CN104382594A - 脑电电极帽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脑电电极帽，包括帽体和电极以及导联线；电极包括固定环，电极片和粘结密封剂；固定环中部有一两端开放并联通的空腔，该空腔内有电极片定位台，电极片置于电极片定位台上；电极片一侧通过粘结密封剂与固定环空腔的内壁固定，另一侧与导电胶腔室内的导电胶结合；固定环外圆柱面上有固定凹槽，用于使电极与帽体固定；粘结密封剂固化后有与导电胶腔室联通的注导电胶孔；电极片与穿过固定环上的导联线孔的导联线连接。本发明优点是：电极片与固定环一体化设计，便于进行皮肤预处理和注胶及补胶；定位方便、牢靠，与头皮紧密贴合，佩戴舒适，特别适合高密度、睡眠长程、脑磁图和核磁环境下脑电测量。

Description

脑电电极帽

技术领域

本发明涉及脑电电极帽，特别适于同脑电信号采集与显示和/或绘制、传输脑电图等脑电设备或装置配套使用，属于生物电信号检测、传输技术领域。

背景技术

脑电测量是常见的医学诊断方法，通过脑电信号可获得生理、病理信息。脑电测量也可为新兴的可穿戴设备提供重要的信号来源。脑电测量是在头部按一定位置放置电极，通过导电胶形成稳定的微电检测通道，将微弱的生物电精确获取，经脑电图仪等脑电设备将人体头部的生物电活动采集、放大、信号处理，显示并记录其波形。脑电电极帽体在脑电测量时起固定电极和准确定位的作用，通过电极检测头部微弱电流，实现对人体的头部生物电信号的检测。

现有的脑电电极帽主要由帽体和帽体上安装的电极以及电极导联线组成，常用的电极帽采用硅胶电极帽设计，即将环形电极片固定在硅胶帽内，硅胶帽通过外周的凹槽及O型圈将电极帽的帽体固定。考虑到内部的容胶量，硅胶帽的高度一般设计为9-12mm。虽然这种硅胶电极帽容胶量较大，可以通过注入较多的导电胶有效地降低电极-皮肤界面阻抗，达到满意的测量阻抗，但存在以下几个问题：

（1）由于硅胶帽的高度太高，进行睡眠脑电监测时，受试者睡眠佩戴不舒适，因此，不适于睡眠或长程脑电测量；

（2）由于硅胶帽的高度较高，会出现某些硅胶帽与头皮不贴合的情况，造成电极帽的各个位点的阻抗不一致，影响测量精度；

（3）由于硅胶帽和电极片的注胶孔很小，不方便对皮肤进行预处理电极和注胶，同时，也不方便观察电极与导电胶以及导电胶与皮肤之间的接触情况，需要较长的准备时间，尤其是高密度脑电测量。

目前，也有采用可拆卸电极帽设计，一般由固定环和可拆卸的电极头组成，这种设计优点是：可以根据测量需要调节的电极的位置和数量，但是，由于采用固定环和电极头两部分设计，限制了整个电极高度的设计空间。另外，多次拆卸和安装，电极头与固定环固定及周边的帽体均会出现松动，影响电极帽的使用寿命。另外，核磁下及脑磁图脑电测量要求脑电电极轻薄，现有技术的产品使受试者佩戴不舒适，电极与皮肤贴合不好。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷，提供一种脑电电极帽：其结构合理，采用电极片与固定环一体化设计，便于进行皮肤预处理和注胶及补胶，定位方便、牢靠，与头皮紧密贴合，佩戴舒适，特别适合高密度、睡眠长程、脑磁图和核磁环境下脑电测量。

本发明的技术方案是：

一种脑电电极帽，包括帽体和安装在帽体上的电极，以及导联线；所述的电极包括固定环，电极片和粘结密封剂；所述的固定环中部有一两端开放并联通的空腔，该空腔内有电极片定位台，电极片置于电极片定位台上；电极片一侧通过粘结密封剂与固定环空腔的内壁固定，另一侧与固定环空腔的导电胶腔室内的导电胶结合；粘结密封剂固化后有与导电胶腔室联通的注导电胶孔；固定环外圆柱面上有固定凹槽，用于嵌入使帽体上的电极定位孔的周边嵌入而使电极与帽体固定；电极片与穿过固定环上的导联线孔的导联线连接。

