用于脑电信号记录的韧性爪式干电极及制备方法技术

一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极及制备方法，其中用于脑电信号记录的韧性爪式干电极包括：一底板，该底板为圆形；多个爪柄，该多个爪柄自该底板的边缘并与底板成一预定夹角呈放射状延伸而出；一手柄，该手柄位于底板的中心。本发明专利技术具有很高的柔韧性、信噪比，还能通过其爪式结构穿透头发阻碍与头皮接触，因此能够用于采集记录大脑头发区域脑电信号，本发明专利技术具有结构简单和制备容易的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于微弱脑电信号采集记录电极及加工领域，尤其涉及一种脑电信号记录的韧性爪式干电极及制备方法。
技术介绍
脑电信号(EEG)是由脑神经活动产生并存在于中枢神经系统的自发性电活动，含有丰富的大脑感觉、意识、指令等活动信息，是重要的生物电信号。通过研宄分析脑电信号可以了解脑活动的机制及人的认知过程，更能实现临床诊断、脑-机接口应用。因此，如何舒适稳定的提取到高信噪比的脑电信号是其得到广泛应用的重中之重，而采集传感器作为脑机接口系统中的前端传感元件，扮演着非常关键的角色，采集传感器性能将直接影响到脑电信号采集的成功与失败。在传统的脑电信号研宄系统中，通常利用银/氯化银湿电极来采集脑电信号，尽管这种湿电极可以采集到高信噪比的脑电信号，但它在实际使用中存在诸多缺点:首先，由于湿电极在使用之前需要涂抹含高浓度导电离子的导电膏，导电膏能够扩散进角质层内，使其导电能力得以提高，以此降低电极与皮肤之间的界面阻抗，提高采集生物电信号的信噪比，所以也使得整个使用过程变得耗时而繁琐；其次，由于导电膏会随着时间的消逝而变干，因此在长时间的应用场合下需要反复加注导电膏，这也使得其不适合在长期监测生物电信号的场合下使用。最后，由于导电膏的使用，会给使用者带来很大的不舒服感，更严重的会产生一定程度的皮肤渍烂或过敏等副作用。正因为湿电极的这些缺点，使其在便携式的脑电信号采集技术中的应用受到很大的局限性。所以为了实现舒适、稳定、的脑电信号采集电极，世界各国相关研宄人员都在努力开发各种不同的可替代银/氯化银湿电极的脑电信号采集电极。相对于银/氯化银湿电极来说，干电极是一种不需要应用导电膏的、与皮肤干性接触的脑电信号采集传感器。因此，干电极可以解决湿电极中所存在的一些问题。正因为干电极在脑-机接口系统中的使用简易性和舒适性，干电极技术得到了众多研宄人员的关注与重视，基于不同电极材料(导电橡胶、导电碳纳米管等)和结构(微针结构、非接触型、针头型结构、刷状结构、导电聚合物泡沫型等)的干电极技术也相应被提出与应用。但这些干电极在使用过程中仍存在诸多问题，比如不能用于头发区域、结构太硬而不舒服、成本高等。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，该韧性爪式干电极不仅具有很高的柔韧性、信噪比，还能通过其爪式结构穿透头发阻碍与头皮接触，因此能够用于采集记录大脑头发区域脑电信号，本专利技术具有结构简单和制备容易的优点。本专利技术提供一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极，包括:—底板，该底板为圆形；多个爪柄，该多个爪柄自该底板的边缘并与底板成一预定夹角呈放射状延伸而出；—手柄，该手柄位于底板的中心。本专利技术还提供一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极的制备方法，其步骤为:(I)利用计算机辅助设计软件设计出三维韧性爪式干电极模型图，该三维韧性爪式干电极模型图包括:一圆形的底板，多个爪柄，该多个爪柄自该底板的边缘并与底板成一预定夹角呈放射状延伸而出，一手柄，该手柄位于底板的中心；(2)通过3D打印或铸模方法制备出三维韧性爪式干电极，制备出的三维韧性爪式干电极具有良好的柔韧性以及回弹性；(3)将制备出的三维韧性爪式干电极浸泡于有机导电聚合物中，使结构表面涂覆一层有机导电聚合物，该有机导电聚合物实现脑电信号的传导，形成有机导电聚合物涂覆层，形成用于脑电信号记录的韧性爪式干电极。本专利技术的有益效果是，用于脑电信号记录的韧性爪式干电极使用的是有机导电聚合物作为其界面导电材料，使得韧性爪式干电极具有较低的电极-皮肤界面阻抗及较高的信噪比。该韧性爪式干电极还采用了爪式结构，使得干电极能穿透头皮头发阻碍与头皮接触，从而获取到头皮表面微弱脑电信号。总之，利用本专利技术，可以方便、舒适、稳定的采集记录大脑所有区域的微弱脑电信号。该干电极的柔韧性保证了使用的舒适度，其爪式结构可以穿透头发阻碍并与头皮接触，因此能够用于采集记录大脑头发区域脑电信号。相比传统的湿电极，该韧性爪式干电极由于不需要导电膏，因此具有使用方便、简易的优势，这也促进了韧性爪式干电极在脑电信号采集中的应用，尤其在长期或便携式脑电信号采集中的应用。【附图说明】为了进一步理解本专利技术，以下结合实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明，其中:图1为本专利技术的结构立体示意图；图2为本图1的俯视图；图3为本专利技术的制备流程图。【具体实施方式】请参阅图1和图2所示，本专利技术提供一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极，包括:一底板10，该底板10为圆形，该底板10的直径为5-10mm，厚度为0.5-1.5mm，底板10的直径越大，干电极的空间分辨率越低。底板10的厚度不能太薄，必须让干电极能承受一定的压力。多个爪柄11，该多个爪柄11自该底板10的边缘并与底板10成一预定夹角呈放射状延伸而出，该多个爪柄11的数量为6-16个，与底板10的夹角为20-60度，爪柄11的宽度为l-3mm，厚度为0.5-1.5mm。爪柄11越宽越厚，爪柄11所能承受的力就越大，但同时爪柄11的柔韧性也越差，爪柄11越宽，干电极与脑区接触面积越大，界面阻抗就越低。爪柄11的数量要根据爪柄11的宽度和底板10的直径来进行选择。在爪柄10宽度相同的情况下，底板10的直径越大，爪柄11的数量可以选择更多。通过多个爪柄11穿透头发阻碍与头皮接触，而且爪柄11的柔韧性保证了干电极使用的舒适度。—手柄20，该手柄20位于底板10的中心，该手柄20的形状为球形或柱形，该手柄20用于韧性爪式干电极在使用失效后可随时拆卸更换。其中爪柄10的数量不能过多。过多的爪柄10不利于其透过头发。爪柄10不能太宽或太粗，太粗的爪柄10将会增加爪柄10压头发的机率，压在爪柄10与头皮之间的头发将导致过高的干电极界面阻抗。其中底板10、爪柄11和手柄20的材料为尼龙当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极，包括：一底板，该底板为圆形；多个爪柄，该多个爪柄自该底板的边缘并与底板成一预定夹角呈放射状延伸而出；一手柄，该手柄位于底板的中心。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴为华，陈远方，郭旭宏，陈弘达，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11