一种脑电信号传感器

文档序号:368301 发布日期:2021-12-10 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种脑电信号传感器 (Electroencephalogram signal sensor ) 是由 孙洁 于 2020-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种脑电信号传感器,属于传感器领域。本发明提供的脑电信号传感器包括:底座;电极支架,竖直地设置在底座上;信号电极,套设在电极支架上;弹性套筒,套设在信号电极外侧;电极导线,与信号电极电性连接;以及管线套,固定设置在底座的侧边缘处,其中,底座具有一个从信号电极处延伸至管线套处的导线腔,电极导线穿设在导线腔内并从管线套内穿出与脑电信号接收装置或电刺激信号生成装置电性连接。本发明提供的脑电信号传感器有效地增加了脑电信号传感器与使用者皮肤的接触面积,这不仅使得脑电信号传感器与使用者直接的摩擦力增强,不易脱落,还使得脑电信号传感器的密封性更好,导电介质不会外漏。(The invention provides an electroencephalogram signal sensor, and belongs to the field of sensors. The electroencephalogram signal sensor provided by the invention comprises: a base; the electrode bracket is vertically arranged on the base; the signal electrode is sleeved on the electrode bracket; the elastic sleeve is sleeved outside the signal electrode; the electrode lead is electrically connected with the signal electrode; and the pipeline sleeve is fixedly arranged at the side edge of the base, wherein the base is provided with a lead cavity extending from the signal electrode to the pipeline sleeve, and the electrode lead penetrates through the lead cavity and penetrates out of the pipeline sleeve to be electrically connected with the electroencephalogram signal receiving device or the electrical stimulation signal generating device. The electroencephalogram signal sensor provided by the invention effectively increases the contact area between the electroencephalogram signal sensor and the skin of a user, so that the direct friction force between the electroencephalogram signal sensor and the user is enhanced, the electroencephalogram signal sensor is not easy to fall off, the sealing performance of the electroencephalogram signal sensor is better, and a conductive medium cannot leak outwards.)

一种脑电信号传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域,具体涉及一种脑电信号传感器。

背景技术

脑电图(EEG)是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。脑电信号中包含了大量的生理与疾病信息,在临床医学方面,脑电信号不仅可为某些脑疾病提供诊断依据,而且最新出现脑电电刺激技术还为某些脑疾病提供了有效的治疗手段。

除了一些对信噪比要求不高的场合,脑电信号传感器都需要使用液体电解质或者脑电膏作为电导介质,由于液体电解质容易挥发,现有的传感器都没有办法很好地将电导介质密封在传感器内部,这会导致电导介质迅速流失,很难保证长时间使用下的信号质量。所以市面上绝大多数的脑电电极仅支持使用脑电膏一种工作模式,并不能同时支持液体电解质。现有的使用脑电膏的脑电电极也不具备密封结构,工作方式是在传感器上直接敷上导电膏接触头皮,容易在挤压过程中出现向周围溢出的现象,与其他电极产生桥联。电极本身硬度高,直接接触头皮佩戴舒适度差。

随着技术的发展,目前最新的技术使得脑电信号传感器除了可以用来检测使用者的脑电信号,还可以用来对使用者进行电刺激治疗。电刺激兼容对脑电信号传感器的要求较高,为了保证刺激精度,在一些指标如直流交流阻抗,直流失调电位电流的要求较一些普通脑电应用场合更高,市面上很多脑电信号传感器不能用来同时做电刺激。如果使用液体电解质作为导电介质,长时间的液体电解质浸泡会导致电极腐蚀,而电流的施加则会加速腐蚀使得传感器失去作用,这就对传感器本身材质使用和结构密封设计提出了很高的要求。目前的脑电信号传感器使用的材质种类很多,信号质量相差比较大,绝大部分只支持脑电膏,不能同时支持液体电解质。目前市面上没有脑电信号传感器能够做到同时做到高信号质量,兼容液体电解质和脑电膏,抗腐蚀,兼容电刺激。

