一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽

文档序号:330579 发布日期:2021-12-03 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽 (Electrode cap integrating current stimulation and electroencephalogram acquisition ) 是由 刘成杰 龙景焱 于 2021-08-19 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽,包括:电极帽本体、保护装置和多个电刺激及脑电采集组件;所述电极帽本体为半球形帽状件,所述保护装置设置在所述电极帽本体底壁外侧;多个所述电刺激及脑电采集组件包括沿着其经线方向和其纬线方向均匀排布,所述电刺激及脑电采集组件包括环形接电组件和接触头组件,所述环形接电组件均通过导线电连接;所述环形接电组件包括环形脑电采集插口和电刺激电极探头;所述接触头组件包括电连接的螺纹通电部和接触头,所述螺纹通电部通过螺纹安装于所述环形脑电采集插口且所述螺纹通电部与所述环形脑电采集插口电连接,所述电刺激电极探头插入到所述螺纹通电部,所述接触头用于与人脑抵接。(The invention discloses an electrode cap integrating current stimulation and electroencephalogram acquisition, which comprises: the electrode cap comprises an electrode cap body, a protection device and a plurality of electrical stimulation and brain electricity acquisition components; the electrode cap body is a hemispherical cap-shaped piece, and the protection device is arranged on the outer side of the bottom wall of the electrode cap body; the plurality of electrical stimulation and electroencephalogram acquisition components are uniformly distributed along the warp direction and the weft direction of the electrical stimulation and electroencephalogram acquisition components, each electrical stimulation and electroencephalogram acquisition component comprises an annular power connection component and a contact head component, and the annular power connection components are electrically connected through wires; the annular power connection assembly comprises an annular electroencephalogram acquisition socket and an electrical stimulation electrode probe; the contact assembly comprises a thread electrifying part and a contact which are electrically connected, the thread electrifying part is installed on the annular electroencephalogram acquisition socket through threads, the thread electrifying part is electrically connected with the annular electroencephalogram acquisition socket, the electrical stimulation electrode probe is inserted into the thread electrifying part, and the contact is used for being abutted to the brain of a person.)

一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域,尤其涉及一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽。

背景技术

经颅直流电刺激是一种非侵入式调节大脑皮层神经元活动的技术,其利用的直流强度较低且恒定(0.5~2mA),持续时间一般为5~30min。近年来,经颅直流电刺激以其成本低、便携性强、调控效果突出等特点,在神经科学和神经病理学等领域得到大量的研究和应用。介绍经颅直流刺激的生理效应和实施方式,并分别从学习和记忆、注意力、感知、情绪和决策等方面,论述经颅直流电刺激应用于大脑认知功能调控的研究现状和发展趋势。

近年来神经系统类疾病已经成为世界上死亡率、发病率、残疾率较高的疾病。在科学家们的研究中,许多神经系统疾病的患病率会随着年龄的增加而增加,特别是神经退行性疾病的患病率,例如帕金森(Parkinson’s Disease,PD)和痴呆。根据国家统计局2014年末中国大陆人口普查数据,60周岁及以上的人数为21242万,其中60周岁以上患PD的人数大约有一百万。

近年研究报道,非侵入性脑刺激对PD、脑卒中、神经性疼痛、失语症、抑郁症和认知功能障碍等神经精神类疾病的临床治疗具有巨大的潜在价值,如经颅直流电刺激(Transcranial Direct Current Stimulation,tDCS)和经颅磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation,TMS),但是相较于TMS,tDCS更是一种安全、经济、无侵害性、简便易行的技术,较TMS有廉价的设备支持及有效刺激参数,且目前尚未发现诱发癫痫发作的报道。近几年,tDCS通过结合功能磁共振成像、单光子发射层成像、脑电信号等现代医学信号分析和成像技术,人们可以在脑组织和神经生理学的层面分析tDCS的具体作用机制以及对神经精神类疾病的影响。

