穿戴式电极需要兼顾柔性贴合、长期舒适性、高信号质量和耐用性，其结构设计通常采用多层复合材料，以适应动态的人体活动。以下是常见的穿戴式电极结构及其特点：
| 层级 | 材料/功能 | 示例材质 |
|---|---|---|
| 导电层 | 直接接触皮肤，采集生物电信号或输出电刺激 | - Ag/AgCl（心电/脑电） - 碳纳米管/石墨烯（高柔性） - 导电硅胶/水凝胶（舒适性） |
| 粘合层 | 固定电极，确保与皮肤紧密接触（部分电极省略） | - 医用丙烯酸胶（低致敏） - 水凝胶（兼具导电和粘附） - 硅胶压敏胶 |
| 柔性基底 | 提供机械支撑，贴合皮肤弯曲 | - 聚氨酯（PU）薄膜 - 聚酰亚胺（PI） - 弹性织物（如莱卡混纺） |
| 绝缘层 | 防止信号干扰或短路（仅多电极阵列需要） | - PET薄膜 - 硅胶涂层 |
| 互联层 | 连接电极与外部设备（导线或无线模块） | - 银浆印刷电路 - 柔性FPC（可弯曲电路板） - 导电纤维（纺织电极） |
结构：
导电层（Ag/AgCl + 水凝胶） + PU/PET基底 + 背胶。
应用：
一次性心电监测（如Holter监护）、运动生理监测。
优势：
信号稳定，成本低，但长期佩戴可能过敏。
结构：
导电纤维（银纤维/碳纤维）编织成织物，直接嵌入衣物。
应用：
长期健康监测（如智能胸带、运动衫）。
优势：
透气舒适，可水洗，但信号易受运动伪影干扰。
结构：
微针阵列/多孔导电聚合物（如PDMS+金涂层），无需凝胶。
应用：
脑机接口（BCI）、可穿戴脑电设备。
优势：
免凝胶，适合长期使用，但初始接触阻抗较高。
结构：
液态金属（如Galinstan）嵌入弹性体（Ecoflex）。
应用：
关节部位监测（如EMG手势识别）。
优势：
耐拉伸（>300%形变），但成本高。
信号质量：
导电层阻抗需足够低（如Ag/AgCl <10Ω·cm²）。
纺织电极需增加导电面积以减少运动噪声。
舒适性：
水凝胶或多孔结构提升透气性，避免皮肤炎症。
耐久性：
可水洗纺织电极需耐洗涤（如封装银纤维）。
集成方式：
无线传输电极需内置微型电路（如蓝牙模块）。
石墨烯电极：
超薄（纳米级）、高导电，适用于高精度脑电监测。
自粘附微针电极：
微针穿透角质层直达真皮，提升信号质量（如NeuroOne）。
生物降解电极：
可吸收材料（如镁/聚乳酸）用于术后临时监测。
| 产品类型 | 电极结构 | 代表品牌/应用 |
|---|---|---|
| 一次性心电贴片 | Ag/AgCl + 水凝胶 + PU薄膜 | 3M Red Dot™, Ambu BlueSensor |
| 智能手环ECG电极 | 316L不锈钢 + 导电陶瓷涂层 | Apple Watch, Fitbit Sense |
| 脑电头戴设备 | 柔性干电极（导电橡胶/微针） | Muse头环, Emotiv EPOC |
| 运动EMG袖套 | 银纤维纺织电极 + 弹性基底 | Myo臂环（手势控制） |
穿戴式电极结构正向柔性化、无凝胶化、智能化发展，未来可能结合自供电（摩擦纳米发电机）和AI信号处理技术，进一步突破长期监测的局限性。
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