[发明专利]一种基于水凝胶的爪状脑电电极装置

说明书

本发明提出一种基于水凝胶的爪状脑电电极装置，包括：上螺旋推杆、水凝胶、下爪状底座；所述下爪状底座用于容纳所述水凝胶，并穿透头发；所述上螺旋推杆用于挤压所述水凝胶，致所述水凝胶溢出所述圆柱形容器、通过中空的所述爪子、并在所述爪子末端形成半球形凸起结构；所述水凝胶的材料为导电软体材料，一端接触待测头皮，一端连接外界电子元器件。本发明的有益效果是：电极使用软体水凝胶作为导电介质，使用后无需清洗头发；通过爪状结构设计，解决了水凝胶材料软无法穿透头发的问题；并且水凝胶与头皮的软接触提升了用户舒适度。

技术领域

本发明涉及的是非侵入式脑电信号采集领域的技术，尤其涉及一种脑电电极。

背景技术

脑机接口技术使得人类可以通过大脑信号直接控制外部设备，不需要外围神经和肌肉来辅助，给中风、偏瘫等丧失了运动功能的患者带来福音。在各种采集大脑信号的方式中，通过非侵入的方式采集大脑头皮脑电波(EEG)，由于时间分辨率高、使用方便、移动性好、成本相对低廉，被广泛应用在辅助病人控制轮椅、拼写字符和运动康复中。为了采集到高质量的EEG信号，传统方法是使用湿电极，在金属电极片和人的头皮之间上注射导电膏，但是这种方法准备复杂，需要使用者频繁清洗头发和电极，给实际应用带来不便。

经过对现有技术的检索发现，中国专利公开号CN109567800A，公开日为2019.04.05，公开了一种脑电干电极及脑电采集设备，其特征在于，包括导电连接基座、水凝胶以及离子膜；其中水凝胶设置在所述导电连接基座上，且离子膜紧贴在水凝胶的表面；当离子膜接触人体皮肤时，允许皮肤表面和内含离子的水凝胶进行离子交换；导电连接基座与水凝胶之间进行电荷交换以采集脑电信号。这一发明使用水凝胶作为导电材料，大大降低了皮肤与电极之间的接触阻抗，提高了信号采集的质量和使用舒适度，但是对于具有头发的头皮表面，这种设计无法穿透头发接触头皮，会导致较差的脑电信号质量。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的水凝胶脑电电极，能穿透头发接触头皮，同时可降低电极-头皮的接触阻抗，其具有使用方便、无需清洗、成本低廉等优点。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于水凝胶的爪状脑电电极，解决了湿电极准备复杂、需要频繁清洗头发的问题，并通过爪状结构，解决了无法穿透头发的问题。

一种基于水凝胶的爪状脑电电极装置，包括：水凝胶、下爪状底座；所述下爪状底座用于容纳所述水凝胶，并穿透头发；所述水凝胶的材料为导电软体材料，一端接触待测头皮，一端连接外界电子元器件。

进一步地，所述下爪状底座包括：圆柱形容器、爪子；所述水凝胶放置在所述圆柱形容器中。

进一步地，所述爪子为中空，与所述圆柱形容器连通。

进一步地，所述爪子的材料为柔性材料。

进一步地，所述爪子的数量大于1，以圆形阵列方式排布。

进一步地，包括：上螺旋推杆；所述上螺旋推杆用于挤压所述水凝胶，致所述水凝胶溢出所述圆柱形容器、通过中空的所述爪子、并在所述爪子末端形成半球形凸起结构。

进一步地，所述上螺旋推杆包括：锥形连接螺母、内螺纹壳体和圆柱形推杆；所述锥形连接螺母与所述圆柱形推杆通过螺纹固定连接，所述内螺纹壳体与所述圆柱形推杆可相对转动；

进一步地，所述圆柱形推杆外壁有凹下去的键槽，所述圆柱形容器内壁有凸起的键，所述键槽与所述键被设计为相互配合，用于防止所述圆柱形推杆转动。

进一步地，包括电极片，屏蔽连接线；所述水凝胶的一端通过所述电极片以及所述屏蔽连接线，与外界电子元器件连接。

进一步地，所述圆柱形推杆的底端有锥形槽，所述电极片做成与所述锥形槽匹配的锥体形状，并安装于所述锥形槽内。