北航PDMS支撑石墨烯表皮干电极，用于可穿戴心电图监测

　　成果简介
　　基于石墨烯的表皮干电极在心电图（ECG）监测以及时筛查心血管疾病方面产生了广泛的兴趣。然而，较差的稳定性、机械强度和集成度是阻碍石墨烯电极在医疗保健领域进一步产品营销的重要障碍。本文，北京航空航天大学邓元教授团队在《AdvMaterTechnol》期刊发表名为FacileFabricationofRobustandReusablePDMSSupportedGrapheneDryElectrodesforWearableElectrocardiogramMonitoring的论文，研究基于激光写入技术并由聚二甲基硅氧烷（PDMS）层支持的坚固、可重复使用和图案化的石墨烯可穿戴干电极制成。经过10000次循环弯曲测试和高功率超声处理（5小时）后，石墨烯PDMS电极被证明具有出色的稳定性和可重复使用性，可用于心电图记录。
　　发挥可设计、高效的CO2优势激光生产技术，可以根据用户的体型轻松定制和制作由六个胸导电极和相应导联线组成的棒状石墨烯电极，大大简化了12导心电图的采集过程，实现了对12导联心电图的采集。V1V6ECG用于全方位心脏监测。在对ECG模式进行彻底分析后，集成的胸部电极表现出与湿式AgAgCl电极相当的理想灵敏度和可靠性。可重复使用的石墨烯PDMS电极适用于长期ECG监测，集成电极为可穿戴12ECG记录提供了一种新策略。
　　图文导读
　　图1、a）LIGPDMS电极的制造过程示意图。LIG和LIGPDMS的表征：b，c）LIG的SEM图像，d，e）LIG的拉曼光谱和XRD图案，以及f，g）LIGPDMS的SEM图像。
　　图2、PI、LIG和LIGPDMS的XPS表征。a）XPS调查。b，d）C1s光谱。c，e）N1s光谱。
　　图3、a）电极皮肤阻抗的等效电路模型。b）不同面积的LIGPDMS电极的照片。c）作为频率函数的接触阻抗变化。d）由AgAgCl和各种LIGPDMS电极捕获的I导联ECG信号。e）LIGPDMS电极的循环测试（1cm2cm）。显示了大约10000次测试循环的稳定电阻响应。
　　图4、LIGPDMS电极的稳定性。a，b）在不同的超声治疗周期后收集的I导联心电图信号。c）LIGPDMS电极在超声波处理15次清洁循环后的SNR。d）超声处理5小时后LIGPDMS电极的阻抗。
　　图5、a）集成棒状胸电极（V1V6）模式的图示。b）12导联心电图电极的位置。c）LIGPDMS胸部电极的照片。d，e）由LIGPDMS电极记录的12导联心电图信号（5秒）：分别为肢体导联和胸导联。所有的心电图都有相同的比例。
　　小结
　　总之，LIGPDMS表皮电极易于通过激光加工系统进行图案化和批量生产。LIGPDMS干电极可清洗、灵活且可重复使用，满足可穿戴的要求。基于CO2激光系统，开发了由V1V6胸部电极组成的工作人员形电极，以简化12导联心电图监测过程。定制化的集成电极，不再是一个一个地放置胸电极，用户可以更方便地一次安装六个胸导电极。在收集心电图信号方面，LIGPDMS电极表现出与商业AgAgCl电极相当的高性能，用于12导联心电图记录。此外，这种表皮电极还适用于专业的脑电图和肌电图监测，促进一体化和个性化医疗保健的发展。
　　文献：
　　https：doi。org10。1002admt。202100262