En la evaluación de la rehabilitación y el monitoreo de la función motora, la electromiografía superficial (semg) es una de las herramientas de detección no invasiva más utilizadas: a través de electrodos pegados a la superficie de la piel, se puede registrar la actividad eléctrica débil producida durante la contracción del músculo esquelético, proporcionando datos objetivos para la evaluación de la función neuromuscular.
Pero los terapeutas e ingenieros se enfrentan a un dilema recurrente: los electrodos húmedos AG / agcls tradicionales, aunque tienen una baja resistencia al contacto y una calidad de señal confiable, dependen del gel conductor. El gel se seca con el tiempo, lo que conduce a un deterioro de la señal, y la adherencia prolongada puede causar irritación e incluso inflamación de la piel. Los electrodos no se pueden reutilizar y se desprenden fácilmente cuando se mueven: en escenarios que requieren un monitoreo continuo a largo plazo, las limitaciones de los electrodos húmedos son particularmente prominentes.
�� Dirección técnica:Los electrodos flexibles secos se están convirtiendo en una dirección técnica reconocida por la industria. No necesita gel conductor, puede entrar en contacto directo con la piel para recoger señales y tiene las ventajas centrales de no irritación, uso a largo plazo y reutilización. Los electrodos flexibles SEMG se están convirtiendo en una fuerte sustitución y complemento de los electrodos tradicionales AG / agcls.
II. desafíos de ingeniería de la adquisición de semg: resistencia, ruido y artefactos de movimiento
La esencia de la señal SEMG es la proyección del potencial de acción muscular en la superficie de la piel - la amplitud es de solo microvoltios a milivoltios, y la señal es extremadamente débil. La adquisición de esta señal débil de la superficie de la piel se enfrenta a tres desafíos de ingeniería:
�� Resistencia de la interfaz electrodo - piel
La baja resistencia al contacto es un requisito previo para garantizar una alta relación señal - ruido. Medios como la cutícula, el sudor y el sebo pueden afectar la resistencia de la interfaz.
�� Artefacto de movimiento
En el Movimiento dinámico, el desplazamiento relativo entre el electrodo y la piel produce ruido mecánico, y el electrodo rígido no se puede pegar en forma y es fácil tener un mal contacto.
�� Interferencia de frecuencia de potencia
La alta resistencia de contacto de la piel no coincide con la resistencia de entrada del amplificador, lo que introducirá interferencia de frecuencia de potencia de 50 / 60 hz.
Propuesta central:¿La pregunta central a la que deben responder los electrodos flexibles no invasivos es: ¿ cómo mantener una baja resistencia y una alta relación señal - ruido mientras hacen que los electrodos sean tan suaves, estirables y duraderos como la piel?
III. sistemas de materiales: selección múltiple de metales a bases de carbono
Las propiedades de los electrodos flexibles SEMG están arraigadas en la sinergia entre el material conductor y el sustrato flexible. Los principales sistemas de materiales actuales cubren tres categorías principales: metales, grupos de carbono y polímeros conductores:
�� Base de oro
La resistencia del electrodo dorado (portador Pi de 50 μm, 2 μm au) es extremadamente baja; El electrodo compuesto agnw / Grafeno SNR alcanzó los 11,5 db, lo que es comparable a AG / agcl1.
�� Base de carbono
El electrodo seco mwcnt - pdms tiene una resistencia de 10 Hz a 490kome y un SNR de 34 db; el electrodo tridimensional ti ₃ c ₃mxene / CNT tiene una resistencia de 100 Hz 10 veces menor que la de AG / agci y una tasa de reconocimiento superior al 90%.
�� Polímero conductor
Pedot: electrodo multicanal de impresión por inyección de tinta pss; La tasa de tracción del compuesto TPP es de aproximadamente al 200%, y la fuerza de adhesión es de 0,58n / cm.
IV. diseño estructural: adaptación mecánica de dos a tres dimensiones
La estirabilidad del material en sí es limitada. El diseño estructural es igualmente crítico para que los electrodos mantengan un contacto estable con la piel durante el Movimiento dinámico.
�� Espiral en forma de serpiente / espiral tridimensional
La ductilidad del encapsulamiento en forma de serpiente bidimensional es del 10% al 20%; Después del encapsulamiento de la estructura espiral tridimensional, todavía puede ser superior al 131%, lo que mejora considerablemente la adaptabilidad dinámica.
�� Matriz de alta densidad
La matriz tridimensional mxene / CNT de 64 canales y la matriz dorada de 12 canales (diámetro del electrodo de 1,2 mm, distancia de 3 mm) obtienen señales de distribución espacial muscular.
V. rendimiento clave: a qué deben prestar atención los ingenieros
�� Resistencia al contacto
La resistencia de 100 Hz del electrodo tridimensional mxene / CNT es 10 veces menor que la de AG / agcl1; El mwcnt - pdms es de unos 490k Omega a 10hz.