现有的传感器电极与导线通常是异质焊接,这在电刺激治疗的过程中会在传感器电极与导线之间形成极化电位,不仅会影响电刺激的效果,还会使传感器加速腐蚀导致失效。

现有技术中,较好的电极主要有镀Ag/AgCl电极以及粉末压铸的Ag/AgCl电极,其中,粉末压铸的Ag/AgCl电极使用效果更好,但是成型困难,很难像金属或塑料材质一样做成各种特定形状,在使用液体电解质时难以加大海绵与电极的接触面积,也很难实现海绵固定,从而导致难以装配牢固。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种信号稳定清晰、兼容液体电解质和导电膏且切换简便、密封效果好导电介质不溢出,不损失、兼容电刺激、抗腐蚀的脑电信号传感器,

本发明提供了一种脑电信号传感器,具有这样的特征,用于设置在使用者头部采集使用者发出的脑电信号并将脑电信号传输至脑电信号接收装置或用于传输电刺激信号生成装置生成的电刺激信号对使用者头部进行电刺激,包括:底座;电极支架,竖直地设置在底座上;信号电极,套设在电极支架上;弹性套筒,套设在信号电极外侧;电极导线,与信号电极电性连接;以及管线套,固定设置在底座的侧边缘处,其中,底座具有一个从信号电极处延伸至管线套处的导线腔,电极导线穿设在导线腔内并从管线套内穿出与脑电信号接收装置或电刺激信号生成装置电性连接。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,弹性套筒包括:底盘部,设置在底座上方,底盘部中部具有贯穿孔;竖直部,竖直地设置在底盘部上方;以及外延部,一端与竖直部的顶端连接,另一端向远离竖直部几何中心的方向延伸从而使外延部的内表面与竖直部的内表面形成的夹角为钝角。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,管线套包括:尾段,嵌设在底座导线腔中;中间段,一端与尾段连接,其外径沿远离尾段的方向渐缩;以及头段,与中间段的另一端连接。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,尾段呈长方体,卡设在底座导线腔中。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,中间段包括:中间段主体,一端与尾段连接,另一端与头段连接;多根加强筋,周向分布在中间段主体的外表面上;多个加强块,轴向分布在中间段主体的外表面上,相邻的两个加强块与位于相邻的两个加强块之间的加强筋构成一个中间段凹槽,每个中间段凹槽内开设有一个内凹槽。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,头段呈四棱台状,其底面表面积较大的一端与中间段连接。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征,还包括:海绵套筒,套设在信号电极外侧并位于弹性套筒的内侧;固定套筒,套设在电极支架顶端,固定套筒外表面具有多个凸刺,凸刺的一部分刺入海绵套筒的内表面。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,凸刺的数量为四个,周向均匀地分布在固定套筒外表面。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,底座表面开设有一个用于容纳信号电极的底座凹槽。

在本发明提供的脑电信号传感器中,还可以具有这样的特征:其中,信号电极为粉末银/氯化银电极。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的脑电信号传感器,因为其电极导线从底座的侧面穿出,且使用了管线套,因此在使用的过程中不会弯折,能够有效地延长电极导线的使用寿命。

根据本发明所涉及的脑电信号传感器,因为电极与电极导线为焊接,并且焊接部分位于底座导线腔内,并且由于管线套的使用,可以将焊接部分密封在底座导线腔内,且保护焊接部分不受力,不易断开。

根据本发明所涉及的脑电信号传感器,因为设置有套设在信号电极外侧的弹性套筒,所以,本发明提供的脑电信号传感器有效地增加了脑电信号传感器与使用者皮肤的接触面积,这不仅使得脑电信号传感器与使用者直接的摩擦力增强,不易脱落,还使得脑电信号传感器的密封性更好,导电介质不会外溢,损失。

附图说明

图1是本发明的实施例1中脑电信号传感器的立体示意图;

图2是本发明的实施例1中脑电信号传感器的俯视图;

图3是本发明图2中脑电信号传感器A-A方向的剖视图;

图4是本发明的实施例1中信号电极的结构示意图;

图5本发明的实施例1中弹性套筒的结构示意图;

图6是本发明的实施例1中管线套的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

<实施例1>

图1是本发明的实施例1中脑电信号传感器的立体示意图。图2是本发明的实施例1中脑电信号传感器的俯视图。图3是本发明的实施例1中脑电信号传感器的剖视图。

如图1-3所示,一种脑电信号传感器100,包括:底座11、电极支架12、信号电极13、弹性套筒14、电极导线(图中未示出)、管线套15、海绵套筒16以及固定套筒17。

