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基于CNTaPDMS柔性干电极的可穿戴电生理信号采集系统
摘要
可穿戴技术是当前热门的研究方向之一，其应用范围涉及医疗、运动、心理等多个领域。本文面向电生理信号采集，结合CNTaPDMS柔性干电极技术，设计和实现了一种基于可穿戴技术的电生理信号采集系统，该系统能够对身体各个部位的生理信号进行监测和记录，具有高灵敏度、高精度和高可靠性的特点。经实验验证，在真实环境中，该系统的信号采集效果优良，其正常工作时间可达数小时，具有很高的实用价值和应用前景。
关键词：可穿戴技术；CNTaPDMS柔性干电极；电生理信号采集；信号处理；实验验证
Abstract
Wearabletechnologyiscurrentlyoneofthehottestresearchfields,itsapplicationscopecoversmedical,sports,psychologicalandmanyotherfields.Inthispaper,aimingattheacquisitionofelectrophysiologicalsignals,combinedwiththeCNTaPDMSflexibledryelectrodetechnology,wedesignandimplementawearableelectrophysiologicalsignalacquisitionsystem,whichcanmonitorandrecordthephysiologicalsignalsofvariouspartsofthebody,withhighsensitivity,highaccuracy,andhighreliability.Experimentalresultsshowthatthesignalacquisitioneffectofthissystemisexcellentinrealenvironment,anditsnormalworkingtimecanreachseveralhours,whichhashighpracticalvalueandapplicationprospect.
Keywords:wearabletechnology;CNTaPDMSflexibledryelectrode;electrophysiologicalsignalacquisition;signalprocessing;experimentalverification
导言
心电图、脑电图、肌电图等电生理信号，已成为生命健康领域中不可或缺的一种非创伤性的生理监测手段。传统的电生理信号采集方式（如粘贴式干电极）存在不舒适、易脱落、应用范围有限等问题，这限制了电生理信号采集技术在实际应用中的推广。而柔性干电极技术由于具有良好的柔性、透气性、低成本等特点，不仅能够有效地缓解这些问题，同时还能够实现柔性、可穿戴的电生理信号采集。近年来，CNTaPDMS柔性干电极技术成为热门研究方向，其具有超高灵敏度、高稳定性、耐水性好等特点。本文针对电生理信号采集问题，使用CNTaPDMS柔性干电极技术，设计和实现了一种基于可穿戴技术的电生理信号采集系统，并对其进行实验验证，以说明该系统的工作原理、性能及应用前景。
一、CNTaPDMS柔性干电极的制备
CNTaPDMS干电极的制备主要包括三个部分：CNT的沉积、PDMS涂布、干燥。沉积后CNT的数量密度和形态确定了CNTaPDMS干电极的电性和形变特性。
二、可穿戴的电生理信号采集系统架构
该系统主要由CNTaPDMS柔性干电极、信息采集模块、无线通信模块、数据处理和存储模块、电源管理模块等几个模块组成。CNTaPDMS柔性干电极用于接收身体各部位的生理信号，并将信号传输给信息采集模块。信息采集模块通过模拟信号采样、滤波、增益等处理，将采集到的信号转化为数字信号，并通过无线通信模块将数据发送到数据处理和存储模块进行存储和分析。电源管理模块通过智能管理系统，实现对系统的电源控制和管理，确保系统工作的稳定性和可靠性。
三、实验结果和分析
本文在实验中采集多种不同类型的生理信号，例如心电信号、脑电信号、肌电信号等，通过数据处理和分析，得出了如下结论：
1.信号采集效果优良，信噪比高，信号颗粒度较细。
2.通过合理的信号处理，可以有效地提高信号采集的准确性和可靠性。
3.该系统在实测环境下，正常工作时间可以达到数小时，可满足基本需求。
4.CNTaPDMS柔性干电极技术具有很高的实用价值和应用前景。
结论
本文基于CNTaPDMS柔性干电极技术，设计和实现了一种基于可穿戴技术的电生理信号采集系统。该系统能够对身体各部位的生理信号进行监测和记录，具有高灵敏度、高精度和高可靠性的特点。经过实验验证，在真实环境中，该系统的信