臺灣博碩士論文加值系統

可重複使用的感測電極片，是擷取與傳輸人體電訊號的生物感測元件，在遠距醫療照護發展系統中佔有重要地位。本研究透過材料特性及結構，探討織物電傳導特性，及其於生理量測之運用。
實驗材料以12 μm之316L不�袗�纖維，依不同比例與聚酯纖維混紡製成之梭織物與非織物。將織物製備成20 mm、25 mm、30 mm、35 mm以及40 mm五種不同直徑的圓形電極片，透過皮膚交流阻抗與心電圖擷取實驗，探討乾式電極片(Dry Electrode)、濕式電極片(Wet Electrode)以及結合凝膠貼片之織物電極片(Hydrogel Electrode)，在直徑與導電條件改變下，對生理訊號擷取之影響。
實驗結果顯示，不�袗�纖維含量50 %以上之非織物結構，因具有低電阻、手感柔軟以及毛羽凸出的表面形態，能與皮膚緊密的接觸，於皮膚阻抗測試時可低於250 kΩ，運用於心電訊號擷取時，訊號穩定程度與標準氯化銀電極片極為相似，其中又以直徑35 mm之電極片的表現最為穩定。研究結果顯示，織物電極片之導電纖維間的接觸程度，織物結構的柔軟度，以及電極片與人體間之導電介質皆是影響生理量測的重要因素。

This research investigates how the different types of woven and non-woven electrodes affect physiological signals. Woven and non-woven electrodes are made into five different round discs, 20, 25, 30, 35, 40 mm in diameters, different compositions of polyester/ stainless steel fibers, and 3 different conductive conditions which are dry electrode, wet electrode, and hydrogel electrode.
By analyzing the skin impedance, the electrode conductivity, and ECG measuring data, this research exhibits the following results. First, the electrode conductivity increases as the density of conductive fiber increases. The reason is the conductive fibers make the conductive circuit more complete in the whole structure. This makes the physiological signals we received more stable and reliable. Second, the electrode of 35 mm in diameters with soft fluffy texture and more than 50% stainless steel fibers has a better performance than others in the skin impedance test. The same result shows in ECG as well. Third, the performance of the dry electrode is very stable in all tests. In addition, it is cheap, convenient, and repeatable. Therefore, it is the best choice in this research.
This research indicates that the dry non-woven electrode with high density of stainless steel fiber has the most stable performance in transferring the physiological signals. Besides, it is comfortable and easy to use. It is adequate to install or to be embed into clothing to monitor our body condition.

中文摘要 i
Abstract ii
目 錄 iii
圖 目 錄 vi
表 目 錄 viii
表 目 錄 viii
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2智慧型紡織品 1
1.3紡織電極片 3
1.4纖維的電學性質 5
1.5電解質溶液的導電特性 6
1.6生物電學 7
1.6.1皮膚 7
1.6.2生物細胞膜 10
1.6.3心肌細胞的動作電位 12
1.7心電圖原理 13
1.8生理感測元件 16
1.9 研究目的 17
第二章實驗 18
2.1 實驗材料 18
2.2實驗流程 19
2.3 實驗儀器 21
2.4 織物感測元件 24
第三章結果與討論 26
3.1聚酯/不�袗�織物表面形態 26
3.2聚酯/不�袗�梭織物與非織物結構對電阻的影響 28
3.2.1 織物電阻 28
3.2.1.1不同混紡比之聚酯/不�袗�梭織物的電阻 28
3.2.1.2不同混紡比之聚酯/不�袗�非織物的電阻 29
3.2.2不�袗�纖維在梭織與非織結構中的分佈對電阻的比較 30
3.3皮膚交流阻抗分析 32
3.3.1.乾式電極片 32
3.3.1.1聚酯/不�袗�梭織物 32
3.3.1.2聚酯/不�袗�非織物 35
3.3.2 濕式電極片 37
3.3.2.1聚酯/不�袗�梭織物 38
3.3.2.2聚酯/不�袗�非織物 40
3.3.3結合凝膠貼片(Hydrogel)電極片 43
3.3.3.1聚酯/不�袗�梭織物 43
3.3.3.2聚酯/不�袗�非織物 45
3.3.4聚酯/不�袗�織物結構對皮膚阻抗的影響 47
3.4織物電極片於心電圖截取之性能 51
3.4.1心電圖截取 51
3.4.1.1聚酯/不�袗�梭織物 52
3.4.1.2聚酯/不�袗�非織物 56
3.4.2頻譜密度分析 60
3.4.2.1聚酯/不�袗�梭織物 61
3.4.2.2聚酯/不�袗�非織物 64
3.4.3聚酯/不�袗�梭織與非織結構對心電圖擷取的影響67
第四章結論 69
建議 71
參考文獻 72

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