底座11呈圆盘状,底座11的其中一个表面中央位置开设有一个圆环形凹槽,该圆环形凹槽处具有一个开口。底座11的侧面也具有一个开口。底座11侧面的开口与圆环形凹槽处的开口互相连通,从而在底座11内部形成一个用于穿设电极导线的导线腔。

电极支架12设置在底座11的圆环形凹槽的中央位置,与底座11垂直设置。在本实施例中,电极支架12与底座11为一体成型。

图4是本发明的实施例1中信号电极的结构示意图。

如图4所示,信号电极13包括电极本体131以及传导银丝132。

电极本体131呈圆筒状,套设在电极支架12上,电极本体131的底部嵌设在底座11表面的圆环形凹槽中。在本实施例中,电极本体131的高度为5mm,外径为5mm,内径为3mm,为粉末银/AgCl电极。

传导银丝132一端固定在电极本体131内,另一端穿设在导线腔内与电极导线绑接。

图5本发明的实施例1中弹性套筒的结构示意图。

如图5所示,弹性套筒14包括:底盘部141、竖直部142以及外延部143。

底盘部141套设在信号电极13外部,其中部具有一个供电极本体131穿过的贯穿孔。竖直部142与底盘部141垂直设置。外延部143一端与竖直部142的顶端连接,另一端向远离竖直部142几何中心的方向延伸,从而使外延部143的内表面与竖直部142的内表面形成的夹角为钝角。外延部143顶端处的内表面向外侧翻转,从而形成一个弧形面。在本实施例中,弹性套筒14为TPE材质。

海绵套筒16套设在信号电极13外部并且位于弹性套筒14内。海绵套筒16的底部设置在弹性套筒14的底盘部141上方。在本实施例中,海绵套筒16为PVA海绵材质。

固定套筒17呈圆环状,套设在电极支架12的顶端。固定套筒17周向均匀分布有四个凸刺。每个凸刺的前端的一部分都刺入海绵套筒16的内表面中,从而固定海绵套筒防止其脱落。在别的实施例中,可以根据实际需求,设置其他数量的凸刺。

电极导线一端与传导银丝132绑接,并从导线腔以及管线套15中穿出,与脑电信号接收装置或电刺激信号生成装置电性连接。在本实施例中,电极导线包括镀银铜导线以及用于包裹在镀银铜导线的PVC导线外壳。

图6是本发明的实施例1中管线套的结构示意图。

如图6所示,管线套15设置在底座11管线腔侧面开口处,包括:尾段151、中间段152以及头段153。

尾段151呈长方体卡设在导线腔中。尾段151的大小稍大于导线腔内部空间的大小,从而使尾段151不能轻易地被从导线腔中拉出。在别的实施例中,尾段151的形状限制为长方体,也可以根据实际需求选择别的形状,如球形或半球形等。

中间段152包括中间段主体152a、四根加强筋152b以及三个加强块152c。

中间段主体152a呈圆筒状,一端与尾段151连接,另一端与头段153连接。

四根加强筋152b周向均匀地竖直地设置在中间段主体152a外表面上。每根加强筋152b沿中间段主体152a的长度方向延伸,每根加强筋152b相对于中间段主体152a的高度沿尾段151到头段153的方向逐渐降低。每根加强筋152b与相邻的加强筋152b以及中间段主体152a外表面之间形成一个直角沟槽,共形成了四个直角沟槽。

三个加强块152c轴向竖直地设置在中间段主体152a外表面上。每个加强块152c包括四个弧形块,四个弧形块分别设置在四个直角沟槽内。每个弧形块的高度与所在位置处的加强筋152b的高度相同。在本实施例中,由于其中一个加强块152c设置在直角沟槽的最靠近尾段151的一端,所以三个加强块152c将每个直角沟槽分割成三个直角沟槽段。每个直角沟槽较靠近尾段151的两个直角沟槽段中的中间位置开设有一个L形内凹槽,该内凹槽开口方向与该内凹槽所在的直角凹槽的开口方向相同。在别的实施例中,加强块的形状和数量可以根据实际需求选择设置。

头段153呈四棱台状,其底面表面积较大的一端与中间段152连接。在别的实施例中,头段153的设置并不是必须的,可以根据实际需要,不设置头段。

本实施例提供的脑电信号传感器100的使用方法包括如下步骤:

