生物電信號采集裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了生物電信號采集裝置，包括支撐體和安裝在支撐體上的電極，以及導聯線，所述的支撐體上有電極定位孔；所述的電極包括固定環，所述的固定環中部有一兩端開放并聯通的導電膠腔；所述的導電膠腔內壁設有電極傳感層，所述的電極傳感層為帶缺口的環形面，所述的電極傳感層與導聯線連接；所述的固定環外圓柱面上有固定凹槽，用于嵌入所述電極定位孔的周邊而固定電極與支撐體；電極傳感層為帶缺口的環形面，并串有安全電阻，對人體安全；電極傳感層位于導電膠腔內壁，無清洗死角，方便清洗。
【專利說明】
生物電信號采集裝置
技術領域
[0001]本發明屬于生物電信號檢測、傳輸技術領域，具體涉及一種腦電信號采集裝置，特別適于功能磁共振-腦電(fMR1-EEG)、經顱磁刺激-腦電(TMS-EEG)、腦磁圖-腦電(MEG-EEG)同時米集。
【背景技術】
[0002]常見的生物電信號主要有心電、腦電、肌電等，這些體表生物電信號通常能通過電極采集，經適當的生物電放大器放大，記錄而成為心電圖、腦電圖、肌電圖等，廣泛應用于臨床診斷、科學研究和個人生理信號監測、可穿戴設備等領域。
[0003]腦電監測是常見的醫學診斷方法，通過腦電信號可獲得生理、病理信息。腦電測量也可為新興的可穿戴設備提供重要的信號來源。腦電信號采集裝置主要包括支撐體和安裝在支撐體上的電極，支撐體起固定電極和準確定位的作用，電極則主要負責監測頭部微弱腦電信號。
[0004]腦電電極是腦電信號采集裝置的關鍵部件。現有的腦電電極，可分為一體式電極和可拆卸式電極兩大類。一體式電極通過固定環或硅膠帽的凹槽將帽體上的電極定位孔周邊帽體嵌入其中固定，電極片或電極柱固定在固定環上。這種一體式電極的主要缺點如下:
(1)電極片或電極柱通常由Ag/AgCl粉末壓接或Ag片涂覆或涂上AgCl而成，工藝復雜，成本較高；
(2)電極片或電極柱需要固定，通常通過硅膠帽彈性擠壓固定，但多次使用電極片或電極柱可能會脫離腔體，或通過環氧等粘結劑固定，工藝復雜；
(3)由于電極片或電極柱會占據導電膠腔的體積，易留下清洗死角，不方便清洗。
[0005]可拆卸電極帽設計，一般由固定環和可拆卸的電極頭組成，這種設計優點是:可根據測量需要調節的電極的位置和數量，但是由于采用固定環和電極頭兩部分設計，限制了整個電極高度的設計空間。另外，多次拆卸和安裝，電極頭與固定環固定及周邊的帽體均會出現松動，影響電極帽的使用壽命。
[0006]另外，現有電極高度過高，佩戴不舒適，不適合平躺下腦電測量，如功能磁共振(fMRI)、MEG(腦磁圖)下的腦電測量。現有的電極采用電極柱和電極片，容易產生了感應電流，對人體不安全，因此不適合EEG-fMR1、EEG-TMS、MEG-EEG同時采集。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種生物電采集裝置，其結構合理，采用一體化設計，電極傳感層位于空腔內壁和/或底部，工藝簡單，降低了成本，無清洗死角，方便清洗；電極傳感層為帶缺口的環形面，并串有安全電阻，對人體安全，輕薄，佩戴舒適，特別適合EEG-fMR1、EEG-TMS、MEG-EEG聯合采集。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括支撐體和安裝在支撐體上的電極，以及導聯線，所述的支撐體上有電極定位孔;所述的電極包括固定環，所述的固定環中部有一兩端開放并聯通的導電膠腔;所述的導電膠腔內壁設有電極傳感層，所述的電極傳感層為帶缺口的環形面，所述的電極傳感層與導聯線連接;所述的固定環外圓柱面上有固定凹槽，用于嵌入所述電極定位孔的周邊而固定電極與支撐體。
[0009]進一步的技術方案是:
所述的生物電信號采集裝置，其導電膠腔內壁為完整的環形面，所述的電極傳感層部分覆蓋導電膠腔的內壁面，形成帶缺口的環形面的電極傳感層。
[0010]所述的生物電信號采集裝置，其導電膠腔內壁為帶缺口的環形面，所述的電極傳感層覆蓋導電膠腔的整個內壁面，形成帶缺口的環形面的電極傳感層。
[0011]所述的生物電信號采集裝置，其固定環底部設有電極傳感層。
