[发明专利]一次性脑状态监测柔性贴片电极

说明书

技术领域

本发明涉及脑电电极材料研究与应用和电极加工工艺技术领域，特别涉及一次性脑电状态监控电极的新材料和新工艺。

背景技术

在脑科学研究以及临床医学领域，经常对大脑的活动状态进行实时监测，用的最多的技术手段就是脑电的采集和分析，通过分析脑电的变化进而判断出大脑的意识状态或麻醉深度。因此，脑电信号的准确获取成为首要问题，而电极的选取是保证脑信号实时、精确获取的关键。

目前，大多数脑电电极是由铜、金、银等金属材料和碳、氯化银等非金属或金属离子化合物材料制成，由于银-氯化银(Ag/AgCl)电极具有直流失调电压和交流阻抗低、偏置电流耐受度高，复合不稳定性和内部噪声低等优点，在临床和科研领域应用最为广泛。氯化银电极的性能取决于导电层界面间的微观结构，氯化银不导电，如果氯化银涂层偏厚，会影响电极的导电性，相反，如果氯化银涂层偏薄，又难以在银或其他导电材质之间形成活性界面，势必影响电极的弱极化作用和高灵敏度。在临床上经常使用的肌电和心电电极，氯化银通常采用直接将氯化银浆印刷在注塑成型的半导电碳粉或碳纤维基材表面，然后通过热烧结方式形成导电层。这种电极加工方式在信号幅值大的肌电和心电上还可以使用，但脑电信号相对于肌电和心电要小数十，甚至上百倍，需要进一步提高电极的灵敏度才能实现精确获得电信号。此外，热固型工艺对基材的要求高，要有300℃以上的耐热度，银浆中的绝缘油墨在加热时也易造成产品出现色差而降低合格率。

由于人体的皮肤表面呈不规则曲面，很多电极与皮肤接触的紧密性较差，尤其在肢体出现移动或出汗情况下，会导致脑电信号质量大大降低。目前临床常用的一次性心电电极多采用固态导电膏为导电介质，对皮肤较干、角质层偏后的人群来说，使用前往往需要先用磨砂膏除去皮肤角质层，否则容易出现阻抗高、噪声大、信号质量下降的问题，使用起来过程繁琐，尤其是当电极数量多时，耗时过长。

随着医学和电子技术的不断提高，一些便携式脑状态监测仪器被开发出来，无论是在医院还是家庭，人们都需要使用起来更舒适、操作简单方便的辅助设备。而常用的金属盘状电极在电极固定、电极膏注入方面较繁琐，尤其当需要电极的数量较多时，准备时间长，而且在使用过程中，由于人体运动或出汗电极会发生移位，甚至脱落的现象，这些都促使一些效果优良、操作更便捷的新式电极的研发。

发明内容

针对上述现有电极存在的不足，本发明的目的在于设计一种全新的医用脑电信号监测电极，提供一种生物电信号获取性能更高、使用起来更舒适便利、操作简单快捷的一次性脑状态监测柔性贴片电极。该电极片采用新型材料纳米片状Ag粉和超微AgCl粉，制备纳米Ag浆和AgCl浆，通过丝网印刷的方法在感光柔性基材上印制导电电路，之后采用红外线和热风循环烘箱进行热固化处理。依此方法制作的电极信号采集灵敏度高，同时具有柔软舒适、使用便捷、抗菌、避免交叉感染等优点。

一次性脑状态监测柔性贴片电极，其特征在于：电极主要包括电极主体和电极接口盒两个部分，电极主体为柔性带状结构，其上分布有3个电极点，即3通道；电极接口盒部分为中空结构，内有脑电采集处理电路和IC卡识别电路；电极主体的头部连接有一个电极插片，通过电极插片接入电极接口盒中的电路；

电极主体结构依次分四层，一是感光柔性基底膜；一是纳米Ag浆印刷而成的Ag质电路层；一是Ag/AgCl浆制备的Ag/AgCl离子导电涂层；一是绝缘PE覆膜。

采用纳米片状Ag粉和粒径小于50nm的AgCl粉别制备纳米Ag浆和Ag/AgCl浆，然后通过丝网印刷的方法在感光柔性基底膜上印制导电电路，之后进行热固化处理。

本发明所采用的具体技术方案如下：

该电极主要包括电极主体和电极接口盒两个部分：电极主体部分包括电极插片、IC卡控制芯片、感光柔性基底膜、纳米Ag质电路层、Ag/AgCl离子导电涂层、绝缘PE覆膜、胶棉垫、刺垫和海绵；电极接口盒内有IC卡识别电路、脑电采集处理电路、Ag质导电层触点及IC卡触点。

电极主体为柔性薄膜带状结构，共四层，自下而上分别为：一是柔性基底膜；一是纳米Ag质电路层；一是Ag/AgCl离子导电涂层，作为电信号感知层；一是柔性PE覆膜，以保护Ag质导电层不被磨损和氧化。

本电极为3个通道，在电极的每个通道的信号采集处各有一胶棉垫，胶棉垫中间为镂空结构，其间有刺垫和海绵，作为吸收并保持导电膏之用。