一种柔性接触脑电电极制造技术

本实用新型专利技术属于电生理信号检测技术领域，具体为一种柔性脑电电极。脑电电极由柔性硅胶电极片和电极基座构成。柔性硅胶电极片上层为柔性硅胶层，下层为复合导电层，裁剪后的电极片包含圆形电极和连接柄；电极基座包括：电极片外固定卡扣的固定螺母、电极导线、脑电帽固定基座、电极片外固定卡扣、电极导线固定扣；其中,电极片外卡扣将硅胶柔性电极片固定在电极基座上，由外固定卡扣固定螺母将其固定。电极导线与柔性硅胶电极片由电极片外卡扣内壁的凸起处紧密压合，并由固定卡扣固定螺母固定于脑电帽固定基座上。本实用新型专利技术具有良好的接触，方便、舒适的佩戴，电极‑皮肤间阻抗低，导电性能优良，能采集到高质量脑电信号。

A Flexible Contact EEG Electrode

The utility model belongs to the technical field of electrophysiological signal detection, in particular to a flexible electroencephalogram electrode. EEG electrodes are composed of flexible silica gel electrodes and electrodes base. The upper layer of the flexible silica gel electrode sheet is a flexible silica gel layer and the lower layer is a composite conductive layer. The tailored electrode sheet consists of a circular electrode and a connecting handle. The electrode base includes a fixed nut, an electrode wire, a fixed base of the EEG cap, an external fixing clasp of the electrode sheet and a fixed clasp of the electrode wire. The outer clasp of the electrode sheet fixes the flexible silica gel electrode sheet on the electrode base. On the seat, it is fixed by an external fixing clamp and fixing nut. The electrode wire and the flexible silica gel electrode sheet are pressed tightly by the protrusion of the inner wall of the external clamp of the electrode sheet, and fixed on the fixed base of the EEG cap by the fixed clamp nut. The utility model has good contact, convenient and comfortable wearing, low impedance between electrodes and skin, excellent conductivity, and can collect high quality EEG signals.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性接触脑电电极
本技术属于电生理信号检测
，具体涉及一种脑电电极。
技术介绍
脑电波（Electroencephalogram,EEG）信号是由大脑皮层或头皮表面神经元细胞体生理活动产生的电位信息的综合，包含有大脑丰富的节律信息[1]，可广泛应用于脑疾病诊断，康复，脑机接口（BCI），疲劳检测等领域。它被认为是检测癫痫发作，心理性非癫痫发作，偏头痛，脑病等疾病的主要方法[2]，同时也是睡眠疾病诊断的重要依据。然而脑电信号幅度一般小于100μV[3]，因此脑电信号的捕获对脑电电极本身以及后级调理电路提出了很高的要求。其中，后级调理电路技术已经趋于成熟。相比而言，由于电极复杂的电学特性、以及生物电信号采集的特殊要求，脑电电极的研究方兴未艾。现有技术中，脑电电极可以分为湿式电极和干式电极两大类。湿式电极指的是需要配合导电膏使用的电极。通过前期的皮肤准备以及在采集位置涂抹导电膏操作，使得在电极与人体皮肤表面形成一个金属-电解液界面，从而降低皮肤的超高电阻抗获得高信噪比的信号。现有的湿式电极以金杯电极（GoldCupElectrode）[4]和Ag/AgCl电极[5]为代表。金杯电极是在纯银电极的基础上电镀金金属制备而成，克服了纯银电极长时间使用的氧化问题。