可伸缩表面电肌图谱电极阵列补丁用于肌位置和预防肌肉损伤.
Shuaijian Yang1,2, Jinhao Cheng1, Jin Shang1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Biomaterials, Department of Biomedical Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, Guangdong, 518055, P. R. China.
Nature communications
|October 14, 2023
概括
研究人员开发了一种新的可伸缩的粘合干电极,用于表面电肌图 (sEMG) 监测. 这项创新可实现稳定,长期的肌肉性能跟踪,潜在地减少体育和日常活动中的伤害.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 表面电肌图 (sEMG) 提供了有价值的肌肉性能数据,但受到当前电极特性的限制.
- 现有的电极往往缺乏伸展性,阵列集成性和可重复使用性,阻碍了持续的临床和日常监测.
- 这些技术限制阻碍了sEMG的广泛采用.
研究的目的:
- 设计和开发具有增强伸展性和耐久性的新型粘合干电极,以改善sEMG.
- 为了创建一个可伸缩的金属聚合物电极阵列补丁 (MEAP),用于强大的实时肌肉监测.
- 解决目前用于临床和日常应用的sEMG技术的局限性.
主要方法:
- 使用酸,聚乙烯醇和PEDOT:PSS (TPP) 制造一个粘合剂干电极.
- 描述TPP电极特性,包括伸展性 (~200%) 和粘合性 (0.58 N/cm).
- 开发一个金属聚合物电极阵列补丁 (MEAP) 集成TPP电极和液体金属 (LM) 电路使用丝网打印.
主要成果:
- TPP电极表现出卓越的伸展性和粘合性,确保5天以上的皮肤接触稳定,信号质量高 (>20dB).
- 与商业阵列相比,MEAP表现出更好的符合性,从而改善了信号噪声比和移动期间的稳定记录.
- 可扩展的丝网打印使得能够生产完全可拉伸的MEAP能够实时监测肌肉压力,疲劳和肌位移.
结论:
- 开发的TPP电极和MEAP克服了当前sEMG技术的主要局限性.
- 这些进步促进了稳定,长期的肌肉监测,这对于临床诊断和性能分析至关重要.
- 该技术在运动和日常生活中预防伤害和提高表现方面显示出显著的前景.


