CN102961128B - 一种医用体表电极 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用体表电极，所述电极包括电极接触头300，电极负压孔304、电极接触面301;电极接触头300的一侧外表面是电极接触面301，电极负压孔304分布在电极接触面301上,电极负压孔304穿过电极接触头300到另一侧表面或电极接触头300中的电极头负压腔308联通电极负压孔304到另一侧表面，电极接触面301中的负压接触面较小，由于电极负压孔304分散在电极接触面301中，采用这种电极检测时，相对现有电极，同样的电极接触面，<b>电势检测面缩小，有利于精确定位和降低测量误差和伪影。</b>

Description

一种医用体表电极

技术领域

本发明涉及一种医用体表电极，具体地讲涉及一种采用负压吸附被测组织皮肤与电极接触面接触的电极，更具体地讲涉及一种负压孔分散分布在电极接触面中，电极接触面中的负压接触面较小的体表电极。

背景技术：

在一些电极数据较多，定位精度要求较高以及检测特定微小区域体表电势的应用中，比如在EIT和EIS成像设备中，为了保证成像的精度，就需要大量的电极，且对电极的测量精度要求很高。

电极放到皮肤上测定体表电势时，若皮肤受到压力、被拉伸发生明显形变，就会改变电极皮肤接触面的电荷分布，导致检测的体表电势改变，使测量受到严重干扰，加大了测量误差和伪影。

在生物体表电势检测过程中经常需要将体表电极固定到检测部位，常用的固定方式包括两种，一种是采用粘合剂将电极粘连在待测位置，另外一种是利用负压将电极吸附在检测位置。前一种类型电极不适合重复使用，而后一种类型电极虽然适合重复使用，但这种负压吸球电极的电极接触头300采用碗状结构，即电极接触头300为吸碗状，吸碗内是电极头负压腔308，电极的负压孔304开口在电极头负压腔308的顶部，并通过电极负压管303与吸球306联通，电极头负压腔308的低面是负压接触面307，电极皮肤接触面包括电极接触面301和负压接触面307，电极接触面301是电极的碗状边缘，呈圆环状，圆环中间部分即吸碗的中空部分即电极头负压腔308所对应的平面为负压接触面307，使用这种吸球电极检测时，电极电势检测面包括了整个吸碗边缘内的全部区域，即电极皮肤接触面对所应的区域，虽然负压孔304的横截面很小，但电极的吸附效果受到吸碗尺寸的限制，不得不靠扩大吸碗的直径提高吸附效果，为了达到好的吸附效果，吸球电极的吸碗即负压接触面307大于电极接触面304，因负压接触面307位于电极接触面301中央，尽管电极接触面301小于中间的负压接触面307，但因负压接触面307位于电极接触面301的中央，明显增大了电势检测面，因此吸球电极检测到的信号是吸碗边缘与皮肤接触形成的圆环区域内的平均体表电势信号，这种吸球电极不利于对检测部位的精确定位,

上述碗状电极使用时,因为负压接触面集中分布在电极接触面中，电极接触面附近的皮肤必须发生明显形变才能使皮肤与电极接触面紧密接触，而使负压接触面所在空腔得到密封形成负压而吸附皮肤，这种电极安放到皮肤上测定体表电势时，负压接触面较大，导致较大范围内的皮肤组织受到拉伸而发生形变，因大范围拉伸造成的皮肤形变引起的体表电势改变增大了对测量的干扰；电极接触面须承受较大的压强才能形成密封，与电极接触面接触的皮肤所受的压力较大，皮肤因受压面引起的压力形变对测量的干扰也就大，同时，电极皮肤接触面受吸碗边缘所在面积的影响而不易精确定位。

上述碗状电极靠电极接触面与被测组强织的皮肤的紧密接触形成密封，而园环状的接触面只要有一处接触不好就漏气，就会使负压接触面中的负压消失。

技术方案

电极采用负压方式安放到皮肤上测定体表电势时，为了降低被测信号受到的干扰和方便精确定位，本发明提供了一种医用体表电极，负压孔分布在电极接触面上，使负压接触面间杂在电极接触面中，使电势检测面变小，降低电势检测面的皮肤的拉伸形变和压力形变，有利于精确定位和降低测量误差和伪影。

