中國學者最新文章：生物醫用電極是什么

　　生物醫用電極作為一種能夠有效地將生物體電化學活動產生的離子電位轉換成測量系統電子電位的傳感器, 廣泛應用于現代臨床檢測和生物醫學測量。 近年來, 由于生物醫用電極在心電圖ECG、腦電圖EEG、肌電圖EMG以及電阻抗成像EIT等領域的迫切應用需求, 新型生物醫用電極結構及其高效低成本的制造方法不斷涌現, 生物醫用電極制造技術獲得飛速發展。

　　來自廈門大學與中山大學的研究人員通過對現有的生物醫用體表電極進行了分類(包括傳統銀/氯化銀電極、微針電極、紡織柔性電極、柔性襯底電極、泡沫結構電極、絕緣干電極), 分別對其制造工藝過程與使用方法進行了綜述, 并對其已有或潛在的應用領域進行詳細分析, 最后對生物醫用電極的應用前景進行了展望。

　　生物電是生物體的最基本的生理現象, 各種生物電位的測量都需要使用生物醫用電極。 在生物電信號采集與利用過程中, 生物醫用電極作為一種能夠有效地將生物體電化學活動產生的離子電位轉換成測量系統電子電位的傳感器, 廣泛應用于現代臨床檢測和生物醫學測量, 其中包括心電圖ECG、腦 電圖EEG、肌電圖EMG、眼電圖EOG、胃電活動GEA、神經電位以及電阻抗成像EIT等。

　　生物醫用電極作為測量系統最為關鍵核心部件之一, 可以起到生物電信號的激勵、采集、傳導等作用, 但是由于生物電信號較弱, 在多數情況下通常需要使用多個電極來同時進行生物電信號的采集與分析。 因此, 生物醫用電極一般要求具有良好的導電性能, 通常是采用金屬材料、硅基材料或聚合物材料表面覆蓋一層易導電金屬層的方式制造加工形成。 由于生物醫用電極使用過程中與人體組織直接接觸, 往往需要盡量減少電極的接觸阻抗以獲得穩定的生理信號, 同時還要求無毒無害, 以避免引發過敏等不良生理反應。 另外, 為了減少測量過程中由于運動產生的干擾問題, 通常可選用柔性襯底材料實現電極與皮膚的高度貼合或利用泡沫背襯結構應用于生物醫用電極中起到緩沖減震的使用效果。

　　近年來, 生物醫用電極技術研究逐漸獲得世界各國研究者的重視,其制造技術和應用研究已經取得了飛速發展。 從使用功能上來劃分, 生物醫用電極主要包含有剌激電極和檢測電極。 剌激電極是執行元件, 是對生物體施加電流或電壓所用的電極。 檢測電極是敏感元件, 需用電極把人體或生物體部位的電位引導到電位測量儀器上進行生物電位測量。 從使用范圍來看, 生物醫用電極主要包括體表電極和植入式電極。 從結構形式和功能特性方面來劃分, 目前已經開發出的生物醫用體表電極主要包括有傳統銀/氯化銀電極、微針電極、紡織柔性電極、柔性襯底電極、泡沫結構電極、絕緣干電極。 隨著微加工技術及信號處理相關技術的迅猛發展, 生物醫用電極的種類和性能也都正在不斷地豐富和改進中, 并在生物電信號的采集與利用中發揮著越來越重要的作用。

　　文章指出，生物醫用電極的應用領域廣泛，如生物電阻抗、心電信號采集、腦電信號檢測、肌電信號采集等等。作者認為隨著醫療科技水平不斷的進步與發展, 對生物電的認識和理解也正在逐漸加深, 生物電采集與利用的基礎研究和臨床應用也日益得到重視和發展，生物醫用電極作為生物電采集與利用過程中的關鍵部件, 能夠有效地將生物體電化學活動產生的離子電位轉換成測量系統電子電位, 已經廣泛應用于心電圖ECG、腦電圖EEG、肌電圖EMG、生物電阻抗等現代臨床檢測和生物醫學測量中, 更多的潛在應用領域也還正在不斷地拓展與完善中。

　　根據現有的文獻報道分析, 現已研制出的生物醫用體表電極主要包括有傳統銀/氯化銀電極、微針電極、紡織柔性電極、泡沫結構電極、絕緣干電極等, 均已在生物醫學檢測與測量技術領域中發揮著重要的作用, 并取得較好的研究進展與臨床應用效果。 隨著微電子技術、微納制造技術和信號處理技術的飛速發展, 與生物醫用電極相關的制造技術和信號處理方法等都已獲得長足的進步, 有關人體組織與皮膚的接觸機理也得到更為深入的認識, 相信在未來幾年內必將會研制出更多的新型生物醫用電極, 可以實現各類生物電的精確提取與分析, 有利于進一步推動對于生物電的更深入的理解和認識, 同時也對促進醫療科技水平的進步與提高具有重要的研究價值與意義。