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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《Adv Mater Technol》期刊发表名为“Facile Fabrication of Robust and Reusable PDMS Supported Graphene Dry Electrodes for Wearable Electrocardiogram Monitoring”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 10 000 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。 V1–V6 ECG 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 Ag/AgCl 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 12-ECG 记录提供了一种新策略。
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图文导读
图1、a) LIG/PDMS 电极的制造过程示意图。LIG 和 LIG/PDMS 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) LIG/PDMS 的 SEM 图像。
图2、PI、LIG 和 LIG/PDMS 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 LIG/PDMS 电极的照片。c) 作为频率函数的接触阻抗变化。d) 由 Ag/AgCl 和各种 LIG/PDMS 电极捕获的 I 导联 ECG 信号。e) LIG/PDMS 电极的循环测试（1 cm × 2 cm）。显示了大约 10 000 次测试循环的稳定电阻响应。
图4、LIG/PDMS 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) LIG/PDMS 电极在超声波处理 1-5 次清洁循环后的 SNR。d) 超声处理 5 小时后 LIG/PDMS 电极的阻抗。
图5、a) 集成棒状胸电极（V1-V6）模式的图示。b) 12 导联心电图电极的位置。c) LIG/PDMS 胸部电极的照片。d,e) 由 LIG/PDMS 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。
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小结
总之，LIG/PDMS 表皮电极易于通过激光加工系统进行图案化和批量生产。LIG/PDMS 干电极可清洗、灵活且可重复使用，满足可穿戴的要求。基于 CO 2-激光系统，开发了由 V1-V6 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，LIG/PDMS 电极表现出与商业 Ag/AgCl 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.org/10.1002/admt.202100262
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