进一步的技术方案是：

所述的脑电电极帽，其电极片定位台是由固定环中部一端的大孔与另一端的小孔交界处的孔台构成的环形定位台；该环形定位台的台面上安置一个中部具有孔的电极片，该电极片一侧通过粘结密封剂与固定环大孔内侧壁固定，另一侧与导电胶腔室内的导电胶结合；固化的粘结密封剂中部有与电极片中部孔相通的注导电胶孔。

所述的脑电电极帽，其电极片定位台台面还有用于阻挡粘结密封剂的环形档圈，该环形档圈是由导电胶腔室中部内壁延长高出电极片定位台台面的凸起止口；环形档圈与固定环内壁之间有用于容纳粘结密封剂的沟槽。

所述的脑电电极帽，其固定环中部空腔内电极片定位台的台面上有用于垫起电极片的支撑台；电极片定位台台面还有用于阻挡粘结密封剂的环形档圈，该环形档圈是由导电胶腔室中部内壁延长高出电极片定位台台面的凸起止口；环形档圈与支撑台之间有用于容纳粘结密封剂的沟槽。

所述的脑电电极帽，其固定环中部空腔为一直通的通孔；固定环一个端面上有一半径与电极片相匹配的下凹槽，该下凹槽的底部为弯月形定位台；电极片为无孔平板片，其一边延伸至固定环空腔中部；电极片置于弯月形定位台台面上，一侧通过下凹槽中的粘结密封剂与固定环下凹槽内壁固定；另一侧裸露在导电胶腔室部分与导电胶结合；固化的粘结密封剂与固定环中部空腔内壁之间构成注导电胶孔；该注导电胶孔与导电胶腔室联通。

所述的脑电电极帽，其固定环外壁处连接有，或一次成型有一个电极柄，导联线穿过电极柄的引线孔与电极片连接；所述的电极柄的两侧设有一对或多对防滑凸起。

所述的脑电电极帽，其导联线焊接在电极片上，焊接点处或焊接面处用粘结密封剂密封。

所述的脑电电极帽，其固定环空腔内壁上有用于加固密封的粘结密封剂槽。

所述的脑电电极帽，其固定环高度小于8.0mm。

所述的脑电电极帽，其固定环高度小于5.5mm。

所述的脑电电极帽，其粘结密封剂为环氧树脂，或聚硫橡胶密封胶，或聚氨酯密封胶粘剂，或硅橡胶型弹性密封胶。

所述的脑电电极帽，其电极片与导联线之间串联一个电阻，其阻值为5-15KΩ。

所述的脑电电极帽，其电极上设有激光打印的电极标识。

所述的脑电电极帽，其电极固定环和/或电极柄由塑料、橡胶的一种或多种制成。

本发明的优点是: 

本发明采用电极片与固定环一体化设计，电极整体直接固定在帽体上，无需安装，能快速、准确定位；电极帽轻薄，高度可设计在5.5cm以下，电极固定环及电极柄可采用柔性橡胶材料，佩戴舒适；电极与头皮贴合紧密，阻抗稳定、信号一致性好，测量精度高，特别适合高密度、睡眠和核磁环境下的脑电测量，还可与脑磁图共用；注胶孔大，便于进行皮肤预处理和注胶、补胶，节约测量准备时间；整个电极高度较低，对电极帽帽体的作用力小，有助于延长帽体的使用寿命；电极片固定牢靠，使用寿命长；此外还设有防滑凸起的电极柄，便于安装和调节电极，操作方便。电极片为带缺口，且与导联线之间串联有电阻，核磁环境下测量安全。