使用时，需要使用导电膏将金杯电极和皮肤进行连接，等待充分接触并且信号稳定之后进行信号的采集。其作为EEG信号采集的标准电极，具有导电性能优良、信号稳定、信号信噪比高等优点。但是导电膏的涂覆需要在医护人员的帮助下使用大量的时间完成，并且长时间的采集将会导致被试者的不适，严重时将会导致过敏红肿反应。此外，实验后的清洗也非常麻烦。对于Ag/AgCl电极，由于其制备方便、价格便宜，并且具有电信号基线稳定、抗干扰能力强等电子学特点，因而被业界广泛使用。但是由于电极中的导电凝胶存在脱水干燥的现象，因而在长时间使用的时候其电特性会发生变化，在高精度的实验中将引入较大的噪声和误差。为了解决湿式电极存在的问题，各种研究都致力于研发不需要使用导电膏、导电凝胶的干式电极。干式电极由于不需要皮肤准备以及涂抹导电膏等操作，其非常适合应用于未来健康监护、康复、疾病诊疗以及脑机接口BCI等领域。微针电极[6]是目前脑电采集技术中最普遍采用的干电极。微针电极是一种使用微针技术设计研发的电极，其通过微细制造方法在硅材料、金属、聚合物和玻璃等材料表面制造形成的阵列式微针结构，直接刺穿角质层来减小其超高电阻抗对信号采集的影响。其使用较为方便可靠，具有较小的阻抗，较小的电化学特性，更利于长期测量使用。但是缺点在于使用时要避免伤到真皮层、避免对神经和血管的伤害。与此同时，其他的织物电极虽然在穿戴式心电、肌电信号采集系统中有着良好的应用，但是在应用于脑电采集时，由于头发带来的接触不良以及皮肤的阻抗效应使接触阻抗进一步增大，使得EEG信号的采集变得更加困难。为了克服传统湿式电极操作复杂、难以长时间可穿戴式采集信号，以及克服干式电极信号质量差等缺点，本技术提出了一种基于硅胶基底的柔性干电极。该电极与头皮结合舒适紧密，同时由于高导电材料的使用，使得在不使用导电膏、导电凝胶的前提下获得高质量的原始信号成为可能。经过电极电学性能的测试论证，表明该电极具有佩戴舒适、操作简便、灵敏精度高等优点，适用于健康监护、可穿戴式脑电信号采集等领域。参考文献[1]韩丰谈,朱险峰.医学影像设备安装与维修学[M].北京:人民卫生出版社,2008:162-172.[2]Acharya,D.,Rani,A.,&Agarwal,S.(2015,September).EEGdataacquisitioncircuitsystemBasedonADS1299EEGFE.InReliability,InfocomTechnologiesandOptimization(ICRITO)(TrendsandFutureDirections),20154thInternationalConferenceon(pp.1-5).IEEE.[3]Oohashi,T.,Kawai,N.,Honda,M.,Nakamura,S.,Morimoto,M.,Nishina,E.,&Maekawa,T.(2002).Electroencephalographicmeasurementofpossessiontranceinthefield.ClinicalNeurophysiology,113(3),435-445.[4]Tallgren,P.,Vanhatalo,S.,Kaila,K.,&Voipio,J.(2005).EvaluationofcommerciallyavailableelectrodesandgelsforrecordingofslowEEGpotentials.ClinicalNeurophysiology,116(4),799-806.[5]Verma,N.,Shoeb,A.,Bohorquez,J.,Dawson,J.,Guttag,J.,&Chandrakasan,A.P.(2010).Amicro-powerEEGacquisitionSoCwithintegratedfeatureextractionprocessorforachronicseizuredetectionsystem.IEEEJournalofSolid-StateCircuits,45(4),804-816.[6]刘冉,王晓浩,&周兆英.(2004).MEMS微针阵列及其在生物医学上的应用.生物医学工程学杂志,21(3),482-485.。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种导电性能优良，抗干扰能力强，使用方便，佩戴舒适，生产成本低的新型柔性接触脑电电极及其制备方法。本技术提供的柔性接触脑电电极，由柔性硅胶电极片D和电极基座两部分构成；其结构参见图2、图4所示。