[发明专利]保持接触部位长效润湿的电极及设备

说明书

本发明公开了保持接触部位长效润湿的电极，包括主体、形成于主体上的若干电极，主体一侧形成有蓄液腔，并且该主体上形成有与蓄液腔连通的连接管；电极还形成有与连接管连通的输送管，并且所述输送管于电极远离主体的端部形成有出液口。本发明方案提供了一种可以将水或液体输送到电极末端，润湿受测界面的结构，从而大幅降低受测界面的阻抗，有效解决了干电极在使用中由于电极/皮肤界面阻抗过大，而难以获得良好的脑电信号的问题。

技术领域

本发明属于脑机交互辅助设备技术领域，具体涉及一种半干电极以及应用该电极的设备，特别是保持接触部位长效润湿的电极及其应用设备，这些应用设备包括不限于脑电帽、脑电测量仪以及脑电治疗仪等。

背景技术

作为脑机交互应用的一种形式，脑电图(EEG)主要用于诊断人体颅内器质性病变，如：癫痫、脑炎、脑血管疾病以及颅内占位性病变等的检查。随着科技的发展，脑电信号的用途就更广泛了，例如脑机接口(BCI：braincomputerinterface)。

目前，用于测量脑电信号的电极，一般都是采用银/氯化银电极和纯金属电极。银/氯化银电极是一种湿电极，在使用过程中还需要配合导电胶的使用，由于导电胶容易干掉从而造成采集信号的衰减，这非常不利于脑电信号长期的监测。并且在使用湿电极测量脑电信号之后还需要清洁皮肤上的残留导电胶，这都是费时费力的。而纯金属的干电极与皮肤间的接触阻抗比湿电极大，用来测量脑电信号的效果不如湿电极。

经对现有技术文献的检索发现，R.Luttge,S.N.Bystrova and M.J.A.M.vanPutten在《4th European Conference ofthe International Federation for Medicaland Biological Engineering》(2009)1246-1249撰文“Microneedle array electrodefor human EEG recording”(“用于记录EEGD微针阵列电极”《第四届国际医学生物工程联合会欧洲会议》)，该文提出一种基于MEMS工艺制备的微针干电极。这类电极的原理是用微针刺过皮肤的表皮和真皮接触，从而减小电极与皮肤间的阻抗，测量脑电信号。这类干电极属于入侵式的电极，电极上的微针会刺破皮肤，引起皮肤的感染，使用者在使用过程中也不舒服。目前也有很多非入侵式的干电极的研究，但干电极与皮肤间的接触阻抗比湿电极以及微针电极与皮肤间的接触阻抗要大，而脑电信号又是在微伏级，此类干电极采集脑电信号的效果不好。

脑电电极可以将以离子浓度涨落形成的生物电势转化成电子电流或电压信号，是脑机接口技术中非常关键的器件。传统的脑电采集电极是湿电极，湿电极通过导电膏的润湿作用消除头发的电隔离与头皮形成较低阻抗的界面，导电膏使用过程繁琐复杂，需专业人员逐个注入，其次，导电膏使用后残留需立即清洗，此外，导电膏中的水分会随时间蒸发，不利用长时监测。这些不足使得传统的湿电极局限于实验室应用。

针对湿电极的缺陷，干电极传感技术应用而生。干电极无需使用导电膏，用后无需清理，大大提高了脑电采集的便捷性。干电极没有导电膏的辅助作用，在结构上首先需要自身克服头发阻碍与头皮直接形成接触界面，因此，目前大多干电极均设计为柱状或爪状结构以拨开头发。缺少了湿润的界面，干电极直接与头皮接触通常界面阻抗较大，阻抗较大时容易引入噪声导致信号质量下降。同时，干电极的稳定接触需要给予一定的压力，在长期的实验中佩戴舒适度较差。

半干电极是一种集干湿电极优势为一体的电极。通常由多孔材料制备而成，多孔材料由于可以吸收大量电解液而为头皮和电极提供一个湿润但无残留的界面。但这种电极的润湿作用需要有稳定适当的压力，压力稍大时，流出的电解液由于不具有导电膏的粘稠度而极易串扰，其次，电解液与导电膏相比更容易流失水分，导致脑电信号的质量稳定。

基于以上半干电极所存在的问题，亟需研制一种既可以稳定舒适地长时间维持湿性界面，又可以控制电解液流量不致串扰的电极传感技术来解决脑机接口技术中便捷高质提取脑电信号的难题。

发明内容