CN102512163A - 一种脑电图电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脑电图电极，包括电极片、纱布、O型密封圈、贮液槽通道、棉花、贮液槽、贮液槽盖、电极壳体、纯银接头、银丝导线、引线通道、固定架和定位板，电极片嵌入电极壳体底部，并通过银丝导线经引线通道与纯银接头焊接，设有贮液槽通道的贮液槽装入电极壳体内，电极壳体底部设有凹槽与O型密封圈相适，棉花置于贮液槽内，并通过贮液槽通道延伸至电极片表面，纱布覆盖在电极片表面的棉花上，电极壳体与固定架和定位板连接。本发明结构设计合理，电极阻抗低且稳定，基线漂移减小，电极表面与皮肤的阻抗稳定，噪声低，测试过程无需补充导电液，省时省力，加快检测速度，效果好。加盖密封，防止长时间放置导电液的挥发。

Description

一种脑电图电极

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种脑电图电极。

背景技术

脑电图是在特定的位置，通过头皮表面放置的电极采集到的大脑细胞的电活动。生物电是在生命活动过程中，在生物体内产生的各种电位或电流。但生物体是离子导体，要测量离子导体的生物电信号就必须使用一对电极把离子导体的信号转换成电子导体的信号，才能传输到测量仪器的输入端，进行放大记录。如何提高脑电信号（EEG）的稳定性，减少仪器的伪差是准确反映病人颅内器质性病变的有效手段之一。

现有的脑电图电极主要由电极片、纱布和支架组成，但存在以下问题和不足：

1、电极的材料由铜镀银制成的，一般干燥的电极刚接触导电液立即使用，在记录EEG时易使波形失真，基线漂移，记录的图形质量差，在实际应用时通常需要等待15分钟左右才能使电极稳定。为此，一般会把使用后的电极整个浸入盐水中，为下一次使用做准备。浸泡在氯化纳溶液中的电极，如果电极的外接头不是与电极用同类金属制成，容易被置换反应导致腐蚀，因此使用寿命较短。

2、脑电测量时间较长，大约20-30分钟，由于人体体温的影响，导电液因挥发而干燥，使电极与头皮接触不良，记录基线产生漂移。有时为使测量准确，必需中途添加导电液，延长病患的测试时间，影响脑电图质量。

3、电极为平面，纱布作为表面的吸水层，当测量脑电图时电极表面会受到挤压，导电液被挤出，使用时易造成电极表面的导电液不足，致使产生基线漂移，波形失真，噪声也会随之产生。

4、对于铜镀银脑电图电极由于电极长时间浸在NaCl溶液中电极会腐蚀，使用者每日用完电极后，都要将其洗净、晾干，第二天再重新浸泡，使用不方便。

5、Ag-AgCl电极的电解质离子必须使用含有Clˉ的盐溶液。人体体液中主要含有NaCl和KCl两种含氯的盐溶液，但从导电性来看KCl优于NaCl，而目前普遍使用的导电液都是NaCl溶液。

如何设计一种脑电图电极，电极电位稳定、图形清晰、基线平稳、抗干扰能力强，耐腐蚀、使用寿命长、应用便捷，这是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的问题和不足，提供一种脑电图电极，其结构新颖，使用性能上较目前国内外使用的脑电图电极有较大的提高，测量精度高，阻抗更低且平稳，使用便捷。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种脑电图电极（H14），主要包括：电极片、纱布、O形密封圈、棉花、贮液槽通道、贮液槽、贮液槽盖、电极壳体、纯银接头、银丝导线、引线通道、固定架与定位板，电极片嵌入电极壳体底部，电极片与银丝导线的一端固接，电极片通过银丝导线经引线通道与纯银接头焊接，贮液槽内设有贮液槽通道，贮液槽位于电极片上方，并装入电极壳体内，贮液槽盖与贮液槽相适，电极壳体底部设有凹槽与放置的O形密封圈相适，棉花置于贮液槽内，并通过贮液槽通道延伸至电极片表面，纱布覆盖在电极片表面的棉花上，电极壳体与固定架固接,固定架与定位板通过螺帽连接。

采用Ag-AgCl复合材料作为电极片的基材，电极片为凹槽杯形。

导电液选用NaCl、KCl溶液或复配导电液（KCl溶液+无毒洗洁精）。

本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果：

（1）本发明脑电图电极上设置导电液贮液槽，结构新颖，电极阻抗稳定。测量时电极电位稳定，基线漂移减小，电极表面与皮肤的阻抗稳定，噪声低。同时无需在测试过程中补充导电液，临床应用表明，使用时一个H14可以连续检查4—5个病人，而不需要盐水浸泡，节省了人力，加快了检测速度，省时省力，效果好。

