[发明专利]柔性梳状半干电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性梳状半干电极及其制备方法，该柔性梳状半干电极基于敏感材料制备而成，敏感材料的制备方法包括以下步骤：将铜盐、碳导电材料和二氧化钛纳米粉混合均匀，再与PDMS聚二甲基硅氧烷混合均匀，在60‑80℃恒温保持2‑8个小时或自然室温状态下稳定放置2‑4天，得到所述敏感材料，本发明的敏感材料基于PDMS聚二甲基硅氧烷，不管是湿电极还是半干电极都具有很好的柔韧性，不会给被试者造成不适感，采用碳导电材料构建导电网、二氧化钛纳米粉降低极化电位和铜盐构筑电解液吸脱多孔结构制作的电极性能良好，其与标准湿电极采集脑电信号的相关系数达96％以上。

技术领域

本发明属于柔性梳状半干电极技术领域，具体来说涉及一种柔性梳状半干电极及其制备方法。

背景技术

在人脑研究中，脑电信号监测是目前使用得最为广泛的手段之一，脑电已被应用于生理监测、神经反馈训练、广告营销、神经及脑部相关疾病如癫痫、抑郁症等的辅助诊治，脑认知功能研究，以及备受关注的脑机接口(BCI)领域等诸多领域。它是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。由近几年的医学数据统计显示，脑类疾病仍是威胁人们生命的一个重大隐患。这也引起了研究界对人类大脑的高度关注，如何采集到有效的脑电信号并对其特征和规律进行研究分析也成了科研工作者的一项紧迫的任务。

开发可靠且用户友好的脑电图(EEG)电极仍然是新兴的现实世界EEG应用程序的挑战。现有的脑电采集技术有有创脑电采集和无创脑电采集两种，主要研究都基于无创脑电采集。无创脑电采集中，经典的湿电极是记录脑电图的金标准。但是，湿电极采集脑电需要使用导电膏、操作繁琐并且会使被试者感到不舒服，从而严重限制了它们在现实生活中的广泛应用。另一种方法是干电极，不需要导电凝胶或皮肤准备。尽管干电极安装快速且用户友好性提高，但仍然存在一些固有的问题(侵入性，相对较差的信号质量或对运动伪影的敏感性)，这限制了它们的实际使用。近年来，已经成功开发了只需要少量电解液的半干电极，结合了湿式和干式电极的优点，同时解决了它们各自的缺点。与干电极相比，半干电极可以收集可靠的EEG信号。而且，它们的设置与干电极的设置一样快捷，方便。因此，半干电极在现实世界的脑电图采集中显示了巨大的应用前景。

随着脑电采集技术的发展，虽然不同研究组已经提出了很多脑电采集电极，但是在脑电采集中湿电极依然是脑电采集方面的金标准。但是湿电极采集易产生串扰、导电膏易干燥凝结且给被试造成不适感和不利于长时间脑电采集和有发区脑电采集，纯干电极电极皮肤界面阻抗大、刚性大且易产生滑动伪迹，现有半干电极柔性较差等问题急需解决。

例如：Li等人于2016年提出了一种新的多孔陶瓷半干电极原型，旨在克服“准干”电极的问题。半干电极由烧结的Ag/AgCl电极和盐溶液组成，包括5个多孔陶瓷柱、一个内置的水库、大约500uL 3.5％生理盐水和烧结Ag/AgCl电极。虽然半干电极氧化铝陶瓷柱子具有良好的机械性能(即耐磨性、耐压缩)和良好的亲水性和渗透性能，但其柔性较差，容易给被试造成不适感。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性梳状半干电极的制备方法，该制备方法用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作柔性基底材料，加入不同的碳导电材料构建导电网，然后加入二氧化钛纳米粉和Cu(II)盐，利用二氧化钛纳米粉的宽负电势窗优势降低极化电位同时提高吸盐量及头皮亲和力，利用Cu(II)盐构筑电解液吸脱多孔结构，混合搅拌均匀超声分散，倒入模具，埋下采集电信号的导电材料，最后固化成型，具有信号稳定、使用时间长、舒适的优势，其结构具有新颖性。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的柔性梳状半干电极。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种敏感材料的制备方法，包括以下步骤：