CN106691444A - 一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种佩戴在用户头部用于传导用户头部生物电信号的电极带，特别是一种只有用户佩戴后才可以屏蔽工频干扰的电极带。人体头部的生物电信号本身非常微弱，在信号的传导过程中极易被环境中的工频辐射所干扰，本领域的常规做法是采用屏蔽层包裹电极引线，并将屏蔽层与生物电信号采集设备的“屏蔽地”连接，而本发明通过将屏蔽层与用户皮肤连接而不是直接接设备的“屏蔽地”，实现了与传统屏蔽层接地相同的屏蔽效果的同时，还得到了用户佩戴前后最大化的工频干扰强度的差异，方便了本领域技术人员根据工频干扰的强度判断用户是否已经佩戴本申请所述电极带。

Description

一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带

技术领域

本发明涉及一种用于传导人体生物电信号的电极带，特别是一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带，属于生物电信号采集领域。

背景技术

人体头部的生物电信号，是一种非常微弱的电信号，在通过电极和电极引线传导用户头部生物电信号时，极易通过电极引线引入环境中的工频辐射带来的工频干扰。对付这种环境辐射引入的工频干扰有两种办法，一种是后续工频陷波，虽然这种方法可以得到很好的陷波效果，但增加了程序运算量，另一种是主动屏蔽，通过物理屏蔽的手段将工频干扰从源头上解决掉。

在头部生物电信号采集领域，通常会两种方法结合使用，先通过屏蔽层屏蔽工频干扰，再根据需要，通过工频陷波滤掉没有屏蔽干净的工频干扰。

对于脑电极帽，脑电极头环，脑电极头带等生物电信号采集设备的工频干扰的屏蔽，本领域的常规做法是：电极引线选用屏蔽线，屏蔽线的屏蔽层最终接到探测器的“屏蔽地”上。以brainlink为例，brainlink采用的是三芯屏蔽线，每一芯都有自己的独立屏蔽层，所有的屏蔽层在随着电极引线连接探测器线路板后一起连接到探测器线路板的“屏蔽地”上。

上述常规的屏蔽法，一旦屏蔽层接地屏蔽，工频就大幅减弱，不论用户是否正确佩戴生物电信号采集设备，工频屏蔽的效果都是一样的。

申请号为2016110454442名称为《一种头戴电极带》的专利申请公布的一种电极带，电极层屏蔽面积较大，而且屏蔽层接地还需要另外增加导电按扣，导致结构相对复杂，成本提高。而且由于常规的屏蔽层接地屏蔽法使得工频干扰始终被屏蔽着，因此很难通过工频干扰判断用户是否已经正确佩戴电极带。

发明内容

为了在不增加成本的情况下，得到显著的工频屏蔽效果的同时还可以提供一种判断用户是否正确佩戴电极带的依据。本发明公开了一种只有在用户正常佩戴电极带的时候屏蔽层才发挥作用的电极带。

本发明采用的技术方案为：

一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带，包括织带层，电极层，绝缘层，和屏蔽层，其特征在于所述屏蔽层并不“接地”，所述屏蔽层留有与用户皮肤接触的皮肤接触部。

所述电极带，其特征在于，所述屏蔽层并不“接地”，是指屏蔽层不通过电气连接的方式接生物电信号采集设备的“屏蔽地”。

所述电极带，其特征在于，所述屏蔽层留有与用户皮肤接触的皮肤接触部，所述皮肤接触部分布在用户佩戴电极带时可以接触用户皮肤的位置；所述皮肤接触部可以使裸露的屏蔽层也可以是与屏蔽层电气连接的电极。

所述电极带，其特征在于，所述屏蔽层只需要在织带侧尽量全覆盖电极层，在用户皮肤侧可以只留屏蔽层皮肤接触部而不覆盖其余部分，可以节省屏蔽层材料。

所述电极带，还可以是市面常规的用屏蔽线连接电极的电极带，所述屏蔽线的屏蔽层并不“接地”，而是将屏蔽层单独接一个电极，在用户佩戴所述电极带时，该电极与用户皮肤稳定接触，同样可以起到只有用户佩戴时屏蔽层才发挥作用的效果。

所述电极带的头戴框架不仅仅可以是织带，还可以是帽子、头箍等头戴框架。

所述电极带还可以是任何其他需要屏蔽的脑电帽、脑电头箍、脑电头带等，只需将原有的屏蔽层与探测器的“屏蔽地”断开，然后单独设置与屏蔽层连接的电极，并在用户佩戴时可以与用户皮肤稳定接触。

