[实用新型]一种用于仿生假肢的干式电极

说明书

一种用于仿生假肢的干式电极，涉及干式电极。设有电极芯、肌电测量芯片和电极外壳；所述电极芯设有3个，3个电极芯分布在电极外壳上；所述肌电测量芯片与各电极芯相连，肌电测量芯片位于电极外壳内部。所述3个电极芯按一定位置分布在电极外壳上。所述3个电极芯中两个作为测量电极，一个作为参考电极。电极表面具有高度在300μm以上的微结构阵列，能提升在肌电测量过程中电极与人体皮肤的贴合性，减少皮肤接触阻抗；并且能够减少因电极相对位移而产生的运动伪影；最后，干式电极表面的惰性金属层能够减少汗液对电极的腐蚀，提升电极的使用寿命。该电极具有测量精度高、接触阻抗小、使用寿命长等优点，从而可以高采集和测量肌电的精度。

技术领域

本实用新型涉及干式电极，尤其是涉及一种用于仿生假肢的干式电极。

背景技术

肌电信号(EMG)是一种非常微弱的生物电信号，由神经肌肉的活动产生，包含了很多和肌体运动有关的信息。肌电分析被广泛地用于肌肉疾病的临床检测、肌电图、仿生假肢等领域，提取有效的肌电信号对肌电分析的意义十分重要。

传统的表面肌电采集一般采用板式干电极，这种电极大多为一块金属光板，与皮肤间的接触阻抗很高，而且在使用过程中还会因为与皮肤发生相对位移而产生运动伪影，对肌电信号测量精度产生影响。此外，因为无法与皮肤很好贴合，这种电极在使用中的舒适度也很差。

随着近几年微电子技术、微纳科学技术和光电子技术的发展，具有表面微结构的干电极展现出良好的发展前景。这种干电极克服了原先板式干电极的弊端，其采用干电极表面的微结构刺破皮肤表面具有高阻抗的角质层，以获得更小的接触阻抗和更加稳定的测量性能，而且还可以采用柔性基底以提升其使用过程中的舒适度。目前，制造微结构常采用MEMS技术，但因其制造成本的限制，很难达到大批量生产的要求。因此，研制出一种适合大批量生产的高性能干式电极是目前的研究重点。

发明内容

本实用新型的目的在于针对仿生假肢使用过程中，传统金属板式电极接触阻抗高和易出现运动伪影的不足，提供效率高、采用激光加工表面微结构的一种用于仿生假肢的干式电极。

本实用新型设有电极芯、肌电测量芯片和电极外壳；所述电极芯设有3个，3个电极芯分布在电极外壳上；所述肌电测量芯片与各电极芯相连，肌电测量芯片位于电极外壳内部。

所述3个电极芯按一定位置分布在电极外壳上。所述3个电极芯中两个作为测量电极，一个作为参考电极。

所述电极芯的单个微结构的高度可大于300μm。电极芯的厚度可为0.4nm，电极芯的表面喷涂一层惰性金属层，所述惰性金属层可采用金、银或铂等，惰性金属层的厚度可为20～ 40nm

本实用新型的电极芯按以下方法制备：

1)选用厚度为0.4mm的金属薄片作为电极芯的材料，经过冲裁和冲压后，形成具有一定形状的电极芯坯料；

2)采用激光对电极芯坯料进行加工，使其表面得到具有不同形状的微结构阵列；

3)对加工后的电极芯坯料进行酸洗和醇洗，去除表面金属氧化物和杂质，然后在表面喷涂一层惰性金属(金或铂)等，得到所需的电极芯。

单个微结构的高度大于300μm，微结构阵列的惰性金属涂层可选自金、银或铂，厚度可为20～40nm。

所述肌电测量芯片可以将肌电信号进行滤波和放大处理。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

电极表面具有高度在300μm以上的微结构阵列，能提升在肌电测量过程中电极与人体皮肤的贴合性，减少皮肤接触阻抗；并且能够减少因电极相对位移而产生的运动伪影；最后，干式电极表面的惰性金属层能够减少汗液对电极的腐蚀，提升电极的使用寿命。因此，该电极具有测量精度高、接触阻抗小、使用寿命长等优点，从而可以高采集和测量肌电的精度。