[0012]所述的生物電信號采集裝置，其電極傳感層是通過氣相沉積、電化學沉積、化學鍍、電鍍、噴墨印刷、涂覆中的一種或多種方式將電極傳感材料設置在導電膠腔內壁面得到。
[0013]所述的生物電信號采集裝置，其電極傳感材料為銀，或銀-氯化銀混合物，或碳-銀混合物，或碳-銀-氯化銀混合物，或氮化鈦-銀混合物，或氮化鈦-銀-氯化銀混合物。
[0014]所述的生物電信號采集裝置，其固定環底部外周設有環形擋圈。
[0015]所述的生物電信號采集裝置，其固定環底部設有若干凸起。
[0016]所述的生物電信號采集裝置，其固定環上設有導聯線孔，所述的導聯線穿過導聯線孔后與電極傳感層連接。
[0017]所述的生物電信號采集裝置，其導聯線與電極傳感層通過焊接連接或導電漿料粘結固定，所述的連接處用絕緣粘結劑密封。
[0018]所述的生物電信號采集裝置，其固定環高度小于5.0_。
[0019]所述的生物電信號采集裝置，其電極傳感層和導聯線之間串聯一個電阻。
[0020]所述的生物電信號采集裝置，其電阻阻值為5-15ΚΩ。
[0021]所述的生物電信號采集裝置，其支撐體為帽體或條帶或背心或頭盔。
[0022]本發明的有益效果是:
本發明采用電極傳感層替代電極片或電極柱，無需額外固定，簡化了生產加工工藝，降低了成本;電極傳感層位于導電膠腔內壁，無清洗死角，方便清洗。
[0023]電極傳感層帶有缺口，電極傳感層與導聯線之間串聯一個安全電阻，避免產生較大的感應電流，可在磁場環境中安全使用，適用于EEG-f MR1、EEG-TMS、MEG-EEG聯合采集。
[0024]—體化設計，電極整體直接固定在支撐體上，無需安裝，能快速、準確定位;電極輕薄，高度可設計在5.0mm以下，佩戴舒適，對支撐體的作用力小，有助于延長支撐體的使用壽命;此外電極底部外周設有環形擋圈，輕薄化同時仍保留較大的導電膠腔，能容納較多的導電膠，有利于快速降低電極-皮膚阻抗；電極底部還設有若干凸起，防止電極在頭皮表面滑動。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明一實施例的俯視圖；
圖2為本發明另一實施例側視方向的剖視圖；
圖3為本發明又一實施的俯視圖； 圖4為本發明又一實施側視方向的剖視圖。
[0026]各附圖標記為:1一支撐體，2一電極，3一導聯線，2.丨一固定環，2.n一固定凹槽，2.12—注膠孔，2.13—導電膠腔，2.14—導聯線保護尾端，2.15—防滑齒，2.16—環形擋圈，2.17—凸起，2.18—缺口，2.19—導聯線孔，2.2—電極傳感層。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0028]實施例1:是本發明的一個基本實施例。如圖1所示，生物電信號采集裝置，包括支撐體I和安裝在支撐體I上的電極2，以及導聯線3，所述的支撐體I上有電極定位孔，所述的電極2包括固定環2.1，所述的固定環2.1中部有一兩端開放并聯通的導電膠腔2.13;所述的導電膠腔2.13內壁設有電極傳感層2.2，所述的電極傳感層2.2為帶缺口 2.18的環形面，所述的電極傳感層2.2與導聯線3連接;所述的固定環2.1外圓柱面上有固定凹槽2.11，用于嵌入所述電極定位孔的周邊而固定電極2與支撐體I，本發明一體化設計，電極整體直接固定在帽體上，無需安裝，能快速、準確定位;采用電極傳感層2.2替代電極片或電極柱，無需額外固定，簡化了生產加工工藝，降低了成本，無清洗死角，方便清洗;電極傳感層為帶缺口的環形面，可防止感應電流的產生，保證電極在核磁、磁場環境下使用安全。
[0029]實施例2:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是導電膠腔2.13內壁為完整的環形面，所述的電極傳感層2.2部分覆蓋導電膠腔2.13的內壁面，形成帶缺口的環形面的電極傳感層2.2。
[0030]實施例3:是本發明進一步的實施例。如圖3、圖4所示，與實施例2的不同之處是導電膠腔2.13內壁為帶缺口的環形面，所述的電極傳感層2.2覆蓋導電膠腔2.13的整個內壁面，形成帶缺口的環形面的電極傳感層2.2。