附图说明

图1为本发明的脑电电极帽的主视图。本实施例电极帽上的电极其固定环无电极柄。

图2为固定环有电极柄，且电极片由环形定位台定位的电极立体示意图。

图3为固定环无电极柄，且电极片由环形定位台定位的电极的主视示意图（有局部剖视）。

图4为图3电极的俯视图。

图5为固定环无电极柄，且电极片由环形定位台的台面上支撑台支撑，还有环形挡圈阻挡粘结密封剂流出的固定环的主视示意图（有局部剖视）。

图6为图5固定环的俯视图。

图7为环形定位台的台面上环形挡圈兼作支撑台的固定环的主视示意图（有局部剖视）。

图8为固定环有电极柄，且电极片由弯月形定位台定位的、未装电极片和粘结密封剂以及导电胶的电极的立体示意图。

图9为有弯月形定位台的固定环和电极柄的主视示意图（有局部剖视）。

图10为图9固定环和电极柄的俯视图。

图中名附图标记名称为：

1－帽体；2－电极定位孔；3－电极； 4—导联线；5－电极调整孔；6－固定带；

3.1－固定环；3.2—电极片；3.3－导电胶；3.4－粘结密封剂；3.5—下凹槽；3.6—电极柄；

3.11－固定凹槽；3.12－导电胶腔室；3.13－电极片定位台；3.131－环形定位台；3.132 —弯月形定位台；3.14－导联线孔；3.15—防滑凸起；3.16—粘结密封剂槽；3.17—环形挡圈；3.18—支撑台；3.19—缺口；3.110—沟槽；3.111－注导电胶孔；3.112—电极标识。 

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：是本发明的一个基本实施例。如图1-10所示，一种脑电电极帽，包括帽体1和安装在帽体1上的电极3，以及导联线4；所述的电极3包括固定环3.1，电极片3.2和粘结密封剂3.4；所述的固定环3.1中部有一两端开放并联通的空腔，该空腔内有电极片定位台3.13，电极片3.2置于电极片定位台3.13上；电极片3.2一侧通过粘结密封剂3.4与固定环3.1空腔的内壁固定，另一侧与固定环3.1空腔的导电胶腔室3.12内的导电胶3.3结合；粘结密封剂3.4固化后有与导电胶腔室3.12联通的注导电胶孔3.111；固定环3.1外圆柱面上有固定凹槽3.11，用于嵌入使帽体1上的电极定位孔2的周边嵌入而使电极3与帽体1固定；电极片3.2与穿过固定环3上的导联线孔3.14的导联线4连接。

实施例2：是在实施例1基础上进一步的实施例。所述的导联线4焊接在电极片3.2上，焊接点处，或焊接面处用粘结密封剂3.4密封。所述的固定环3.1空腔内壁上有用于加固密封的粘结密封剂槽3.16，即凹槽里面填充粘结密封剂，可以使电极片3.2固定更牢靠。所述的固定环3.1高度小于8mm；所述的粘结密封剂3.4为环氧树脂，或聚硫橡胶密封胶，或聚氨酯密封胶粘剂，或硅橡胶型弹性密封胶。所述的环氧树脂可以是但不限于热固化环氧树脂、光固化环氧树脂的一种或多种组合。

实施例3：与实施例2不同的是所述的固定环3.1高度小于5.5mm。

实施例4：是一个优选的实施例。如图2、3、4所示，图2为固定环有电极柄，且电极片由环形定位台定位的电极的结构示意图；图3、4为固定环无电极柄，且电极片由环形定位台定位的电极结构示意图。在实施例1基础上，所述电极片定位台3.13是由固定环3.1中部一端的大孔与另一端的小孔交界处的孔台构成的环形定位台3.131；该环形定位台3.131的台面上安置一个中部具有孔的电极片3.2，该电极片3.2一侧通过粘结密封剂3.4与固定环3.1大孔内侧壁固定，另一侧与导电胶腔室3.12内的导电胶3.3结合；固化的粘结密封剂3.4中部有与电极片3.2中部孔相通的注导电胶孔3.111，该注导电胶孔3.111与电极片3.2的中心孔大小相同，该孔小于导电胶腔室3.12的通径，但为能迅速补充导电胶，注导电胶孔3.111宜大不宜小，大的注导电胶孔还便于观察电极与导电胶、导电胶与电极片的接触情况，也方便对皮肤进行预处理。

实施例5：是一个优选的实施例。如图5、6所示，为固定环无电极柄，且电极片由环形定位台的台面上支撑台支撑，还有环形挡圈阻挡粘结密封剂流出的固定环的结构示意图。在实施例1基础上，所述固定环3.1中部空腔内电极片定位台3.13的台面上有用于垫起电极片3.2的支撑台3.18；电极片定位台3.13台面还有用于阻挡粘结密封剂的环形档圈3.17，该环形档圈3.17是由导电胶腔室3.12中部内壁延长高出电极片定位台3.13台面的凸起止口；环形档圈3.17与支撑台3.18之间有用于容纳粘结密封剂的沟槽3.110，也就是环形挡圈3.17能防止粘结密封剂外流。支撑台3.18还可以是若干个孤立的弧形柱，弧形柱之间形成缺口3.19，电极片3.2可以预先放置在支撑台3.18及环形挡圈3.17上，通过向缺口3.19灌注粘结密封剂3.4，该粘结密封剂3.4经缺口3.19流至沟槽3.110中，固定电极片3.2，粘结密封剂3.4与电极片3.24接触面积更大，固定更牢靠。

