一种电极装置，用于测量人体的生物信号，包括： 多个与人体皮肤相接触以用于进行测量的电极部分； 与每个电极部分通过电线电连接的前置放大器部分； 在每个电极部分和前置放大器部分之间设置的柔性部分，该部分是不导电的，并且可以挠性变形。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电极装置，用于测量各种生物信号，例如人体肌肉的肌电描记图。
技术介绍
用于测量肌电描记图的传统电极装置可以分为其中电极部分与放大器分开的无源(passive)电极装置和其中电极部分与放大器集成在一起的有源(active)电极装置。无源电极装置例如是板状电极、针状电极和一次性(disposable)电极。无源电极装置已经作为医疗使用和检查的传统电极装置。这种其中用于放大肌电描记图的放大器和电极部分相分开的无源电极装置存在的问题在于噪声容易进入。而且，为了减少电极部分与皮肤之间的接触阻抗，必须在电极部分和皮肤之间施以糊剂或电解液，这会增加测量的处理量。肌电描记图主要用于医疗和检查，因此在医院的检查室中进行测量，在那里通过将检查室屏蔽来减少噪声的进入，因此噪声不是主要问题。而且，将电极部分粘贴到在皮肤上所花费的时间也不是主要问题，因为是由医务人员将电极部分粘贴到皮肤上，并且重要的是始终在预定条件下进行测量。目前对测量肌电描记图和将测量结果用于工程学方面的研究正在进展之中。这种研究的示例是本专利技术人Hiraiwa及其他人的Cyber Finger(电脑指)(Hiraiwa，Uchida，Shimohara，Sonehara，“EMG Recognition with a Neural Network Model for Cyber FingerControl”，Transactions of the Soeiety of Instrument and ControlEngineers，Vol.30，No.2，pp.2 16-224，1994)，以及本专利技术人Manabe及其他人的不发声的话音识别(哑语音识别)(Mime SpeechRecognition)(Manabe，Hiraiwa，Sugimura，“Speech Recognitionwith EMG-Vowel Discrimination in a Steady State”，Interaction2002，pp.181-182，2002)。此处存在的问题是即使测量位置是在屏蔽的房间之外，也必须是在抑制噪声进入的同时来测量肌电描记图。而且当考虑到实际应用的时候，将电极部分粘贴到皮肤上所花费的时间也是主要问题。一种目的在于减少噪声的电极是上述有源电极装置(其中电极部分和前置放大器集成在一起)。如果使用这种有源电极装置，不仅减少了噪声，而且可以减少将电极部分粘贴到皮肤上的工作量，因为不需要在电极系统和皮肤之间施加糊剂。但是有源电极装置也存在着问题。也就是说，因为电极部分和前置放大器集成在一起，所以电极部分较硬。换句话说，硬电极部分不能由于肌肉的活动而跟随皮肤的移动，因此皮肤和电极部分之间的接触状态会发生变化。在无源电极装置的情况下(特别是在板状电极和一次性电极的情况下)，因为在电极部分和皮肤中间施有糊剂或者电解液并且用于测量肌电描记图的两个电极部分是分开安装的，所以电极可以在一定程度上跟随皮肤的移动。而在有源电极装置中，电极部分是硬的，不需要施加糊剂或者电解液，并且两个电极部分集成在一起，因此电极部分不能跟随皮肤的移动。例如，当测量嘴轮匝肌的肌电描记图时，两个电极部分和皮肤必须在预定条件下始终相接触，而不会从没有施加力的状态到皮肤显著变形的状态(如当发出英语的“u”音的时候所看见的那样)改变接触状态。利用有源电极装置，通过在电极部分和皮肤之间施加糊剂或电解液可以改善对皮肤移动的跟随，但是这样就抵销了有源电极装置在将电极部分粘贴到皮肤上时容易操纵的优势。因此，用于测量肌电描记图的理想电极装置必须满足以下要求。