[0031]實施例4:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是固定環2.1底部和導電膠腔2.13內壁均設有電極傳感層2.2。
[0032]實施例5:是本發明進一步的實施例。電極傳感層2.2是通過氣相沉積、電化學沉積、化學鍍、電鍍、噴墨印刷、涂覆中的一種或多種方式將電極傳感材料設置在導電膠腔2.13內壁面得到。所述的電極傳感材料為銀，或銀-氯化銀混合物，或碳-銀混合物，或碳-銀-氯化銀混合物，或氮化鈦-銀混合物，或氮化鈦-銀-氯化銀混合物。
[0033]實施例6:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是只有導電膠腔2.13內壁設有電極傳感層2.2，所述的電極傳感層2.2為銀，或銀-氯化銀混合物通過印刷、涂覆
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[0034]實施例7:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是僅有固定環2.1底部設有電極傳感層2.2。
[0035]實施例8:是本發明進一步的實施例。如圖2所示，與實施例1的不同之處是固定環2.1底部外周設有環形擋圈2.16，固定環2.1底部設有若干凸起2.17。
[0036]實施例9:是本發明進一步的實施例。與實施例8的不同之處是僅僅在固定環2.1底部外周設有環形擋圈2.16，輕薄化同時仍保留較大的導電膠腔，可以容納較多的導電膠，有利于快速降低電極-皮膚阻抗。
[0037]實施例10:是本發明進一步的實施例。與實施例8的不同之處是僅僅在固定環2.1底部設有若干凸起2.17，可以有效防止電極2在頭皮表面滑動。
[0038]實施例11:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是固定環2.1上設有容導聯線3穿設的導聯線孔2.19，所述的導聯線3穿過導聯線孔2.19后與電極傳感層2.2連接。
[0039]實施例12:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是導聯線3與電極傳感層2.2通過焊接連接，所述的連接處用絕緣粘結劑密封。
[0040]實施例13:是本發明進一步的實施例。與實施例12的不同之處是導聯線3與電極傳感層2.2通過銀漿等導電漿料粘結固定，所述的連接處用環氧樹脂等絕緣粘結劑密封。
[0041]實施例14:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是固定環2.1高度小于5.0mm，這樣電極2的高度也小于5.0mm。好處是輕薄，高度較低，佩戴舒適，特別適合高密度、睡眠腦電測量。整個電極高度較低，對支撐體的作用力小，有助于延長支撐體的使用壽命O
[0042]實施例15:是本發明進一步的實施例。與實施例1的不同之處是電極傳感層2.2和導聯線3之間串聯一個阻值為5-15ΚΩ的電阻，進一步降低可能產生的感應電流。電阻阻值大于15ΚΩ，腦電測量電路的電流太小，影響腦電信號記錄的精度；電阻阻值小于5ΚΩ，降低可能產生的感應的電流效果不明顯。
[0043]實施例16:是一個優選的實施例。電極傳感層2.2和導聯線3之間串聯阻值為5ΚΩ的電阻。
[0044]實施例17:是一個優選的實施例。電極傳感層2.2和導聯線3之間串聯阻值為1KΩ的電阻。
[0045]實施例18:是一個優選的實施例。電極傳感層2.2和導聯線3之間串聯阻值為15K Ω的電阻。
[0046]實施例19:是進一步的實施例。支撐體I可以是帽體、可以是條帶、也可以是背心或頭盔，方便穿戴，所述的固定環2.1還設有導聯線保護尾端2.14，導聯線保護尾端2.14兩側設有防滑齒2.15，方便安裝和調節電極2，所述的電極2上設有激光打印的標識，美觀且不易脫落。
[0047]實施例20:是進一步的實施例。固定環2.1上開設有不大于導電膠腔2.13內徑的注膠孔2.12。大注膠孔方便注入導電膠和皮膚預處理，也便于觀察導電膠與頭皮接觸情況。
[0048]進一步，支撐體I為彈性復合面料制成，優選高彈復合潛水衣用料。
[0049]更進一步，固定環2.1為耐磨、韌性高分子材料制成，優選耐磨、韌性聚丙烯PP，或熱塑性聚氨酯TUP，或柔性硅橡膠制成。