实施例6：是一个优选的实施例。如图7所示，为环形定位台的台面上环形挡圈兼作支撑台的固定环的结构示意图。与实施例5不同的是，环形定位台的台面上环形挡圈兼作支撑台，其优点是相对实施例5更简单。

实施例7：是一个优选的实施例。如图8、9、10所示，其中图8为固定环有电极柄，且电极片由弯月形定位台定位的、未装电极片和粘结密封剂以及导电胶的电极的部分结构图；图9、10为有弯月形定位台的固定环和电极柄的结构示意图。在实施例1基础上，所述固定环3.1中部空腔为一直通的通孔；固定环3.1一个端面上有一半径与电极片3.2相匹配的下凹槽3.5，该下凹槽的底部为弯月形定位台3.132；电极片3.2为无孔平板片，其一边延伸至固定环3.1空腔中部；电极片3.2置于弯月形定位台3.132台面上，一侧通过下凹槽3.5中的粘结密封剂3.4与固定环3.1下凹槽3.5内壁固定；另一侧裸露在导电胶腔室3.12部分与导电胶3.3结合；固化的粘结密封剂3.4与固定环3.1中部空腔内壁之间构成注导电胶孔3.111；该注导电胶孔3.111与导电胶腔室3.12联通。本实施例所述的固定环3.1外壁处连接有，也可以是一次成型有一个电极柄3.6，导联线4穿过电极柄3.6的引线孔与电极片4连接；所述的电极柄3.6的两侧设有一对或多对防滑凸起3.15，便于安装和调节电极。

实施例8：是一个优选的实施例。与实施例2不同的是所述的电极片4与导联线7之间串联一个电阻，其阻值为5-15KΩ。出于测试者安全性考虑，电极片最好为带缺口环形的电极片，防止在磁场环境下形成感应电流回路。其优点是可适用于核磁环境下脑电的测量。

实施例9：是一个优选的实施例。与实施例2不同的是所述的电极片4与导联线7之间串联一个电阻，其阻值为10KΩ。

实施例10：是一个优选的实施例。与实施例2不同的是所述的电极3上设有激光打印的电极标识3.112，所述的电极标识可以是文字或图形，用于标识测量电极、地电极、参比电极。现有技术电极标识3.112一般在固定环3.1凹槽上套一个标识的塑料片，缺陷是多次使用和水洗时易掉，不清楚，另外也不美观；激光打印的电极标识不仅清楚，而且美观。所述的电极固定环3.1和/或电极柄3.6由塑料、橡胶的一种或多种制成，优选为耐磨、韧性聚丙烯PP，或热塑性聚氨酯TUP，或柔性硅橡胶。柔性的橡胶材料佩戴更舒适。

以下结合附图简述本发明的使用方法：

使用时，将导联线4连接到脑电图仪上，可通过多种转接头转接，可实现与各种脑电设备兼容。主要使用步骤如下：

用磨砂膏或磨砂导电胶擦拭头皮，去除角质和油脂；

佩戴脑电电极帽，捋平，使用注射器及平口针注入适量导电胶或磨砂导电胶，并利用平口针头拨开电极片3.2下方的头发，使导电胶3.3与头皮完整接触。

连接导联线4，进行阻抗测试，对阻抗过高的电极进行调整或进行二次预处理。

在确定仪器各项性能正常后开始记录脑电图。如进行长程测量，后期可定期通过注导电胶孔3.111补胶。

测试完成后取下脑电电极帽，协助病人清洁头皮。脑电电极帽则用蒸馏水清洗、阴干备用。

所述的帽体1为弹性复合面料制成，优选高弹复合潜水衣用料。所述的电极帽还可以设置电极调整孔5及固定带6，分别用于电极位置微调和固定电极帽。

本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。

Claims (14)

