[实用新型]用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极

说明书

本实用新型属于医疗器械和穿戴式电子产品，为用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极，包括柔性电极本体层、泡棉层和储液层；所述柔性电极本体层中的柔性探针为阵列式传感器结构；泡棉层中的导电泡棉上设置若干用于穿入柔性探针的通孔，若干通孔与柔性探针排布一致；储液层内储存电解液，并设有用于将电解液释放到泡棉层中的导电泡棉上的释放组件。本实用新型提供的柔性电极具有使用方便、舒适、结构合理、阻抗低、长期稳定可靠、柔性、穿戴舒适安全的优点。

技术领域

本实用新型涉及应用于医疗器械和穿戴式电子产品的电极，具体涉及一种覆盖在头发区域用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极。

背景技术

脑电信号(EEG)是一种记录大脑活动的电生理指标，是大量神经元同步发生的突触后电位经总和形成的，能反映人体的健康状况、认知活动等信息，是脑科学研究、人体生理研究和脑疾病临床诊断的重要参数，越来越多地应用到医学检测、临床诊断和脑-机接口领域，为痴呆、癫痫、肿瘤等脑部疾病或脑死亡提供诊断信息。传统湿电极因为阻抗低且信号稳定，被广泛应用于临床和科研，但是使用湿电极时操作繁琐，需要涂上导电凝胶进行皮肤预处理，容易弄脏受试者的头发和衣服，而且使用时间不久后导电凝胶就会脱水干燥，导致信号稳定性变差，使用起来十分不便，严重限制了普适环境下的脑电应用。

随着移动医疗和健康监测的发展，近年来干电极技术得到了科研人员的广泛关注，基于不同电极材料和结构的干电极被相应地提出。干电极在使用过程中不需要使用导电凝胶，由于其方便快捷和长期稳定性成为了传统湿电极的理想替代品。但这些干电极在使用过程中存在诸如接触阻抗较高、对运动伪迹敏感、电极太硬导致使用不适等缺点。

目前有些研究基于多孔柱设计半干电极，但是多孔渗透柱通常为刚性材料，存在佩戴不适的缺点。

随着智能穿戴时代的来临，现有头发覆盖区域的电极技术很难满足普适环境下的脑电采集要求。

发明内容

针对现有头发覆盖区域电极测量技术中存在的不足，本实用新型提供用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极，基于多功能层次结构设计的柔性半干式电极具有操作简单方便、接触阻抗低、噪声低、使用舒适等优点。

本实用新型用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极，包括柔性电极本体层、泡棉层和储液层；所述柔性电极本体层中的柔性探针为阵列式传感器结构；泡棉层中的导电泡棉上设置若干用于穿入柔性探针的通孔，若干通孔与柔性探针排布一致；储液层内储存电解液，并设有用于将电解液释放到泡棉层中的导电泡棉上的释放组件。

优选地，所述柔性探针采用基于硅胶的柔性导电材料制作。所述基于硅胶的柔性导电材料添加碳系导电填料或金属系导电填料。

优选地，所述储液层包括嵌入柔性电极本体层之中的储液池；所述释放组件为位于储液池下方、均匀分布于泡棉层上方的若干直排孔。

优选地，所述储液层还包括单向阀和通孔；单向阀设置在储液池上端面或测端面，并与储液层的通孔连接；储液层的通孔与储液池连通。

优选地，所述用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极还包括电路层，储液层还包括连接器件；连接器件作为信号输入端将柔性电极本体层采集到的脑电信号送入电路层进行处理；所述电路层采用高输入高阻抗缓冲放大器，降低头皮与所述用于采集脑电信号的柔性半干式多层结构电极之间的等效接触阻抗。

优选地，所述柔性电极本体层，其制备过程包括如下步骤：

(1)设计柔性电极本体的三维模型，该三维模型包括扁平的片状结构，以及从该扁平的片状结构一表面延伸出来的若干锥体；该扁平的片状结构内部采用镂空设计；

(2)在硅胶中掺杂碳系导电填料或金属系导电填料，制备成导电硅胶；

(3)利用3D打印技术，根据步骤(1)设计的三维模型，用步骤(2)制备的导电硅胶打印制备柔性电极本体；