在动态运动过程中可靠且稳定地记录心电图（ECG）信号对于现代临床心脏病学和未来医疗应用至关重要。然而，在动态环境中，软组织与传统ECG电极之间的高电气阻抗和非贴合界面仍阻碍了其在便携式ECG应用中的广泛使用。本文，韩国高丽大学Yong Ju Yun、Hyung Ju Park等研究人员在《ETRI Journal》期刊发表名为“Soft conductive hydrogel patch electrodes for dynamic human electrocardiogram acquisition”的论文，研究提出了一种基于柔性导电氧化石墨烯（GO）水凝胶的无线ECG监测设备，旨在克服这些限制。GO水凝胶电极由化学剥离的GO片作为填充材料和水溶性聚乙烯醇（PVA）作为聚合物主链组成，展现出低电气阻抗和可靠的界面，适用于动态心电图采集。我们开发了一种肢体佩戴式心电图监测系统，将这些柔性导电GO/PVA水凝胶电极与通信模块集成。该系统旨在捕捉静息状态和行走状态下的原始心电图信号。结果表明，与商业心电图监测电极相比，使用GO/PVA水凝胶贴片电极记录的心电图信号更能准确反映R波和其他心电图模式，尤其是在涉及显著运动的条件下。
图1、Schematic illustration of the preparation of GO/PVA hydrogels.
通过混合聚乙烯醇（PVA）和氧化石墨烯（GO）制备了导电水凝胶，以提升其电导率。随后，通过阻抗测量和弯曲测试对人工皮肤材料的电学和力学性能进行了表征。基于导电水凝胶的电极及便携式心电图监测系统被制备，以研究动态人体生物信号采集。从GO/PVA水凝胶贴片电极获取的心电图数据在行走状态下展现出优于其他水凝胶电极的R峰提取性能。通过R峰强度、心率（HR）、峰值信噪比（PSNR）及时频信息对心电图波形进行了精准分析。作者认为，这种柔软、生物相容性的GO/PVA水凝胶贴片电极可用于准确获取动态人体生物信息。
文献：https://doi.org/10.4218/etrij.2024-0457
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