生物医用电极主要应用领域有哪些？

概述

生物医用电极技术作为生物医学工程领域的核心技术之一，在医疗诊断、治疗和健康监测中发挥着关键作用，可应用在生物电阻抗、持续血糖监测、生物电信号检测等技术领域中。

（1）生物电阻抗技术

生物电阻抗技术是能够准确反映生物组织、器官、细胞或整个生物机体电学性质的物理量，具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点。在生物电阻抗应用技术中，生物医用电极通常需要具有刺激电极和检测电极的双重功能，对电极电学性能提出了更高的要求。

（2）持续血糖监测（CGM）技术

持续血糖监测系统的传感器工作电极主要由金属电极、内层、酶层及外膜组构成。由于生物医用电极使用过程中与人体组织直接接触，需要尽量减少电极的接触阻抗以获得稳定的生理信号，同时还要求无毒无害，以避免引发过敏等不良生理反应。

（3）生物电信号检测技术

目前，生物电信号检测技术可利用生物电极采集生物电信号，主要包括心电信号采集、脑电信号采集和肌电信号采集等。冠隆医疗是专业医用电极制造商，提供心电、脑电、理疗电极定制服务，自主研发生产制造，闪电订制、快速打版，为您提供一站式定制服务。

生物医用电极作为生物电信号检测与刺激的关键部件，其应用领域广泛覆盖医疗诊断、治疗、康复及前沿科研。以下是主要应用领域的详细分类：

一、 临床诊断与监测

1.1. 心电图（ECG/EEG）

应用：监测心脏电活动，诊断心律失常、心肌缺血等。

电极类型：一次性Ag/AgCl凝胶电极（医院常用）、柔性干电极（可穿戴设备）。

1.2. 脑电图（EEG）

应用：记录大脑皮层电信号，用于癫痫诊断、睡眠研究、脑功能评估。

电极类型：银/氯化银湿电极、高密度干电极阵列（如脑机接口头盔）。

1.3. 肌电图（EMG）

应用：检测肌肉电活动，诊断神经肌肉疾病（如肌萎缩侧索硬化症）。

电极类型：表面电极（非侵入式）或针电极（侵入式，用于精准定位）。

1.4. 眼电图（EOG）

应用：记录眼球运动，辅助诊断眼肌功能障碍或睡眠障碍。

二、 治疗与神经调控

2.1.心脏起搏器与除颤器

应用：通过植入式电极调节心脏节律。

电极材料：铂铱合金，需长期耐腐蚀。

2.2.深脑刺激（DBS）

应用：治疗帕金森病、抑郁症等，电极植入大脑特定核团发放电脉冲。

技术挑战：高精度微电极阵列（如Medtronic的DBS电极）。

2.3.脊髓刺激（SCS）

应用：缓解慢性疼痛，电极植入脊髓硬膜外腔。

2.4.人工耳蜗

应用：电极阵列刺激听觉神经，恢复听力。

三、 康复与辅助技术

3.1.功能性电刺激（FES）

应用：刺激瘫痪肌肉，帮助脊髓损伤患者恢复运动功能。

电极类型：表面电极或植入式电极。

3.2.假肢控制

应用：通过EMG电极捕捉残肢肌肉信号，控制智能假肢（如Össur的脑控假肢）。

3.3.神经康复机器人

应用：结合EEG/EMG电极实现卒中患者的运动功能训练。

四、 前沿科研与脑机接口（BCI）

4.1.脑机接口

应用：实现大脑与外部设备通信，如意念控制机械臂（如Neuralink的植入式电极）。

技术：高密度微电极阵列（硅基或柔性电极）。

4.2.神经科学研究

应用：动物实验中记录神经元放电（如多电极阵列MEA）。

五、可穿戴与居家健康

5.1.智能手环/贴片

应用：连续监测心率（ECG）、压力（皮肤电反应GSR）等。

电极类型：纺织电极、石墨烯柔性电极（如华为ECG手表）。

5.2.远程医疗

应用：居家老年人心电监测，数据无线传输至医院。

六、 其他特殊应用

6.1.电穿孔技术

应用：通过高压脉冲电极递送药物或基因（如肿瘤治疗）。

6.2.电生理研究

应用：离体组织或细胞电信号记录（如膜片钳技术中的玻璃微电极）。

6.3.技术趋势与挑战

长期植入：需解决生物相容性（如涂层技术）和信号衰减问题。

高分辨率：微电极阵列向更高通道数发展（如Neuropixels探针）。

无创化：干电极和光学电极（如fNIRS结合EEG）的探索。

生物医用电极的应用正随着柔性电子、AI和纳米技术的进步不断扩展边界，尤其在精准医疗和脑科学领域潜力巨大。