[发明专利]一种生物电信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物电信号采集装置，广泛用于生物电记录、测量和刺激，包括医疗设备、移动设备、家庭保健、心理认知、游戏、脑-机接口、康复训练及神经营销等。

背景技术

随着科学技术的发展，生物电信号（如脑电、心电、肌电等）采集已经广泛应用于各种神经系统疾病的监测诊断，以及生物电反馈的康复设备。脑电信号采集还是认知心理研究的一个重要实验手段。生物电信号传感器是生物电采集装置的关键部件，将采集到的生物电信号经导线传递给放电器、计算机等设备进行放大、运算处理。生物电信号传感器是生物电信号采集的关键部件。

脑电是一种常见的生物电信号，信号微弱，一般为微伏级。脑电信号的传递是在生物体的细胞间液（电解质）中进行的，实质上是微弱的离子电信号在电解质的传递。由于人体皮肤角质层和毛发导电性很差，脑电电极与人体皮肤（毛发）之间阻抗过大，而且接触不稳定，脑电信号经过电极和人体皮肤界面会出现较大的衰减，直接影响脑电信号的采集。为对脑电进行精确测量又不用侵入皮下式电极，就有了导电糊、导电胶等产品的应用，以提供电解液的环境，形成离子导电通道。导电胶或导电糊等产品帮助生物电从体内传播到测量的电极，在电极和皮肤间形成一个良好的离子导体界面，将体内的微弱的离子电信号转换成电子电信号以供测量。这种在电极与皮肤之间涂覆导电胶或导电糊的方法，就是目前广泛应用的湿电极技术。湿电极虽然可以降低电极与皮肤之间的阻抗，获取精确的脑电信号，但存在以下缺点：需要专业协助，且准备过程繁琐、耗时；导电膏会弄脏头发，引起被试不舒适。湿电极的上述缺点直接影响其应用于可穿戴设备等新兴脑电应用。

为克服湿电极的上述缺点，近年来人们一直探索发展新的电极技术，即无需涂覆导电膏的电极技术，即无胶电极技术。这类新的电极技术主要在两个方向上进行探索：一是不使用任何外加电解质，即干电极技术。干电极具有无胶、快速安放等优点，但电极与皮肤界面不稳定，因此阻抗高且不稳定，信号质量较差。另一思路是半干电极技术，即使用微量的电解质替代导电膏，如使用多孔陶瓷、泡棉、凝胶等材料吸收电解质，接触皮肤并缓慢释放微量电解质，从而维持稳定的电极-皮肤表面，提高信号质量。

与本发明最接近的现有技术为CN 205181340 U，公布了一种半干电极传感器概念，所述的传感器通过榫槽结构与固定件连接；固定件为圆环形，或块形，其一个平面上有开口指向中部通孔圆心的定位槽，传感器位于固定件的中部通孔中，传感器外周上对称设置有与定位槽相匹配吻合的定位凸榫，该定位凸榫与定位槽卡接；定位槽上设有与外电路导线联通的电连接件，该电连接件与定位凸榫上固定的导电片接联通，导电片与传感器中的电极电连接。这种传感器的优点是：传感器为独立的配件，通过电连接件与外电路连接，导线预先固定在支撑体上，传感器安装、拆卸、更换快速方便，同一套传感器可在多个支撑体上使用，提高利用率，大大降低了导线的损坏。但仍具有以下缺点：电连接体连接件长期使用，不可避免地与电解质接触，容易磨损和腐蚀，从而影响电极与外电路的导通性能，影响脑电信号采集。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术因电子导体连接组件磨损和腐蚀造成电极与外电路不导通问题，提供一种生物电信号采集装置，该装置结构合理，离子导电体与连接外电路的电极挤压接触，同时能有效地接触到头皮，并且又能实现离子导电体的快速安装、拆卸。

本发明提供的生物电信号采集装置的技术方案是：

一种生物电信号采集装置，包括脑电传感器和脑电放大器，所述的脑电传感器包括固定件、电极、套筒和离子导电体；所述的固定件内壁设有电极，且其中部设有通孔；所述的离子导电体为含有电解质溶液的固定成型的整体；所述的套筒设有离子导电体；当套筒插入固定件通孔并卡接于固定件上时，所述的离子导电体与电极挤压接触，同时可以有效接触头皮，所述的电极与外电路连接，从而形成生物电信号测量回路。

进一步的技术方案是：

所述的生物电信号采集装置，其套筒空腔内至少设有一个缺口，以使离子导电体露出。

所述的生物电信号采集装置，其套筒空腔无缺口，所述的离子导电体整体从空腔内伸出。

所述的生物电信号采集装置，其套筒下端为实心柱，离子导电体套在实心柱表面；当套筒与固定件卡接时，至少一个实心柱表面的离子导体与电极挤压接触。

所述的生物电信号采集装置，其电极为电极片，所述的电极片两端镶嵌于固定件的两端；当套筒卡接于固定件时，所述的离子导电体从空腔内壁至少一个缺口露出并与至少一个电极片挤压接触。