。
優(yōu)勢：
透氣舒適，可水洗，但信號易受運動偽影干擾。
結構：
微針陣列/多孔導電聚合物（如PDMS+金涂層），無需凝膠。
應用：
腦機接口（BCI）、可穿戴腦電設備。
優(yōu)勢：
免凝膠，適合長期使用，但初始接觸阻抗較高。
結構：
液態(tài)金屬（如Galinstan）嵌入彈性體（Ecoflex）。
應用：
關節(jié)部位監(jiān)測（如EMG手勢識別）。
優(yōu)勢：
耐拉伸（>300%形變），但成本高。
信號質量：
導電層阻抗需足夠低（如Ag/AgCl <10Ω·cm²）。
紡織電極需增加導電面積以減少運動噪聲。
舒適性：
水凝膠或多孔結構提升透氣性，避免皮膚炎癥。
耐久性：
可水洗紡織電極需耐洗滌（如封裝銀纖維）。
集成方式：
無線傳輸電極需內置微型電路（如藍牙模塊）。
石墨烯電極：
超?。{米級）、高導電，適用于高精度腦電監(jiān)測。
自粘附微針電極：
微針穿透角質層直達真皮，提升信號質量（如NeuroOne）。
生物降解電極：
可吸收材料（如鎂/聚乳酸）用于術后臨時監(jiān)測。
| 產品類型 | 電極結構 | 代表品牌/應用 |
|---|---|---|
| 一次性心電貼片 | Ag/AgCl + 水凝膠 + PU薄膜 | 3M Red Dot™, Ambu BlueSensor |
| 智能手環(huán)ECG電極 | 316L不銹鋼 + 導電陶瓷涂層 | Apple Watch, Fitbit Sense |
| 腦電頭戴設備 | 柔性干電極（導電橡膠/微針） | Muse頭環(huán), Emotiv EPOC |
| 運動EMG袖套 | 銀纖維紡織電極 + 彈性基底 | Myo臂環(huán)（手勢控制） |
穿戴式電極結構正向柔性化、無凝膠化、智能化發(fā)展，未來可能結合自供電（摩擦納米發(fā)電機）和AI信號處理技術，進一步突破長期監(jiān)測的局限性。
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