聚吡咯棉织物心电电极的研制

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1、聚吡咯／棉织物心电电极的研制学校代码：10255学号：2110009DEVELOPMENTOFTEXTILEELECTRODECOATEDWITHPOLYPYRROLEFoRECGMONITORING学科专业：纺织工程作者姓名：张经纬指导老师：丁辛完成日期：2013年11月1IIIIllllllllllllllRllllilllllllllqlllllllll东华大学学位论文原创性声明Y～25069t0本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包

2、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：弓长经纬日期：20lqt年／月孑日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密母／学位论文作者签名：弓k经

3、纬日期：20眸1月8日指导教师签名：丁事日期：少l蟛年／月孑目东华大学硕士论文摘要近些年来，织物心电电极由于其特有的质轻、柔软和弹性的特点，越来越受到各国研究者的重视。这是因为目前全球老龄化日趋严重，整个社会的医疗负担也越来越重，面对这样的问题，对疾病的预防是目前降低各国医疗开支的可行方法之一。而织物心电电极，可作为便携式的心电监测装置对人们的健康进行实时监测，起到对疾病的预防作用。在心电信号的实时监测中，织物心电电极由于其穿着舒适性，为学者提供了崭新的研究领域，同时也给使用者提供了一种新的舒适的选择。现在，在对心电信号的测试过程中，被广泛应用的是在人体皮

4、肤和电极之间涂覆导电凝胶的标准Ag／AgCI心电电极。它有其优点，如生产成本低等。但是长期佩戴的角度看，它的缺点就凸显出来了。由于导电凝胶对人体皮肤具有刺激性，长期的佩戴会引起皮肤刺激，从而大大影响了被测试者的舒适感。而且导电凝胶在使用过程中会逐渐变干，电学性能会发生变化，从而影响心电信号的测试稳定性。而织物心电电极，由于不使用导电凝胶，直接与皮肤接触，从而不存在上述问题。在织物心电电极的现有研究中，制备电极的方法主要为在织物中加入金属长丝或在织物表面沉积金属膜。这些方法虽然成功地使织物导电，但是金属成分的加入，会影响到织物电极的柔软性。而在织物表面沉积导

5、电聚合物的方法，不仅保留了织物的柔性，而且更易于在织物的后整理中操作，制备过程更简单。课题提出了电化学聚合制备聚吡咯织物心电电极的方法，所制备的聚吡咯／棉织物心电电极主要用于检测人体在静态时的心电信号。课题以棉平纹机织物为基布，通过原位化学聚合和电化学聚合的方法分别制得化学聚合吡咯／棉织物心电电极和电化学聚合吡咯／棉织物心电电极，同时利用电化学阻抗谱法对皮肤一电极界面进行分析，并探讨了电极本身的电学性能。围绕这些问题，课题研究了以下内容：(1)聚吡咯／棉织物心电电极的制备。课题以棉平纹织物为基布。在制备的过程中，首先对棉织物进行聚吡咯化学聚合，使棉织物导电

6、，得到化学聚合吡咯／棉导电织物。然后，将制备好的导电织物作为电化学体系中的工作电极，进一步发生电化学反应，得到电化学聚合吡咯／棉导电织物。并且对制得的导电织物导电织物进行了电学性能测试，以检验制得导电织物的导电性。最后，在导电织物的基础上，通过电极的设计和组装，制得了聚吡咯／棉织物心电电极。(2)心电信号的采集及信噪比评价。课题采用了标准双极肢体导联中的工导联来进行心电信号的采集。在采集的过程中，三个电极都保持在相同的压强下。同时，结合心电信号检测电路模型，对外部线路放大器的作用和参数进行了讨论。在上述的心电信号采集过程中，比较了化学聚合吡咯／棉织物心电电

7、极、电化学聚合吡咯／棉织物心电电极和标准Ag／AgCI电极的采集结果，并分别计算了不同东华大学硕士论文摘要电极采集心电信号的信噪比，以量化它们之间的差异。(3)聚吡咯／棉织物心电电极．皮肤界面的分析。课题采用电化学阻抗谱法对电极一皮肤界面进行分析。电化学阻抗谱法是将电化学系统看做一个等效电路，而这个等效电路是由电阻(R)、电容(C)和电感(L)等基本元件按串并联等不同方式组合而成的。通过电化学阻抗谱法，可以测定等效电路的构成以及各元件参数的大小。之后，可以利用这些元件参数的电化学含义，来分析电化学系统的结构和电极的性质等。课题对制备的两种聚吡咯／棉织物心电

8、电极进行了电化学阻抗测试，并结合等效电路，进行了电极．皮肤界面的分