关于可穿戴智能子与水凝电极的初步研究,用于基于表面肌电图的肌肉活动评估
Gabriele Rescio1, Elisa Sciurti1, Lucia Giampetruzzi1
1Institute for Microelectronics and Microsystems, National Research Council of Italy, 73100 Lecce, Italy.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 17, 2025
概括
这项研究引入了带有新型混合聚合物电极的智能子,用于改进表面电肌图 (sEMG) 信号采集. 这些可穿戴传感器提供更低的阻抗和可靠的肌肉活动监测,用于下肢健康评估.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 可穿戴技术可穿戴技术
- 康复科学 康复科学 康复科学
背景情况:
- 表面电肌图 (sEMG) 对医疗保健至关重要,但由于一次性电极,目前的系统面临皮肤刺激和信号质量的挑战.
- 带有织电极的可穿戴sEMG系统显示出希望,但往往在皮肤接触不良的情况下扎,导致高阻抗和运动工件.
- 精确的肌肉电活动监测对于诊断诸如肉症等疾病以及评估跌倒风险至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估智能子的初步模型,用于可穿戴sEMG的集成生物相容混合聚合物电极.
- 与商业电极相比,评估这些新型电极在皮肤电极阻抗和信号质量方面的性能.
- 为了证明使用这些智能子在可穿戴环境中分析下肢肌肉活动的可行性.
主要方法:
- 开发智能子,配备具有生物相容性的混合聚合物电极,战略地放置在关键的下肢肌肉上.
- 测量和比较新的混合电极和商业的Ag/AgCl电极之间的皮肤电极阻抗.
- 使用智能子和商业电极,从胃角肌和肌获得和分析sEMG信号,评估信号相关性.
主要成果:
- 与商用Ag/AgCl电极 (27.8 ± 4.5 kΩ) 相比,新型混合聚合物电极的皮肤电极阻抗显著降低 (19.2 ± 3.1 kΩ).
- 使用智能子获得的sEMG信号与商业电极的信号之间观察到强烈的相关性 (R = 0.87).
- 该系统成功获取和分析了下肢肌肉的sEMG信号,表明信号质量和可靠性良好.
结论:
- 开发的带有混合聚合物电极的智能子代表了可穿戴sEMG系统的有希望的进步,提供了更好的可用性和信号质量.
- 这种创新的可穿戴系统为增强下肢肌肉活动监测提供了基础,这对于临床应用至关重要.
- 用更大的数据集和现实条件进行进一步验证是有必要的,以充分确定这项技术的长期性能和临床实用性.