其中，所述柔性硅胶电极片为双层结构，上层为柔性硅胶层，下层为复合导电层，从功能上，柔性硅胶电极片D由一圆形电极和与圆形电极连接的连接柄构成；所述电极基座包括：电极导线A，固定螺母B，电极导线固定扣C，脑电帽固定基座E，电极片外固定卡扣F；其中：所述脑电帽固定基座E，用于安置柔性硅胶电极片D以及电极导线A；脑电帽固定基座E外形基本为柱形，其上设有用于放置柔性硅胶电极片D连接柄与电极导线A前端的安置凹槽；位于安置凹槽上部，设有固定电极导线A用的导线固定凹槽；脑电帽固定基座E下缘为外凸的球形曲面；柔性硅胶电极片D的圆形电极部分无导电材料一面紧贴于脑电帽固定基座E下部球形曲面；柔性硅胶电极片D的连接柄另一端的涂有导电层的一面与电极导线A的一端接触，固定于电帽固定基座E上的安置凹槽内；所述固定螺母B用于固定电极片外固定卡扣F；所述电极导线A，用于传递柔性硅胶电极片D上所采集到的电信号，并连接外部电路板；电极导线A的一部分导放置在导线固定凹槽内，由电极导线固定扣C固定于脑电帽固定基座E上；所述电极导线固定扣C用于将电极导线A固定于脑电帽固定基座E上；所述电极片外固定卡扣F，其内部为空腔，该空腔形状与脑电帽固定基座E外形匹配，空腔上口与固定螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性接触脑电电极，其特征在于，由柔性硅胶电极片（D）和电极基座两部分构成；所述柔性硅胶电极片为双层结构，上层为柔性硅胶层，下层为复合导电层，从功能上，柔性硅胶电极片(D)由一圆形电极和与圆形电极连接的连接柄构成；所述电极基座包括：电极导线（A），固定螺母(B)，电极导线固定扣（C），脑电帽固定基座（E），电极片外固定卡扣（F）；其中：所述脑电帽固定基座(E)，用于安置柔性硅胶电极片（D）以及电极导线（A）；脑电帽固定基座(E)外形基本为柱形，其上设有用于放置柔性硅胶电极片(D)连接柄与电极导线(A)前端的安置凹槽；位于安置凹槽上部，设有固定电极导线（A）用的导线固定凹槽 ；脑电帽固定基座（E）下缘为外凸的球形曲面；柔性硅胶电极片（D）的圆形电极部分无导电材料一面紧贴于脑电帽固定基座（E）下部球形曲面；柔性硅胶电极片（D）的连接柄另一端的涂有导电层的一面与电极导线（A）的一端接触，固定于电帽固定基座（E）上的安置凹槽内；所述电极导线（A），用于传递柔性硅胶电极片（D）上所采集到的电信号，并连接外部电路板；电极导线（A）的一部分导放置在导线固定凹槽内，由电极导线固定扣（C）固定于脑电帽固定基座（E）上；所述电极导线固定扣（C）用于将电极导线（A）固定于脑电帽固定基座(E)上；所述电极片外固定卡扣（F），其内部为空腔，该空腔形状与脑电帽固定基座(E)外形匹配，空腔上口与固定螺母(B)的下口匹配，内侧设有隆起(G)，其下缘为通孔，并且电极片外固定卡扣（F）设有与固定螺母(B)内螺纹匹配的外螺纹；脑电帽固定基座(E)位于电极片外固定卡扣（F）的空腔内；电极片外固定卡扣（F）内侧的隆起(G)将位于脑电帽固定基座(E)上安置凹槽内的性硅胶电极片(D)连接柄与电极导线(A)前端紧密压合、固定；电极片外固定卡扣（F）将柔性硅胶电极片（D）固定于脑电帽固定基座（E）底部，并且，脑电帽固定基座（E）底部的球形面将柔性硅胶电极片（D）的圆形电极的一部分推出电极片外固定卡扣（F）下缘通孔外，从而使得电极片表面可以充分接触到头皮；固定螺母(B)与电极片外固定卡扣（F）通过螺纹结合后将电帽固定基座(E)及柔性硅胶电极片（D）和电极导线（A）前端接头固定在其内部。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性接触脑电电极，其特征在于，由柔性硅胶电极片（D）和电极基座两部分构成；所述柔性硅胶电极片为双层结构，上层为柔性硅胶层，下层为复合导电层，从功能上，柔性硅胶电极片(D)由一圆形电极和与圆形电极连接的连接柄构成；所述电极基座包括：电极导线（A），固定螺母(B)，电极导线固定扣（C），脑电帽固定基座（E），电极片外固定卡扣（F）；其中：所述脑电帽固定基座(E)，用于安置柔性硅胶电极片（D）以及电极导线（A）；脑电帽固定基座(E)外形基本为柱形，其上设有用于放置柔性硅胶电极片(D)连接柄与电极导线(A)前端的安置凹槽；位于安置凹槽上部，设有固定电极导线（A）用的导线固定凹槽；脑电帽固定基座（E）下缘为外凸的球形曲面；柔性硅胶电极片（D）的圆形电极部分无导电材料一面紧贴于脑电帽固定基座（E）下部球形曲面；柔性硅胶电极片（D）的连接柄另一端的涂有导电层的一面与电极导线（A）的一端接触，固定于电帽固定基座（E）上的安置凹槽内；所述电极导线（A），用于传递柔性硅胶电极片（D）上所采集到的电信号，并连接外部电路板；电极导线（A）的一部分导放置在导线固定凹槽内，由电极导线固定扣（C）固定于脑电帽固定基座（E）上；所述电极导线固定扣（C）用于将电极导线（A）固定于脑电帽固定基座(E)上；所述电极片外固定卡扣（F），其内部为空腔，该空腔形状与脑电帽固定基座(E)外形匹配，空腔上口与固定螺母(B)的下口匹配，内侧设有隆起(G)，其下缘为通孔，并且电极片外固定卡扣（F）设有与固定螺母(B)内螺纹匹配的外螺纹；脑电帽固定基座(E)位于电极片外固定卡扣（F）的空腔内；电极片...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，王泽宇，陈晨，袁伟，崔铮，陶林锴，李巍，袁心宇，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：新型
国别省市：上海,31