1.一种脑电电极帽，包括帽体（1）和安装在帽体（1）上的电极（3），以及导联线（4），其特征在于，所述的电极（3）包括固定环（3.1），电极片（3.2）和粘结密封剂（3.4）；所述的固定环（3.1）中部有一两端开放并联通的空腔，该空腔内有电极片定位台（3.13），电极片（3.2）置于电极片定位台（3.13）上；电极片（3.2）一侧通过粘结密封剂（3.4）与固定环（3.1）空腔的内壁固定，另一侧与固定环（3.1）空腔的导电胶腔室（3.12）内的导电胶（3.3）结合；粘结密封剂（3.4）固化后有与导电胶腔室（3.12）联通的注导电胶孔（3.111）；固定环（3.1）外圆柱面上有固定凹槽（3.11），用于嵌入使帽体（1）上的电极定位孔（2）的周边嵌入而使电极（3）与帽体（1）固定；电极片（3.2）与穿过固定环（3）上的导联线孔（3.14）的导联线（4）连接。

2.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，所述电极片定位台（3.13）是由固定环（3.1）中部一端的大孔与另一端的小孔交界处的孔台构成的环形定位台（3.131）；该环形定位台（3.131）的台面上安置一个中部具有孔的电极片（3.2），该电极片（3.2）一侧通过粘结密封剂（3.4）与固定环（3.1）大孔内侧壁固定，另一侧与导电胶腔室（3.12）内的导电胶（3.3）结合；固化的粘结密封剂（3.4）中部有与电极片（3.2）中部孔相通的注导电胶孔（3.111）。

3.根据权利要求2所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的电极片定位台（3.13）台面还有用于阻挡粘结密封剂的环形档圈（3.17），该环形档圈（3.17）是由导电胶腔室（3.12）中部内壁延长高出电极片定位台（3.13）台面的凸起止口；环形档圈（3.17）与固定环内壁之间有用于容纳粘结密封剂的沟槽（3.110）。

4.根据权利要求2所述的脑电电极帽，其特征在于，所述固定环（3.1）中部空腔内电极片定位台（3.13）的台面上有用于垫起电极片（3.2）的支撑台（3.18）；电极片定位台（3.13）台面还有用于阻挡粘结密封剂的环形档圈（3.17），该环形档圈（3.17）是由导电胶腔室（3.12）中部内壁延长高出电极片定位台（3.13）台面的凸起止口；环形档圈（3.17）与支撑台（3.18）之间有用于容纳粘结密封剂的沟槽（3.110）。

5.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，所述固定环（3.1）中部空腔为一直通的通孔；固定环（3.1）一个端面上有一半径与电极片（3.2）相匹配的下凹槽（3.5），该下凹槽的底部为弯月形定位台（3.132）；电极片（3.2）为无孔平板片，其一边延伸至固定环（3.1）空腔中部；电极片（3.2）置于弯月形定位台（3.132）台面上，一侧通过下凹槽（3.5）中的粘结密封剂（3.4）与固定环（3.1）下凹槽（3.5）内壁固定；另一侧裸露在导电胶腔室（3.12）部分与导电胶（3.3）结合；固化的粘结密封剂（3.4）与固定环（3.1）中部空腔内壁之间构成注导电胶孔（3.111）；该注导电胶孔（3.111）与导电胶腔室（3.12）联通。

6.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，固定环（3.1）外壁处连接有，或一次成型有一个电极柄（3.6），导联线（4）穿过电极柄（3.6）的引线孔与电极片（4）连接；所述的电极柄（3.6）的两侧设有一对或多对防滑凸起（3.15）。

7.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的导联线（4）焊接在电极片（3.2）上，焊接点处，或焊接面处用粘结密封剂（3.4）密封。

8.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的固定环（3.1）空腔内壁上有用于加固密封的粘结密封剂槽（3.16）。

9.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的固定环（3.1）高度小于8.0mm。

10.根据权利要求1所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的固定环（3.1）高度小于5.5mm。

11.根据权利要求1-9任一项所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的粘结密封剂（3.4）为环氧树脂，或聚硫橡胶密封胶，或聚氨酯密封胶粘剂，或硅橡胶型弹性密封胶。

12.根据权利要求1-9任一项所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的电极片（4）与导联线（7）之间串联一个电阻，其阻值为5-15KΩ。

13.根据权利要求1-9任一项所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的电极（3）上设有激光打印的电极标识（3.112）。

14.根据权利要求1-9任一项所述的脑电电极帽，其特征在于，所述的电极固定环（3.1）和/或电极柄（3.6）由塑料、橡胶的一种或多种制成。