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Fabric-Based Wearable Dry Electrodes for Body Surface Biopotential Recording

电极 共形矩阵 材料科学 可穿戴计算机 导电体 电阻抗 生物医学工程 电极阵列 印刷电子产品 光电子学 电气工程 墨水池 计算机科学 复合材料 工程类 嵌入式系统 化学 物理化学
作者
Murat A. Yokus,Jesse S. Jur
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:63 (2): 423-430 被引量:185
标识
DOI:10.1109/tbme.2015.2462312
摘要

A flexible and conformable dry electrode design on nonwoven fabrics is examined as a sensing platform for biopotential measurements. Due to limitations of commercial wet electrodes (e.g., shelf life, skin irritation), dry electrodes are investigated as the potential candidates for long-term monitoring of ECG signals. Multilayered dry electrodes are fabricated by screen printing of Ag/AgCl conductive inks on flexible nonwoven fabrics. This study focuses on the investigation of skin-electrode interface, form factor design, electrode body placement of printed dry electrodes for a wearable sensing platform. ECG signals obtained with dry and wet electrodes are comparatively studied as a function of body posture and movement. Experimental results show that skin-electrode impedance is influenced by printed electrode area, skin-electrode interface material, and applied pressure. The printed electrode yields comparable ECG signals to wet electrodes, and the QRS peak amplitude of ECG signal is dependent on printed electrode area and electrode on body spacing. Overall, fabric-based printed dry electrodes present an inexpensive health monitoring platform solution for mobile wearable electronics applications by fulfilling user comfort and wearability.
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