[实用新型]一种柔性接触脑电电极

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型属于电生理信号检测技术领域，具体涉及一种脑电电极。

背景技术

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（Gold Cup Electrode）[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，本实用新型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.