一种医用体表电极，包括电极接触头，电极负压孔、电极接触面;电极接触头的一侧表面是电极接触面，电极负压孔分布在电极接触面上并穿过电极接触头到另一侧表面。

上述的一种医用体表电极，包括电极头负压腔，电极头负压腔在电极接触头内，电极头负压腔联通电极负压孔到电极接触头的另一侧表面。

上述的一种医用体表电极，包括电极负压管，电极负压管固定在电极接触头的另一侧表面上，与电极负压孔联通。

上述的一种医用体表电极，包括电极负压管，电极负压管固定在电极接触头的另一侧表面上，与电极头负压腔联通。

上述的一种医用体表电极，包括电极引线接头，所述电极接触头除电极接触面外的某一部位与电极引线接头固定连结。

上述的一种医用体表电极，还包括电极附板，附板接触面;电极接触头固定在电极附板上，附板接触面是电极附板的一个面，位于电极接触面外围。

上述的一种医用体表电极，所述电极还包括附板负压孔；附板负压孔分布在附板接触面上,附板负压孔穿过电极附板。

上述的一种医用体表电极，所述电极附板为绝缘材料。

上述的一种医用体表电极，所述电极接触面为一个向外凸出的球面。

上述的一种医用体表电极所述电极还包括附板负压管；附板负压管固定在电极附板的另一面并与附板负压孔联通。

所述电极接触面是指电极/电解液接界面上电极的导电表面；或指具有导电特性，与人体接触能进行信号提取的接触部分;所述电势检测面是指电极所检测的电势区域.所述电极皮肤接触面包括电极接触面和负压接触面。

有益效果：本发明的电极通过所述电极头与负压装置配合，可以实现重复使用，由于电极吸附强度只与负压装置产生的负压相关，面电极负压孔直接分布在电极接触面中，而不再通过吸碗放大，负压接触面就是各个负压孔在电极接触面上开口占用的面积之和，电极接触面就可做成比圆环状小得多的连续接触面，因为负压孔只是供空气进出的小通孔，只有负压孔在电极接触面上的横截面是负压接触面，不会使电势检测面明显大于电极接触面，电极所检测的信号区域变小从而可实现对检测点的精确定位和信号测量;

负压孔在电极接触面上开口，通过负压使电极接触面与被测位置的皮肤有效接触的同时，因负压孔分散分布在电极接触面上，就不需电极接触面上的皮肤发生显著形变就能使皮肤与电极接触好，除负压孔对应的小面积皮肤有轻微的拉伸形变，电极接触面的其他部分对应的皮肤没有拉伸形变；压力形变取决于被测组织内部与电极负压腔中的压强差，且主要集中在负压孔对应的小面积皮肤，皮肤形变面积占电极检测面面积的比例小；因而拉伸形变导致的信号改变明显减小了，压力形变导致的信号改变减小，被测信号受到的干扰也就变小了;

本发明有利于精确定位和降低测量误差和伪影。

本发明所述负压孔是指开口在电极接触面上和/或电极接触面周围的附板接触面的微小通孔，本发明所述负压孔是供空气进出电极接触面所在空间的细小通孔，因为这些小孔分布在附板接触面、电极接触面上，使用时与负压发生装置联通，负压发生装置通过这些小孔将电极接触面上的空气吸走而将被测组织的皮肤吸附到电极接触面上。

本发明所述负压是指密闭空间内的低于该空间外的气压。

本发明所述电极接触面是指具有导电特性，与人体接触能进行信号提取的接触部分;所述电势检测面是指电极所检测的电势区域；附板接触面是指电极在使用状态下电极附板上与皮肤接触的区域；负压接触面是指电极在使用状态下，被测组织皮肤受较低气压吸引而贴在电极接触面上后，有部分皮肤未与电极接触面接触而是与较低气压空间中的空气接触，这部分较低气压空间所对应的皮肤所在的平面称为负压接触面，比如：背景技术中所述吸球电极在使用状态下，其电极头内的负压腔308中的空气与所检测的皮肤的接触面即为负压接触面307;本发明中所述的电极负压孔304在电极接触面301上的横截面为负压接触面。