（2）本发明脑电图电极采用Ag-AgCl复合材料作为电极片的基材，电极片采用凹槽杯形设计，在用导电液测量脑电图时，阻抗更低，可使脑电图记录图形质量较大提高。

（3）本发明脑电图电极还设计了脑电图电极放置槽和密封盒。每次做完脑电图测试后，取下测试电极放入电极放置槽中，恰好能使电极的纱布棉花及导电液贮槽均吸满导电液，使电极电位处于最稳定的状态，测量时脑电图失真干扰少，这样取出的电极即可测试。如果长时间不用，为防止导电液干燥，将电极放置槽加盖密封，防止导电液的挥发。

（4）用复配的导电液测量脑电图，阻抗更低，可使脑电图记录图形质量较大提高。

附图说明

图1为本发明脑电图电极结构示意主视图。

图2为本发明脑电图电极主要部件结构示意图。

图3为本发明脑电图电极的电极放置槽示意图。

图4为本发明脑电图电极的密封盒示意图。

图5为进口电极用复配导电液和H14电极用复配导电液均去脂时不同时间点的阻抗变化，其中1表示进口电极用复配导电液组阻抗，3表示H14电极用复配导电液组阻抗。

图6为H14电极用2%NaCl溶液和进口电极用2%NaCl溶液均去脂不同时间点的阻抗变化，其中2表示进口电极用2%NaCl溶液组阻抗，4表示H14电极用2%NaCl溶液组阻抗。

图7为本发明脑电图波形图。

图8为皮肤阻抗实验。

图9为表面活性剂对皮肤电阻抗的影响实验。

具体实施方式

本发明结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1

参照图1-2，一种脑电图电极，主要包括电极片1、纱布2、O形密封圈3、贮液槽通道4、棉花5、贮液槽6、贮液槽盖7、电极壳体8、纯银接头9、银丝导线10、引线通道11、固定架12与定位板13，电极片1嵌入电极壳体8底部，电极片1与银丝导线10的一端固接，即在制作电极片1时，即将银丝导线10的一端埋入，一起压制并烧结，电极片1通过银丝导线10经引线通道11与纯银接头9焊接，贮液槽6内设有贮液槽通道4，贮液槽6位于电极片1上方，并装入电极壳体8内，贮液槽盖7与贮液槽6相适，距离电极壳体8底部5mm处设有凹槽与放置的O形密封圈3相适，通过O形密封圈3固定棉花5及纱布2，棉花5置于贮液槽6内，并通过贮液槽通道4延伸至电极片1表面，纱布2覆盖在电极片1表面的棉花5上，电极壳体8与固定架12固定, 固定架12与定位板13通过螺帽连接。采用Ag-AgCl复合材料作为电极片的基材，电极片1设计为凹槽杯形。

本发明电极片1设计为凹槽杯形。进口的脑电图电极片为平面，纱布作为表面的吸水层，当测量脑电图时电极表面会受到挤压，导电液被挤出，使用时易造成电极表面的导电液不足，致使产生基线漂移，波形失真，噪声也会随之产生。将电极片改为凹槽杯形后，当电极移动时，电极与导电液界面的双电层不会产生扰动。

导电液选用NaCl或KCl溶液或复配导电液（KCl溶液+无毒洗洁精），复配导电液由质量比为1%的KCl溶液+1-2%的无毒洗洁精，用水配置100%。

实施例2

参见图3-4，平时不用时，将实施例1的单个脑电图电极排列放置于电极放置槽14内，使电极内的纱布、棉花及贮液槽均吸满导电液，电极电位处于最稳定的状态，测量时脑电图的失真干扰少，需要使用时，取出电极即可测试。如果长时间不用，为防止导电液干燥，将电极放置槽14放入密封盒15，加盖16密封，以防止导电液的挥发。测试时，通过定位板13将电极置于人体头皮。

实施例3

1.采用本发明的脑电图电极（简称H14电极）与美国美敦力（Medtronic），Ref.9013E1321脑电图电极(简称进口电极)进行对比研究，选取12位健康受试者，根据性别、年龄等随机分为2组，每组6人。分别进入H14电极组与进口Medtronic电极组。分别用该组电极用两种导电液（2%Nacl溶液或复配导电液）进行脑电图检查，共获脑电图24幅，进行下列对比分析。2组人群一般情况如表1。所有统计采用SPSS 16.0进行分析。患者一般情况中,性别比较选用卡方检验，两组年龄比较选用独立样本t检验，两组阻抗数据比较采用重复检测均数检验，以p＜0.05有统计学差异。