首先，噪声的进入必须小。这可以通过将前置放大器集成在电极部分中来实现，就如同有源电极装置的情况一样。第二是电极必须可灵活地跟随由于肌肉的活动而产生的皮肤移动。通过实现这两个方面，就可以在任何地方，从身体的任何区域测量肌电描记图，从而可以极大地提高测量肌电描记图以及将它们用于工程学目的的可能性。有鉴于此，本专利技术的一个目的是提供一种有源电极装置，它满足上述第一要求，其中可以实现灵活跟随皮肤移动的第二要求。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术的电极装置是一种测量人体生物信号的电极装置，包括多个与人体皮肤相接触以进行测量的电极部分，与每个电极部分通过电线电连接的前置放大器部分，设置在每个电极部分和前置放大器部分之间的柔性部分，它是导电的并且可挠性变形。在该电极装置中，设置一个非导电的并且可以挠性变形的柔性部分，从而每个电极部分可以根据皮肤的移动而灵活移动。换句话说，本专利技术利用有源电极装置就可以灵活地跟随皮肤的移动。本专利技术的电极装置不仅可以用于测量肌电描记图，而且可以测量其他生物信号，例如脑电波和心电图。该电极装置也是一个用于测量人体生物信号的电极装置，包括多个与人体皮肤相接触以进行测量的电极部分，与每个电极部分通过电线电连接的前置放大器部分，它由可挠性变形的柔性材料制成。在该电极装置中，与每个电极部分通过电线电连接的前置放大器由可以挠性变形的柔性材料制成，每个电极部分可以根据皮肤的移动而灵活移动。本专利技术的电极装置也是一种用于测量人体生物信号的电极装置，包括多个与人体皮肤相接触以进行测量的电极部分，和含有与每个电极部分通过电线电连接的前置放大器部分的柔性部分，它是不导电的，并可以挠性变形。在该电极装置中，柔性部分包括与每个电极部分通过电线电连接的前置放大器部分，它是不导电的并且可以挠性变形，因此每个电极部分可以根据皮肤的移动而灵活移动。为了测量肌电描记图，通常必须测量两个电极部分之间的电势差。因此当设置两个电极部分时，只可以检测一种类型的肌电描记图。但是如果设置三个或者多个电极部分，则可以检测的肌电描记图类型数量为从三个或者多个电极部分中取两个的组合数，也就是可以检测三种或者多种肌电描记图。因此可以检测比两个电极的一般情况多的肌电描记图类型，可以实行更有效的检测处理并且可以提高检测准确度。如果用导电材料屏蔽柔性部分或者屏蔽柔性部分以及前置放大器部分，可以防止噪声进入电极部分和前置放大器部分之间。如果根据测量目标区域来设定电极部分的尺寸和形状，可以进行更有效地测量。例如，与图4A中的条形电极部分12相比，图4B中的圆形电极部分12与皮肤之间具有更宽的接触区域，因此可以减少接触电阻。但是因为与皮肤的接触区域较宽，所以图4B中的圆形电极部分12容易导致不必要的肌电描记图进入(串扰)。图4C中的同心型电极部分12允许在点状区(pin point)测量肌电描记图，因为可以将两个电极部分一起放在一个窄区域中。图4D中的三角形电极部分允许与皮肤之间有较大的接触区域。如果柔性部分或者柔性材料进一步由多个层构成，并且根据测量目标区域的移动来设定每个层的弹性系数，则可以操作该电极装置而使其更紧密地跟随因为肌肉的活动而导致的皮肤移动。如果柔性部分或者柔性材料中的弹性系数设定为根据测量目标区域的移动而连续变化，则可以操作该电极装置而使其更紧密的跟随因为肌肉的活动而导致的皮肤移动。如果根据测量目标区域而在多个电极部分之间产生梯级差异，则可以进一步改善每个电极部分和皮肤之间的接触。附图说明图1是描绘了本专利技术的原理和第一实施方案的结构图； 图2是描绘了第二实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：真鍋宏幸，平岩明，
申请(专利权)人：株式会社NTT都科摩，
类型：发明
国别省市：
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