附图说明

图1：吸球电极纵截面示意图：现有技术中的一种负压电极；

图2：电极接触面上有负压孔的电极头的纵截面示意图：图中所示的电极负压管303的外壁与引线接头302合二为一；

图3：电极的电极接触面正视示意图：电极接触面上有电极负压孔；

图4：电极的电极接触面正视示意图：电极接触面周围有电极附板，电极附板上有附板负压孔；

图5：电极纵截面示意图：电极接触面周围有电极附板，电极附板上有附板负压孔；

图6：安装电极（负压孔在电极接触面上）的电极罩透视图；

图7：安装电极（负压孔在电极接触面上）的电极罩横截面示意图；

图8：安装电极（负压孔在电极接触面和电极周围的壁上）的电极罩横截面示意图；

300-电极接触头，301-电极接触面；302-引线接头，303-电极负压管，304-电极负压孔，305-电极附板，306-负压吸球，307-负压接触面，308-电极头负压腔，313-附板负压管，314-附板负压孔，311-附板接触面，901-外壁，902-夹层空间，903-内壁，904-电极，905-负压输入口。

具体实施方式

实施例1：一种医用体表电极，所述电极包括电极接触头300，电极负压孔304、电极接触面301;电极接触头300的一侧外表面是电极接触面301，电极负压孔304分布在电极接触面301上,电极负压孔304穿过电极接触头300到另一侧表面。

实施例1中所述的电极负压孔304穿过电极接触头300与抽气装置联接，电极接触面301面上的空气被抽走，被测组织的皮肤就被吸附与电极面接触面接触，接触的强度随着负压孔中的气压降低而增强。

在实施例1中所述的电极负压孔304与电极接触头300内的电极头负压腔308相联，电极头负压腔308再与电极负压管或抽气装置联通。

实施例2：

一种医用体表电极，所述电极包括电极接触头300，电极负压管303，电极负压孔304、电极接触面301;电极接触头300为圆片状，一面是电极接触面301，电极负压孔304分布在电极接触面301上,电极负压孔304穿过电极接触面301后的电极接触头300与固定在电极接触头300上的电极负压管303联通。

在实施例1或2中所述的电极接触面301可以是向外凸出的球面;其形状也可选择其他形状，但圆形最好;片状结构也可根据使用环境的要求替换为球形或其他形状。

电极线通过引线接头302与电极接触头300相连，也可焊接在引线接头302一侧的电极接触头300的任何位置。

在实施例1或2中，可以优选将电极负压孔304的孔径确定为0.3mm,在1平方厘米的电极接触面上开100个这样的小孔还占用不到0.1平方厘米,即负压接触面不到电极接触面的1/9,而实际上在1平方厘米的电极接触面上均匀地开30个这样的通孔就能满足吸附的目的。

为了使吸附得更均匀，电极负压孔304的孔径可小于0.3mm，如：0.06mm，0.11mm，0.16mm，0.21mm等,同时相应增大电极负压孔304的密度。

实施例3：本实施例的基本方案同实施例2，不同点在于：所述电极还包括电极附板305;电极接触头300固定在电极附板305上，附板接触面311是电极附板305的一个面，位于电极接触面301外围，电极附板305为绝缘塑料板。

使用时，电极附板305对电极接触面301周围的皮肤、组织形成支撑，降低电势检测范围皮肤的拉伸形变。

在实施例3中，所述绝缘塑料板可选择电工上公认的绝缘材料，特别是常温常压下不导电的且能保持其形状的绝缘材料：如绝缘橡胶板、云母板等替换。

电极接触面301所在空间的空气被从电极附板上的负压孔304抽走，电极附板305与被测组织的接触面中负压孔所正对的皮肤表面形成负压接触面，负压接触面位于电极接触面外围，负压接触面不影响电势检测面的大小。