早期用于EEG测量的电极帽采用具有一定弹性的软编织帽。这种电极帽将电极固定在帽的软编织网上。电极是通过导电膏与被测者的头皮相接触。由于不同人的头部形状有一定的差异,导致电极帽上的电极与不同部位的头皮之间的松紧程度不同,使这种结构不能保证所有的电极都有效的与头皮接触,造成有的电极的测量电阻增大,测量产生的数据不准确。

发明内容

本发明提供了一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽,旨在解决上述问题。

根据本申请实施例提供的一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽,包括:电极帽本体、保护装置和多个电刺激及脑电采集组件;所述电极帽本体为半球形帽状件,所述保护装置设置在所述电极帽本体底壁外侧;多个所述电刺激及脑电采集组件包括沿着其经线方向和其纬线方向均匀排布,所述电刺激及脑电采集组件包括环形接电组件和接触头组件,所述环形接电组件均通过导线电连接;所述环形接电组件包括环形脑电采集插口和电刺激电极探头;所述接触头组件包括电连接的螺纹通电部和接触头,所述螺纹通电部通过螺纹安装于所述环形脑电采集插口且所述螺纹通电部与所述环形脑电采集插口电连接,所述电刺激电极探头插入到所述螺纹通电部,所述接触头用于与人脑抵接。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,所述接触头弹性连接于螺纹通电部。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,所述电刺激及脑电采集组件还包括信号处理装置,所述信号处理装置连接于所述环形脑电采集插口。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,所述电刺激及脑电采集组件的数量为16、32、64、128和256中的任一种。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,所述螺纹通电部为导电塑料。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,所述电极帽本体的半径为12cm,所述电极帽本体的厚度为1cm。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,所述电极帽本体的材质为轻质硬塑料。

在本发明的电流刺激及脑电采集一体的电极帽中,还包括尼龙带,所述尼龙带安装于所述电极帽本体开口的边缘。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:本申请设计了一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽,电流刺激的电极点和脑电采集的电极点共用一个部位,并且可以通过电刺激电极探头插入到螺纹通电部实现连接,电刺激电极探头拔出时,该位置的电极点就为断路状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例电极帽的结构示意图;

图2是本发明实施例电极帽的电刺激及脑电采集组件的部分结构示意图;

图3是本发明实施例电极帽的环形接电组件的结构示意图;

图4是本发明实施例电极帽的接触头组件部分的结构示意图。

标号说明:

10、电极帽本体;20、保护装置;30、电刺激及脑电采集组件;31、环形接电组件;311、环形脑电采集插口;312、电刺激电极探头;32、接触头组件;321、螺纹通电部;3211、滑动腔部;322、接触头;323、弹簧;33、信号处理装置;40、尼龙带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

请参照图1-图4所示,本发明公开了一种电流刺激及脑电采集一体的电极帽,包括电极帽本体10、保护装置20和电刺激及脑电采集组件30。电刺激及脑电采集组件30的数量为多个,电极帽本体10为半球形帽状件。保护装置20设置在电极帽本体10底壁的外侧。多个电刺激及脑电采集组件30沿着其经线方向和纬线方向均匀排布,电刺激及脑电采集组件30包括环形接电组件31和接触头组件32,环形接电组件31均通过导线相连接,环形接电组件31并且连接于保护装置20,通过保护装置20来对电刺激强度和刺激方式进行监测,防止电刺激强度过大和刺激方式不得当,对人体造成影响。环形接电组件31包括环形脑电采集插口311和电刺激电极探头312,接触头组件32包括电连接螺纹通电部321和接触头322。螺纹通电部321通过螺纹安装于环形脑电采集插口311内,并且螺纹通电部321与环形脑电采集插口311电连接。电刺激电极探头312插入到螺纹通电部321,使得环形接电插口与接触头322电连接。接触头322用于与人脑抵接,通过接触头322对人脑进行刺激,并且对人体脑电信号变化进行实时检测。电流刺激的电极点和脑电采集的电极点共用一个部位,并且可以通过电刺激电极探头312插入到螺纹通电部321实现连接,电刺激电极探头312拔出时,该位置的电极点就为断路状态;多个电刺激及脑电采集组件30包括沿着其经线方向和其纬线方向均匀排布,即多个电极点沿着其经线方向和其纬线方向均匀排布,当电极点位置不正确时,仅需要将不正确的电极点位置处的电刺激电极探头312拔出,将正确的电极点位置处的电刺激电极探头312插入即可,市场上的电极点为固定设置的,不方便用户使用。

