[发明专利]电极组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极组件，其应用于生物医学工程领域，其电极能够通过电极与头皮的接触采集生物电信号。

背景技术

随着医学、神经科学、认知心理学和人工智能研究的深入发展，生物电信号正在被越来越多地应用到医学检测、临床诊断以及新兴的脑-机接口等领域。使用表面干电极采集脑电信号已经被广泛用来诊断脑部疾病和判断脑部状态。在采集过程中，电极阻抗的大小决定着采集的效果。电极阻抗越大，采集到的脑电信号失真越大，效果也就越差。电极的阻抗与它和头皮的接触面积有关，接触面积越大，阻抗越小，也就越有利于脑电信号的采集。目前，表面干电极固定装置大多采用具有一定弹性的塑料头架，干电极固定在塑料头架的电极臂安装座上，电极与电极臂之间不能产生相对运动。由于人头的形状是类球状，表面具有一定的曲率，且皮肤具有一定的弹性；当干电极平面与头皮表面发生接触，且电极中心法线与头皮接触区域的中心法线重合时，可以使电极与头皮的接触面积达到最大，亦即能实现阻抗的最小化。但现有的头架由于电极和电极臂之间固定，不能确保电极中心法线与头皮接触区域中心法线重合，从而不能保证电极与头皮的良好接触，影响测量效果。

作为改进，例如美国NeuroSky公司的MindWave电极系统头架采用具有一定弹性的塑料头架，干电极固定在塑料头架的电极臂上，但在测量时仍然无法保证电极中心法线与头皮接触区域中心法线重合。

因此，现有技术的缺陷和不足之处在于：在测量时，头架无法确保使得电极中心与头皮接触区域中心法线重合，导致接触面积减小，接触阻抗增大，不利于生物电信号的精确采集。

发明内容

本发明针对现有脑电图仪头架无法确保使得电极中心法线与头皮接触区域中心法线重合的技术缺陷，提出了一种具有球关节结构的电极组件装置，该装置可以使电极相对电极组件进行一定的角度旋转，从而达到调节电极与头皮的接触方向的目的；这样，当电极平面与头皮发生接触时，电极中心法线就能够与头皮接触区域中心法线重合，使得电极与头皮的接触面积实现最大化，亦即能实现接触阻抗的最小化，有利于生物电信号的精确采集。

本发明创造的基本思想是，在电极与电极臂头部之间设计一种可自行调节角度的机构，从而达到调节电极与头皮的接触方向，使得电极平面中心法线与头皮接触区域中心法线重合的效果，也就实现了电极与头皮接触面积的最大化，接触阻抗的最小化的目的。

基于这种构思，为了实现上述目的，本发明提供一种电极组件，包括金属电极、电极座和位于所述金属电极与电极座之间的金属弹片，其中金属电极能够固定在电极座上并与安装在电极座中的金属弹片形成电气连接，其中所述电极组件还包括位于电极座下方的上盖、球头、导线和电极臂，上盖能够与电极臂的头部相配合以保持球头，并且球头的一部分能够穿过上盖并固定在电极座中，导线的一端穿过球头与金属弹片形成电气连接，而另一端作为引出端与测量电路连接。根据本发明，球头与上盖和头部之间形成球形关节，能够做关节旋转运动。

根据一种有利的实施方式，球头包括球面部和突出部，突出部安装固定在电极座中，而球面部安装在电极臂和上盖之间，由此使得球头的内球面与支撑柱形成球面副、而球头的外球面与所述上盖的内面形成球面副。

根据一种有利的实施方式，突出部由从外球面伸出的多个卡爪个卡爪构成。

根据一种有利的实施方式，上盖为环形件并且具有凸缘。

根据一种有利的实施方式，上盖通过材料配合或形状配合的连接方式与所述头部连接，其中所述材料配合为焊接等任何合适方法，所述形状配合为卡扣、螺纹等任何合适方法。

根据一种有利的实施方式，头部在中央具有一个或多个支撑柱。

根据一种有利的实施方式，球头优选在内球面上设有一个或三个凸起，用作限制角度旋转方向的限位部。

根据一种有利的实施方式，金属电极通过材料配合或形状配合的形式与电极座连接，金属弹片通过材料配合或形状配合的形式与电极座连接。所述材料配合例如为焊接、粘结等任何合适方法，所述形状配合例如为卡扣、螺纹等任何合适方法。

根据一种有利的实施方式，金属电极和金属弹片通过冲压成型。

根据一种有利的实施方式，电极座、上盖、球头和电极臂由绝缘聚合物材料制成，并且通过注塑成型、模制成型、浇注成型等方式制造。

根据一种有利的实施方式，突出部通过材料配合或形状配合的形式安装固定在所述电极座中，其中所述材料配合为焊接等任何合适方法，所述形状配合为卡扣、螺纹等任何合适方法。

附图说明