Bei der tragbaren Technologie ist die genaue Messung der elektrischen Signale des Körpers, wie etwa die Elektromyographie (EMG) von Muskeln und die Elektroenzephalographie (EEG) vom Gehirn, eine zentrale Herausforderung. Seit Jahrzehnten sind hierfür klebrige Einweg-Gelelektroden erforderlich. Obwohl sie effektiv sind, sind sie alles andere als ideal für eine kontinuierliche, reale Überwachung.
Die Suche nach einer besseren Lösung hat zu Innovationen wie leitfähigen Fäden geführt. Eine wirklich nahtlose Integration erfordert jedoch einen neuen Ansatz. Hier ist Wave Company ElecSil™-Technologie kommt ins Spiel. ElecSil™ ist ein intelligentes Textil aus leitfähigem Silikon, das bisherige Einschränkungen überwinden soll. Sehen wir uns die technischen Unterschiede an, die es besonders machen.
ElecSil™ vs. Einweg-Gelelektroden
Die gebräuchlichste Methode zur klinischen Biosignalmessung verwendet Einweg-Ag/AgCl-Elektroden (Silber/Silberchlorid). Diese gelten als „Goldstandard“ für die Signalqualität, da eine feuchte Gelschicht eine stabile, niederohmige Verbindung mit der Haut herstellt. Allerdings kennt jeder, der sie verwendet hat, ihre erheblichen Nachteile.
Einwegelektroden:
- Mechanismus: Eine Metallelektrode mit leitfähigem Gel und einem Klebepflaster.
- Einschränkungen:Gel ist kalt, klebrig und kann austrocknen, wodurch die Signalqualität beeinträchtigt wird.
Klebstoffe verursachen häufig Hautreizungen, sodass eine dauerhafte Anwendung unangenehm ist.
Die Einwegnutzung verursacht erheblichen Abfall und wiederkehrende Kosten.
Unpraktisch für die Integration in die Alltagskleidung zur dynamischen Überwachung.
ElecSil™ Technologie:
- Mechanismus: A trockene Elektrode Hergestellt aus einem leitfähigen, dehnbaren Silikonmaterial (ElecSil™), das direkt in den Stoff integriert ist.
- Vorteile:Beseitigt Gele und Klebstoffe und beugt so Hautirritationen und Austrocknung vor.
Ultradünn (weniger als 1 mm), flexibel und passt sich dem Körper an.
Getestet, um über 100 Waschzyklen standzuhalten, wodurch es langlebig und wiederverwendbar ist.
Ermöglicht eine echte Smart-Garment-Integration für die kontinuierliche EMG- und EEG-Überwachung beim Sport, bei der Arbeit oder im Alltag.
ElecSil™ vs. leitfähige Fadenelektroden
Frühe intelligente Textilien versuchten, das Problem zu lösen, indem sie leitfähige Fäden in Kleidungsstücke einwebten oder einstickten. Obwohl diese Methode einen großen Fortschritt darstellt, bringt sie ihre eigenen technischen Herausforderungen mit sich.
Leitfähige Fadenelektroden:
- Mechanismus: Fäden, die aus leitfähigen Materialien (wie Silber oder Kohlenstoff) hergestellt oder damit beschichtet sind, werden in Stoff gestickt oder eingewebt, um ein Elektrodenpflaster herzustellen.
- Einschränkungen:Feine leitfähige Fasern können sich nach wiederholtem Dehnen und Waschen zersetzen, was zu einem Verlust der Leitfähigkeit führt.
Elektrische Eigenschaften können inkonsistent sein.
Erhebliche Bewegungsartefakte (Signalrauschen durch Bewegung) aufgrund des instabilen Kontakts zwischen starren Fasern und Haut.
ElecSil™ Technologie:
- Mechanismus: ElecSil™ ist kein Thread, sondern ein zusammenhängende Schicht aus leitfähigem Silikon das bedruckt und mit dem Stoff verzahnt ist.
- Vorteile:Überlegene Elastizität aufgrund der voluminösen Materialstruktur, die Dehnungen und Verdrehungen durch Abnutzung und Waschen widersteht.
Die Elastizität sorgt für einen stabilen, anpassungsfähigen Hautkontakt und reduziert Bewegungsartefakte für eine genauere EMG- und EEG-Signalerfassung.
Hohe Korrosionsbeständigkeit durch Schweiß, entscheidend für aktive Wearables.
Das Urteil: Die Zukunft von Wearables ermöglichen
Die Wahl der Elektrode ist für das Design tragbarer Biosensoren von grundlegender Bedeutung. Während Einwegelektroden ihren Zweck erfüllten und leitfähige Fäden den Weg ebneten, hält keine von beiden das Versprechen einer lückenlosen Langzeitüberwachung vollständig ein.
Durch die Schaffung eines dehnbaren, waschbaren, langlebigen und biokompatiblen Trockenelektrodensystems ElecSil™ überwindet die wesentlichen Einschränkungen bisheriger Technologien. Es bietet die hochwertige Signalmessung, die für eine aussagekräftige EMG- und EEG-Analyse erforderlich ist, ohne Kompromisse bei Komfort oder Praktikabilität einzugehen. Diese robuste technische Grundlage ermöglicht endlich eine hochpräzise Biosensorik in unserer Alltagskleidung.
Quellen
Kubsik, D., Krupecki, P. & Słowińska-Lisowska, M. (2023). Die Wirkung von kinesiologischem Taping auf die Verbesserung der sportlichen Leistung bei gesunden Sportlern – ein Rückblick. Internationale Zeitschrift für Umweltforschung und öffentliche Gesundheit, 20(14), 6344. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10377545/
Moreno, M. V., Chaset, L., Bittner, P. A. & Barthod, C. (2013). Neue wiederverwendbare Elektroden zur Beurteilung der Körperzusammensetzung. Journal of Physics: Konferenzreihe, 434(1), 012026. https://www.researchgate.net/publication/258800864_New_reusable_electrodes_for_assessing_body_composition