脑电采集包含地电极、参考电极、记录电极三种。地电极和参考电极一般可同时连接在人体耳垂处,记录电极则连接到脑区即为环形接电组件31。电刺激电极包含正电极、负电极,正负电极可通过电路相互转换,这里用电极1、电极2来替代正负电极。电极1、电极2即为电刺激电极探头312,电刺激电极探头312通过螺纹通电部321连接至不同脑区的环形接电组件31。当脑电采集与电刺激同时开始工作时,脑电的记录电极和电刺激的电极2都通过接触头组件32与脑区相连。脑电采集与电刺激分属不同的电流环路,可以共用同一个接触头322进行工作。

在一个可选的实施例中,螺纹通电部321为导电塑料,导电塑料为市场上成熟的技术,在此不对其赘述。

在一个可选的实施例中,接触头322弹性连接于螺纹通电部321。具体地,螺纹通电部321靠近接触头322的一端设置有滑动腔部3211,接触头322通过一弹簧323连接于滑动腔部3211的底壁。人脑的形状也是有微小差别的,通过设置弹簧323使得接触头322可以与人脑充分接触,以使得脑电采集的数据更加准确。

在一个可选的实施例中,本申请还包括尼龙带40,尼龙带40设置在电极帽本体10的开口边缘,通过尼龙带40将电极帽本体10固定在人脑上。尼龙带40的数量可以设置为两个,两个尼龙带40设置在电极帽本体10开口的直径的两端。

在一个可选的实施例中,电刺激及脑电采集组件30还包括信号处理装置33,信号处理装置33连接于环形脑电采集插口311。由于电刺激与脑电采集的电极相互靠的比较近,因此设置信号处理装置33,对脑电信号采集的数据进行放大,以增加脑电信号采集数据的准确性。由于脑电信号为小信号,容易受到各种干扰,其从脑区到达信号处理电路的路径越长越容易受到干扰从而失真。故增加信号处理装置33。33内部为电压跟随电路具有电流放大作用,具备高输入阻抗的特性。对小信号进行电流放大后经导线再到信号处理电路。这样可增大脑电信号的抗干扰能力。

在一个可选的实施例中,电极帽本体10的半径为12cm,电极帽本体10的厚度为1cm。对成年人人群,可取半球形头盔的半径为12cm;然后根据典型的电极密度规范进行网孔设计,电极数为16、32、64、128和256,即电刺激及脑电采集组件30的数量为16、32、64、128和256中的任一种。对电极数为16时的情况,一般采用国际10-20电极规范进行设计,也可以采用近似的均匀分布。电极数量为96的情况为例来说明。首先在半球形头盔的截面半径为11cm、9cm、7cm、5cm、3cm的同心圆上,标出各点的球极坐标然后在半径为11cm、9cm、7cm的同心圆上按照每15度的间隔制作垂直于半球表面的孔,在半径为5cm、3cm的同心圆上按照每30度的间隔制作垂直表面的孔。这种电极位置的设计方法符合脑电的空间分辨率为1~3cm的要求。再根据治疗的要求进行电流刺激电极的分布固定,确定好每个电极的极坐标同时独处每个电极的半径。有了球坐标就可以通过简单的计算得出每个电极的直角坐标(x,y,z),那么就可以通过这些直角坐标利用插值的方法在计算机上绘出被测者的真实头模型。需要说明的是,探针可以根据使用者的要求在头盔上安装,数量小于等于97;这样,就可以制作出适用于中国成年人使用的脑电采集系统电极帽。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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