实施例4：

本实施例的基本方案同实施例3，不同点在于：附板负压孔314分布在附板接触面311上,附板负压孔314穿过电极附板305。

在实施例4中，还可包括与附板负压管313，附板负压管313固定在电极附板305上，并联通附板负压孔314。

实施例4所述的电极，电极附板305上分布的附板负压孔314就可使电极接触面301周围形成负压，吸附被测组织的皮肤贴到附板接触面上，加大吸附效果的同时，不增加电势检测面上皮肤受到的压力。

在实施例4中，附板负压孔314的直径可优先选择0.3mm，均匀地分布在附板接触面上。

在实施例4中，附板负压孔314的内径可优先选择0.3-1mm，均匀地分布在附板接触面上，离电极接触面越远，附板负压孔314的直径可越大，离电极接触面越近，附板负压孔314的直径越小。这样可避免使电势检测面内的皮肤拉伸形变。

实施例5：本实例为本发明的具体应用实例。用于EIT乳房成像的电极检测装置，图示电极负压罩外壁901和内壁903之间为中空夹层902，外部负压装置通过负压输入口905将负压输入到中空夹层902中，图示电极904即为上述实施例所述电极，电极904安装在电极罩内壁903上，电极罩中空夹层902中的负压通过电极904上的负压孔304传递到被测目标和空间，实现对被测目标的吸附，同时使电极904的电极接触面301紧密贴靠在被测目标上，从而实现信号的有效拾取。

在实施例5中，所安装的电极904的电极接触面301上没有负压孔304时，就在电极904周围的内壁903上开设负压孔304，此时，内壁903就是绝缘的电极附板，也可以实现对被测目标吸附的目的。

在实施例5中，电极负压孔304或附板负压孔314也可不通过电极负压管303或附板附压管313，而直接与中空夹层902联通，此处的中空夹层902取代了电极负压管303和附板附压管313。

在上述实施例中，电极负压孔304或附板负压孔314的内径越小，孔的密度越大，皮肤与电极检测面的接触强度就越均匀，被测组织的拉伸形变就越小，被测对象的不适感就越小。

在上述实施例中，电极负压孔304和附板负压孔314可共用相同的负压管，为了方便表述，本发明进行了区分。

Claims (10)

1.一种医用体表电极，特征在于：所述电极包括电极接触头(300)，所述电极接触头(300)包括电极负压孔(304)、电极接触面(301)；电极接触头(300)的一侧表面是电极接触面(301)，电极负压孔(304)分布在电极接触面(301)上并穿过电极接触头(300)到另一侧表面，各个电极负压孔(304)在电极接触面(301)上开口占用的面积之和构成负压接触面，所述负压接触面小于所述电极接触面(301)。

2.根据权利要求1所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极包括电极头负压腔(308)，电极头负压腔(308)在电极接触头(300)内，电极头负压腔(308)联通电极负压孔(304)到电极接触头(300)的另一侧表面。

3.根据权利要求1所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极包括电极负压管(303)，电极负压管(303)固定在电极接触头(300)的另一侧表面上，与电极负压孔(304)联通。

4.根据权利要求2所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极包括电极负压管(303)，电极负压管(303)固定在电极接触头(300)的另一侧表面上，与电极头负压腔(308)联通。

5.根据权利要求1，2，3或4所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极包括电极引线接头(302)，所述电极接触头(300)除电极接触面(301)外的某一部位与电极引线接头(302)固定连结。

6.根据权利要求1，2，3或4所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极还包括电极附板(305)，附板接触面(311)；电极接触头(300)固定在电极附板(305)上，附板接触面(311)是电极附板(305)的一个面，位于电极接触面(301)外围。

7.根据权利要求6所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极还包括附板负压孔(314)；附板负压孔(314)分布在附板接触面(311)上,附板负压孔(314)穿过电极附板(305)。

8.根据权利要求6所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极附板(305)由绝缘材料制成。

9.根据权利要求6所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极接触面(301)为一个向外凸出的球面。

10.根据权利要求7所述的一种医用体表电极，特征在于：所述电极还包括附板负压管(313)；附板负压管(313)固定在电极附板(305)上的另一面并与附板负压孔(314)联通。