[0050]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，以及部分運用的實施例，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.生物電信號采集裝置，包括支撐體(I)和安裝在支撐體(I)上的電極(2)，以及導聯線(3)，所述的支撐體(I)上有電極定位孔，其特征在于:所述的電極(2)包括固定環(2.1)，所述的固定環(2.1)中部有一兩端開放并聯通的導電膠腔(2.13);所述的導電膠腔(2.13)內壁設有電極傳感層(2.2)，所述的電極傳感層(2.2)為帶缺口(2.18)的環形面，所述的電極傳感層(2.2)與導聯線(3)連接;所述的固定環(2.1)外圓柱面上有固定凹槽(2.11)，用于嵌入所述電極定位孔的周邊而固定電極(2)與支撐體(I)。2.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的導電膠腔(2.13)內壁為完整的環形面，所述的電極傳感層(2.2)部分覆蓋導電膠腔(2.13)的內壁面，形成帶缺口的環形面的電極傳感層(2.2)。3.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的導電膠腔(2.13)內壁為帶缺口的環形面，所述的電極傳感層(2.2)覆蓋導電膠腔(2.13)的整個內壁面，形成帶缺口的環形面的電極傳感層(2.2)。4.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的固定環(2.1)底部設有電極傳感層(2.2)。5.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的電極傳感層(2.2)是通過氣相沉積、電化學沉積、化學鍍、電鍍、噴墨印刷、涂覆中的一種或多種方式將電極傳感材料設置在導電膠腔(2.13 )內壁面得到。6.根據權利要求5所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的電極傳感材料為銀，或銀-氯化銀混合物，或碳-銀混合物，或碳-銀-氯化銀混合物，或氮化鈦-銀混合物，或氮化鈦-銀-氯化銀混合物。7.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的固定環(2.1)底部外周設有環形擋圈(2.16)。8.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的固定環(2.1)底部設有若干凸起(2.17)。9.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的固定環(2.1)上設有導聯線孔(2.19)，所述的導聯線(3)穿過導聯線孔(2.19)后與電極傳感層(2.2)連接。10.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的導聯線(3)與電極傳感層(2.2)通過焊接連接或導電漿料粘結固定，所述的連接處用絕緣粘結劑密封。11.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的固定環(2.1)高度小于5.0mm012.根據權利要求1所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的電極傳感層(2.2)和導聯線(3)之間串聯一個電阻。13.根據權利要求12所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的電阻阻值為5-15ΚΩ。14.根據權利要求1至13任意一項所述的生物電信號采集裝置，其特征在于，所述的支撐體(I)為帽體或條帶或背心或頭盔。
【文檔編號】A61B5/0478GK105997061SQ201610326740
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】段晏文
【申請人】段晏文