�� Relación señal - ruido (snr)
Mwcnt - pdms alcanza los 34 dbs; mxene / CNT tridimensionales son de unos 25 dbs; electrodos mixtos de Grafeno - plata 11,5 DBS (comparables a AG / agcls).
�� Resistencia a la tracción y flexibilidad
La tasa de tracción del electrodo TPP es del al 200%; La ductilidad de la estructura espiral tridimensional es superior al 131%; El portador Pi de 50 micras es altamente flexible.
⏳ Estabilidad a largo plazo
Mwcnt - pdms mantuvo un SNR razonable durante dos meses, y el SNR disminuyó lentamente de 33 dB a 26 dB a 10 días.
VI. escenarios de aplicación: desde la evaluación de la rehabilitación hasta la interacción hombre - computadora
�� Evaluación de la rehabilitación y monitoreo deportivo
Adquisición de SEMG de alta fidelidad en condiciones dinámicas altas, el sistema de electrodos conformados de piel tridimensional mantiene una señal estable durante el Movimiento para el movimiento del cuello y el reconocimiento de la fatiga.
�� Control de prótesis e interacción hombre - computadora
La matriz multicanal recoge gestos semg, combina el aprendizaje automático para lograr el reconocimiento de gestos, y el brazalete portátil integra electrodos secos para lograr el control en tiempo real.
�� Diagnóstico clínico y seguimiento continuo
El SEMG es ampliamente utilizado en el diagnóstico clínico, el monitoreo de rehabilitación y la evaluación de la función muscular, y los electrodos flexibles no invasivos están evolucionando de la medicina de nicho a la tecnología de consumo e interacción.
7. de los materiales a los sistemas: soluciones de electrodos flexibles para la Ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia
Fundada en 2016 y con sede en el distrito de baoan, shenzhen, Advanced Academy (shenzhen) Technology co., Ltd. (conocida como "advanced Academy technology") es una empresa nacional de alta tecnología centrada en materiales de blindaje, materiales aislantes, materiales conductores de calor y recubrimientos de metales preciosos. La compañía ha construido independientemente una línea de producción de pulverización de magnetrón y evaporación al vacío, utilizando el proceso de producción continua de rollo a rollo, que puede lograr una deposición precisa de capas metálicas en pi, pet, peek, LCP y otras superficies de películas flexibles. El ancho del sustrato puede alcanzar los 350 mm, y el vacío límite puede alcanzar 1 × 10⁻ PA.
En respuesta a las necesidades específicas de la adquisición de electrodos flexibles y no invasivos por EMG superficial, la tecnología hospitalaria avanzada proporciona las siguientes capacidades básicas:
�� Selección del sustrato
Pi, pet, peek, LCP y otras películas flexibles, el espesor es ajustable de varios micras a cientos de micras.
⚡ Esquema de recubrimiento
Recubrimientos metálicos biocompatibles como oro, platino y plata de alta pureza, el espesor se puede controlar con precisión.
�� Plataforma de proceso
Los procesos compuestos, como el chorro de magnetrón y la evaporación al vacío, apoyan la producción continua de rollos.
✅ Competencias básicas
La adherencia del recubrimiento es de nivel 5b (el nivel más alto de ASTM d3359), y la uniformidad del recubrimiento es EXCELENTE.
�� Servicios personalizados
Soporte para la personalización de patrones de electrodos, que puede diseñar el diseño de la matriz de electrodos de acuerdo con las necesidades del cliente.
8. observaciones finales
La esencia de la adquisición de electrodos flexibles y no invasivos por EMG superficial es establecer un canal de señal estable, de bajo ruido y amigable con la biología entre dispositivos electrónicos rígidos y tejidos biológicos blandos. Coincide con las propiedades mecánicas de la piel con un sustrato flexible, garantiza la calidad de la señal con una capa conductora de baja resistencia y "canaliza" la tensión deportiva de la capa funcional con un diseño estructural - los tres trabajan juntos para responder a una pregunta central de ingeniería: cómo hacer que los dispositivos electrónicos sean tan suaves como la piel y, Al mismo tiempo, entender el lenguaje de los músculos.
Desde la evaluación de la rehabilitación hasta el control de las prótesis, desde el monitoreo del Movimiento hasta la interacción hombre - computadora, los electrodos flexibles SEMG están llevando la adquisición de señales EMG del hospital al hogar, de estática a dinámica, de "pegar" a "crecer". En esta evolución tecnológica, la selección de materiales, el diseño estructural y el proceso de recubrimiento de precisión siempre han sido las variables centrales que determinan el límite superior del rendimiento del electrodo.
© 2026 Xianjin Yuan · Flexible sEMG Electrode Technical Reference
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