[发明专利]用于脑电信号记录的韧性爪式干电极及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于微弱脑电信号采集记录电极及加工领域，尤其涉及一种脑电信号记录的韧性爪式干电极及制备方法。

背景技术

脑电信号(EEG)是由脑神经活动产生并存在于中枢神经系统的自发性电活动，含有丰富的大脑感觉、意识、指令等活动信息，是重要的生物电信号。通过研究分析脑电信号可以了解脑活动的机制及人的认知过程，更能实现临床诊断、脑-机接口应用。因此，如何舒适稳定的提取到高信噪比的脑电信号是其得到广泛应用的重中之重，而采集传感器作为脑机接口系统中的前端传感元件，扮演着非常关键的角色，采集传感器性能将直接影响到脑电信号采集的成功与失败。在传统的脑电信号研究系统中，通常利用银/氯化银湿电极来采集脑电信号，尽管这种湿电极可以采集到高信噪比的脑电信号，但它在实际使用中存在诸多缺点：首先，由于湿电极在使用之前需要涂抹含高浓度导电离子的导电膏，导电膏能够扩散进角质层内，使其导电能力得以提高，以此降低电极与皮肤之间的界面阻抗，提高采集生物电信号的信噪比，所以也使得整个使用过程变得耗时而繁琐；其次，由于导电膏会随着时间的消逝而变干，因此在长时间的应用场合下需要反复加注导电膏，这也使得其不适合在长期监测生物电信号的场合下使用。最后，由于导电膏的使用，会给使用者带来很大的不舒服感，更严重的会产生一定程度的皮肤渍烂或过敏等副作用。正因为湿电极的这些缺点，使其在便携式的脑电信号采集技术中的应用受到很大的局限性。所以为了实现舒适、稳定、的脑电信号采集电极，世界各国相关研究人员都在努力开发各种不同的可替代银/氯化银湿电极的脑电信号采集电极。

相对于银/氯化银湿电极来说，干电极是一种不需要应用导电膏的、与皮肤干性接触的脑电信号采集传感器。因此，干电极可以解决湿电极中所存在的一些问题。正因为干电极在脑-机接口系统中的使用简易性和舒适性，干电极技术得到了众多研究人员的关注与重视，基于不同电极材料(导电橡胶、导电碳纳米管等)和结构(微针结构、非接触型、针头型结构、刷状结构、导电聚合物泡沫型等)的干电极技术也相应被提出与应用。但这些干电极在使用过程中仍存在诸多问题，比如不能用于头发区域、结构太硬而不舒服、成本高等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极及制备方法，该韧性爪式干电极不仅具有很高的柔韧性、信噪比，还能通过其爪式结构穿透头发阻碍与头皮接触，因此能够用于采集记录大脑头发区域脑电信号，本发明具有结构简单和制备容易的优点。

本发明提供一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极，包括：

一底板，该底板为圆形；

多个爪柄，该多个爪柄自该底板的边缘并与底板成一预定夹角呈放射状延伸而出；

一手柄，该手柄位于底板的中心。

本发明还提供一种用于脑电信号记录的韧性爪式干电极的制备方法，其步骤为：

(1)利用计算机辅助设计软件设计出三维韧性爪式干电极模型图，该三维韧性爪式干电极模型图包括：一圆形的底板，多个爪柄，该多个爪柄自该底板的边缘并与底板成一预定夹角呈放射状延伸而出，一手柄，该手柄位于底板的中心；

(2)通过3D打印或铸模方法制备出三维韧性爪式干电极，制备出的三维韧性爪式干电极具有良好的柔韧性以及回弹性；

(3)将制备出的三维韧性爪式干电极浸泡于有机导电聚合物中，使结构表面涂覆一层有机导电聚合物，该有机导电聚合物实现脑电信号的传导，形成有机导电聚合物涂覆层，形成用于脑电信号记录的韧性爪式干电极。

本发明的有益效果是，用于脑电信号记录的韧性爪式干电极使用的是有机导电聚合物作为其界面导电材料，使得韧性爪式干电极具有较低的电极-皮肤界面阻抗及较高的信噪比。该韧性爪式干电极还采用了爪式结构，使得干电极能穿透头皮头发阻碍与头皮接触，从而获取到头皮表面微弱脑电信号。总之，利用本发明，可以方便、舒适、稳定的采集记录大脑所有区域的微弱脑电信号。该干电极的柔韧性保证了使用的舒适度，其爪式结构可以穿透头发阻碍并与头皮接触，因此能够用于采集记录大脑头发区域脑电信号。相比传统的湿电极，该韧性爪式干电极由于不需要导电膏，因此具有使用方便、简易的优势，这也促进了韧性爪式干电极在脑电信号采集中的应用，尤其在长期或便携式脑电信号采集中的应用。

附图说明

为了进一步理解本发明，以下结合实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明，其中：

图1为本发明的结构立体示意图；

图2为本图1的俯视图；

图3为本发明的制备流程图。