论文部分内容阅读
为改进生物电阻抗测试系统的电极性能,本文将从电极定位系统的设计出发,在研究传统Ag/AgCl电极交流阻抗变化规律基础上,提出化学刻蚀和激光微加工两种方法,制造具有丰富表面微结构特征的金属干式生物医用电极,并结合二电极测量方法,对电极与皮肤接触阻抗特性进行了对比测试与分析,为生物电信号测量提供有利的技术支撑。主要研究内容如下: 1.电极定位系统的几何结构设计与外观优化 结合面向人体器官生物电阻抗技术电极定位系统的具体应用环境,在考虑其生产制造工艺的难易程度以及实用性和通用性的实际要求,利用三维建模软件设计出一种新型电极定位系统的整体结构设计方案,实现四电极准确粘贴,从而避免多电极粘贴的烦琐程序,减轻病人长时间等待的痛苦。 2.生物医用电极交流阻抗特性测试及性能分析 将Ag/AgCl电极进行胶对胶连接的直接测量方法,分析归纳出电极对的等效电路模型,并详细研究了Ag/AgCl电极的交流阻抗变化规律。随着频率不断增加,交流阻抗先出现逐渐减小的变化趋势,当频率被继续增加时,交流阻抗值却呈出略微增加趋势。而激励电流大小的变化对交流阻抗值影响不明显。稳定性测试结果表明在初始测量阶段的半小时内交流阻抗值具有明显上升的变化,随后将逐渐趋近于平稳。 3.金属干式电极微加工成形及表面结构表征 利用化学刻蚀和激光微加工两种方法,制造出具有丰富表面微结构特征的金属干式生物医用电极,结合SEM等微观检测手段,在分析电极表面微结构加工成形机理的基础上,通过改变工艺参数的方法重点研究了加工工艺参数对其表面微结构的影响规律,并结合其交流阻抗测试结果,优化其加工工艺。 4.不同种类电极的阻抗性能分析与优化 选择前臂内侧作为测量位置,利用二极测量法,在不同频率和大小的激励电流条件下,获得传统Ag/AgCl电极.皮肤接触阻抗测量数据。设计出新型金属干式电极结构,并着重研究电极表面润湿情况、表面微结构、角质层处理情况等参数对金属干式电极接触阻抗性能的影响规律。