表1  不同电极组受试者一般情况

两组性别、年龄统计无明显差异（p＞0.05）

2.结果

(１)H14电极用复配导电液和进口电极用复配导电液阻抗变化参见图5。进口电极用复配导电液（KCl溶液+无毒洗洁精）和H14电极用复配导电液（KCl溶液+无毒洗洁精）均去脂时，两组内不同时间点的阻抗值有统计学差异（F=138.050，p =0.000）；同时两组阻抗变化趋势也不同（F =17.355，p =0.000），即随着时间延长，H14电极用复配导电液组随着时间延长，阻抗更稳定，而进口电极用复配导电液组随着时间延长，其阻抗明显升高。两组间不同时间点阻抗有差异（F=138.050，p =0.000），同时两组阻抗随时间变化趋势不同（F=17.355，p =0.000）。

（2）H14电极用2%NaCl溶液和进口电极用2%NaCl溶液阻抗变化参见图6。进口电极用2%NaCl溶液和H14电极用2%NaCl溶液均去脂时，两组内不同时间点的阻抗值有统计学差异（F =82.479，p =0.000），即在不同时间点，在2%NaCl溶液中，H14电极较进口电极阻抗更低。但两组阻抗变化趋势相同（F=0.251，p =0.617），即随着时间延长，H14电极和进口电极在2%NaCl溶液中阻抗随着时间延长都升高。H14电极用2%NaCl溶液和进口电极用2%NaCl溶液不同时间点的阻抗变化。两组不同时间点阻抗有差异（F=82.479，p =0.000），两组阻抗随时间变化趋势相同（F=0.251，p =0.617）。

（3）结论：H14脑电图电极临床使用重点观察12例健康人，随机分为2组（24组数据），分别检测对比美国美敦力(Medtronic)，Ref.9013E1321脑电图电极用复配导电液、2%NaCl溶液和H14脑电图电极用复配导电液、2%NaCl溶液中阻抗情况。通过比较发现，H14脑电图电极组随着不同时间点阻抗变化明显小于对照美国美敦力(Medtronic)，Ref.9013E1321脑电图电极组阻抗（H14脑电图波形图参见图7）。可以认为H14脑电图电极各方面性能均明显超过现有的水平；与进口脑电图电极美国美敦力(Medtronic)，Ref.9013E1321比较，由于H14脑电图电极设计的结构上装有贮液槽，配合使用复配导电液，使测试过程中电极电位更稳定，图形清晰，抗干扰能力强，分辨率更高，基线平稳，漂移小。

实施例4

为了降低成本，便于推广启用，本研究选取无毒洗洁精作为表面活性剂进行了皮肤阻抗实验。

测量时，把两对电极夹在相距10cm的前臂上，测定皮肤阻抗（参见图8）。其中（A，A’）电极为1%KCl+1%无毒洗洁精作导电液，（B，B’）电极用1%KCl做导电液，共测试6人。用DDS—11A型电导率仪测阻抗率，再换算成阻抗。实验结果见图9。

                         表2  表面活性剂电阻抗比较

              * p<0.05，有统计学差异

由图9、表2数据分析可知，经过临床测试添加无毒洗洁精的导电液比不加无毒洗洁精的1%KCl导电液皮肤阻抗降低约50%以上。复配导电液可选用含质量比为1%KCl+1%无毒洗洁精溶液，用水配置100%。

Claims (4)

1.一种脑电图电极，主要包括电极片（1）、纱布（2）、O形密封圈（3）、贮液槽通道（4）、棉花（5）、贮液槽（6）、贮液槽盖（7）、电极壳体（8）、纯银接头（9）、银丝导线（10）、引线通道（11）、固定架（12）和定位板（13），电极片（1）嵌入电极壳体（8）底部，电极片(1)与银丝导线(10)的一端固接，电极片(1)通过银丝导线(10)经引线通道(11)与纯银接头(9)焊接，贮液槽(6)内设有贮液槽通道(4)，贮液槽(6)位于电极片(1)上方，并装入电极壳体(8)内，贮液槽盖(7)与贮液槽(6)相适，距离电极壳体(8)底部设有凹槽与放置的O形密封圈(3)相适，通过O形密封圈（3）固定棉花（5）及纱布（2），棉花（5）置于贮液槽（6）内，并通过贮液槽通道（4）延伸至电极片（1）表面，纱布（2）覆盖在电极片（1）表面的棉花（5）上，电极壳体（8）与固定架（12）固定, 固定架（12）与定位板（13）通过螺帽连接，电极片（1）为凹槽杯形。

2.根据权利要求1所述的一种脑电图电极，其特征在于，平时不用时，将单个脑电图电极排列放置于电极放置槽（14）内，将电极放置槽（14）放入密封盒（15），加盖（16）密封。

3.根据权利要求1所述的一种脑电图电极，其特征在于，电极片（1）的基材选用Ag-AgCl复合材料。

4.根据权利要求1所述的一种脑电图电极，其特征在于，导电液选用NaCL、KCl溶液或复配导电液，其中复配导电液是质量比为1%的KCl溶液和1-2%的无毒洗洁精，用水配置100%。

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