[发明专利]能克服头发障碍的阵列式柔性脑电干电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物医学领域的装置，具体是一种能克服头发障碍的阵列式柔性脑电干电极及其制备方法。 

背景技术

人体组织细胞总是在自发地不断地产生着很微弱的生物电活动。利用在头皮上安放的电极将脑细胞的电活动引出来并经脑电图机放大后记录在专门的纸上，即得出有一定波形、波幅、频率和位相的图形、曲线，即为脑电图。当脑组织发生病理或功能改变时，这种曲线即发生相应的改变，从而为临床诊断、治病提供依据。 

近年来，随着微机电系统(MEMS：Micro-Electro-Mechanical Systems)技术的不断发展和成熟，使得微电子设备和微传感器等微型系统应用范围不断扩大，已广泛应用于民用、医学、军事等领域。结合MEMS技术脑电极的研究得到了迅速发展。 

传统的脑电信号采集设备是基于湿电极的。使用者在使用脑电信号采集设备前，必须要涂导电膏，以减少角质层对采集到的脑电信号的影响。但是涂抹导电膏需要在外人辅助下进行，需要花费较长时间，而且湿的导电膏干后不能有效采集脑电，不利于长期采集脑电。近些年来，随着微电极技术的发展，出现了干电极脑电信号采集设备。这种方式不仅能够克服角质层的电阻性，还可以避免涂抹导电膏的不便，而且由于采集到的信号是直接从生发层提取的，其采集到的信号甚至比湿电极脑电信号采集设备采集到的信号效果要好。 

目前针对采集脑电信号的干电极主要存在两个问题：一是在采集脑电的时候，人自身的头发对脑电极的安放形成障碍，难以采集到有头发区域的脑电信号，如何突破头发的障碍是一个关键问题。二是用于采集脑电的干电极都是刚性的，这对使用者来说非常不舒适，也对使用者存在着潜在的危险。 

经对现有技术文献的检索发现，Chin-Teng Lin，Lun-De Liao等人在《IEEE  TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING》58(2011)1200-1207撰文“Novel Dry Polymer Foam Electrodes for Long-Term EEG Measurement”(“应用于长期脑电测量的创新聚合物泡沫干电极”《IEEE生物医学工程会刊》)，该文提及采用呈方块状的导电泡沫制作能长期测量脑电的干电极，导电泡沫柔软，可以紧贴皮肤，使用舒适，消除硬性材料制作的电极的对人体的潜在危险。但是，针对头发区域的脑电采集，该文中电极的结构很难克服头发的障碍，无法有效地采集头发区域的脑电信号。 

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提出一种能克服头发障碍的阵列式柔性脑电干电极及其制备方法，可以柔性的并且是用于有头发区域的脑电信号采集。该电极能快速获得可靠稳定的脑电信号，解决一直以来在采集脑电的时候受到头发干扰的问题，同时也提高脑电极的舒适性和安全性。 

本发明通过以下技术方案实现： 

一种能克服头发障碍的阵列式柔性脑电干电极，用于脑电信号的采集，所述柔性脑电干电极包括底座以及底座上伸出的呈阵列式的触角，其表面具有一层导电金属薄膜，所述触角可以插入头发，达到皮肤的生发层进行脑电信号的采集。 

所述的柔性脑电干电极采用具有生物相容性聚合物材料聚二甲基硅氧烷制成。 

所述的柔性脑电干电极表面的导电金属薄膜是通过MEMS(微机电系统)工艺处理得到。 

一种制备上述柔性脑电干电极的方法，包括步骤如下： 

1)利用机械加工的方法制作柔性干电极模具； 

2)将聚合物材料通过预处理后浇铸在柔性干电极模具内，经过烘箱热处理后形成预处理柔性干电极； 

3)在预处理柔性干电极表面溅射一层导电金属薄膜，即可得到具有导电性能的柔性脑电干电极。 

所述柔性干电极模具包括上模座，中模座以及下模座。 

上述制备方法中，所述柔性干电极模具上模座是环状，环形内圆利用镗刀加 工。内圆的直径决定了柔性干电极底座的大小，上模具的高度决定柔性干电极底座的厚度。 

上述制备方法中，所述柔性干电极模具中模座呈阵列形状的通孔。通孔利用钻床加工。孔的直径决定柔性干电极的触角的大小，中模座的高度决定了柔性干电极触角的长度。在设计中模具时，可以根据需要任意增加中模座的数量以改变触角的长度。 

上述制备方法中，所述柔性干电极下模座具有和中模座相同阵列形状和数量的圆孔，下模座的圆孔为盲孔。下模座的设计是为了利于脱模。