S1,向海绵套筒16内灌注饱和食盐水,海绵套筒16吸水膨胀,充满海绵套筒16与信号电极13外表面以及与弹性套筒14内表面之间的空间;

S2,将脑电信号传感器100翻转使弹性套筒14的外延部143中向外翻转的表面贴合在使用者的头部;

S3,将电极导线与脑电信号接收装置或电刺激信号生成装置电性连接,即可使用。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为设置有套设在信号电极外侧的弹性套筒,并且该弹性套筒顶端处的内表面向外翻转,所以,本实施例提供的脑电信号传感器有效地增加了脑电信号传感器与使用者皮肤的接触面积,这不仅使得脑电信号传感器与使用者直接的摩擦力增强,不易脱落,还使得脑电信号传感器的密封性更好,食盐水不会外漏和挥发。

根据本发明所涉及的脑电信号传感器,由于底座及凹槽,弹性套筒,电极支架,固定套筒及凸刺的使用,加大了粉末压铸银/氯化银和海绵接触面积,有效规避了粉末压铸银/氯化银只能加工成简单形状的缺点,并且能够牢固固定海绵,装配方便快捷。

根据本发明所涉及的脑电信号传感器,由于固定套筒的使用,可以快速的在使用液体电解质和脑电膏之间进行切换。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为其电极导线从底座的侧面穿出,因此在使用的过程中不需要弯折,能够有效地延长电极导线的使用寿命。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为具有设置在底座侧边缘处的管线套,并且管线套具有四根加强筋以及三个加强块,因此管线套在节省了大量的材料的情况下依然保持高强度,不仅能够很好地保护从底座延伸出来的电极导线,也能够有效延长电极导线的使用寿命。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为其海绵套筒直接套设在信号电极外部,因此大大增加了海绵套筒与信号电极的接触面积,海绵套筒与信号电极的接触面积与传统的脑电信号传感器相比增加了一倍,从而使得脑电信号的传输更为稳定清晰。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为信号电极具有粉末银/氯化银材质的电极本体以及传导银丝,因此电极本体与传导银丝为相同的材质制成,因此在进行电刺激的过程中不会产生极化电位,有效延长了信号电极的使用寿命。而传统的脑电信号电极为镀银/氯化银电极,导线为镀锡铜导线,镀银/氯化银电极与镀锡铜导线之间焊接。本实施例的信号电极与同等尺寸的信号电极相比,直流阻抗从2欧姆下降到了0.1欧姆以下,直流偏置电压从5mV-100mV下降到了200μV以下。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为使用的弹性套筒的材质为TPE,材质柔软,所以使用者在使用的过程中佩戴起来十分舒适。

<实施例2>

一种脑电信号传感器,包括:底座、电极支架、信号电极、弹性套筒、电极导线以及管线套。

本实施例提供的脑电信号传感器结构与实施例1提供的脑电信号传感器100基本相同,区别仅在于没有海绵套筒以及固定套筒,因此不在赘述。

本实施例提供的脑电信号传感器的使用方法包括如下步骤:

S1,向弹性套筒与信号电极之间填充导电膏;

S2,将脑电信号传感器翻转使弹性套筒的外延部中向外翻转的表面贴合在使用者的头部;

S3,将电极导线与脑电信号接收装置或电刺激信号生成装置电性连接,即可使用。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为设置有套设在信号电极外侧的弹性套筒,并且该弹性套筒顶端处的内表面向外翻转,所以,本实施例提供的脑电信号传感器有效地增加了脑电信号传感器与使用者皮肤的接触面积,这不仅使得脑电信号传感器与使用者直接的摩擦力增强,不易脱落,还使得脑电信号传感器的密封性更好,导电膏不会溢出。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为其电极导线从底座的侧面穿出,因此在使用的过程中不需要弯折,能够有效地延长电极导线的使用寿命。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为具有设置在底座侧边缘处的管线套,并且管线套具有四根加强筋以及三个加强块,因此管线套在节省了大量的材料的情况下依然保持高强度,不仅能够很好地保护从底座延伸出来的电极导线,也能有有效延长电极导线的使用寿命。

根据本实施例所涉及的脑电信号传感器,因为信号电极具有粉末银/氯化银材质的电极本体以及传导银丝,因此电极本体与传导银丝为相同的材质制成,因此在进行电刺激的过程中不会产生极化电位,有效延长了信号电极的使用寿命。

上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围。

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