本发明所述的技术方案，通过断开传统屏蔽方法中的屏蔽层与“屏蔽地”的连接，使得屏蔽层先失去效果，然后巧妙地在用户佩戴时将屏蔽层与用户皮肤连接实现屏蔽效果，本发明通过克服本领域“屏蔽层需要接地”的技术偏见，达到了屏蔽层起作用时与传统屏蔽法的相同效果，同时节约了屏蔽层，并实现了佩戴前后的工频差值最大化，利于生物电信号采集设备使用工频信号判断电极带是否被正确佩戴。

附图说明

图1.实施例1所述电极带的整体结构图。

图2.实施例1所述电极带的爆炸视图。

图3.实施例1所述电极带的屏蔽层端头局部放大视图。

图4.实施例1所述电极带的另一角度的爆炸视图。

图5.实施例2所述电极带的整体结构图。

图6.实施例2所述电极带的爆炸视图。

图7.实施例3所述蔽线屏蔽层接电极的示意图。

图8.生物电信号采集设备配合本发明所述电极带的用户佩戴前频谱强度图。

图9.生物电信号采集设备配合本发明所述电极带的用户佩戴后频谱强度图。

图10.生物电信号采集设备配合没有屏蔽结构电极带的用户佩戴后频谱强度图。

本申请所涉及的附图中，编号相同的特征均为同一特征。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的电极带做进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，其中101为弹性织带，作为电极带的头戴框架，201为屏蔽层，301为电极触点部，401为绝缘层的皮肤侧层。屏蔽层201靠近用户皮肤的一侧裸露在外面作为屏蔽层皮肤接触部，在用户佩戴电极带时所述屏蔽层201的皮肤接触部可以稳定接触用户的皮肤。

如图2所示，其中501为导电四合扣的B面，502为绝缘橡胶垫，503为导电四合扣的A面，导电四合扣的B面501、绝缘橡胶垫502、导电四合扣的A面503构成了本实施例所述电极带的导电连接结构，用于连接生物电信号采集设备；其中402为绝缘层的织带侧层，403为绝缘层皮肤侧层401为电极触点部301开的孔，302为电极层，所述电极层302的三条电极相互绝缘地固定在绝缘层织带侧层402和绝缘层皮肤侧层401之间，且电极层302的电极触点部301露出所述绝缘层皮肤侧层401为电极触点部301开的孔403；202是屏蔽层201为电极层302的电极触点部301留的孔，其中所述屏蔽层201为电极触点部301开的孔202大于所述绝缘层皮肤侧层401为电极触点部301开的孔403，且所述孔403全部露出所述孔202，以防止屏蔽层与电极触点部短接。

如图3所示，所述屏蔽层201为中空结构，图中204为屏蔽层中空的通孔；绝缘层皮肤侧层401、电极层302、绝缘层织带侧层402全部包裹在屏蔽层201的通孔204中，屏蔽层靠近织带一侧与织带层胶合或热压固定。

屏蔽层201还可以将织带层101一起包裹在通孔204中，所述各层之间可以通过胶合或者热压的形式固定。

如图4所示为本实施例所述电极带另一个视角的爆炸视图，其中203是屏蔽层为了防止与导电四合扣的A面503短接而开的孔，以使导电四合扣的A面503可以绝缘地穿过屏蔽层201，与固定在绝缘橡胶垫502中的导电四合扣的B面501电气连接。

其中屏蔽层201也可以由两层组成，分别为靠近织带层的屏蔽层织带侧层和靠近用户皮肤的屏蔽层皮肤侧层，所述屏蔽层皮肤侧层与屏蔽层织带侧层之间电气连接，且所述屏蔽层皮肤侧层裸露，在用户佩戴所述电极带时与用户皮肤接触。

本实施例所述屏蔽层201采用柔性导电薄膜，所述柔性导电薄膜作为屏蔽层皮肤接触部与用户皮肤接触时并不影响用户佩戴电极带的舒适性。

如上所述，本实施例通过采用柔性导电薄膜绝缘地包裹在电极层302的外面来充当电极带的屏蔽层，所述屏蔽层靠近皮肤一侧裸露作为屏蔽层的皮肤接触部，在用户佩戴所述电极带时，所述屏蔽层的皮肤接触部与用户皮肤接触。

本实施例所述屏蔽结构的电极带的特点是，在用户佩戴电极带之前，屏蔽层因为并不“接地”而没有任何屏蔽工频的效果，如图8所示，用户未佩戴时的频谱强度图中50Hz工频的强度极其突出；而在用户佩戴好电极带后，屏蔽层因为通过屏蔽层皮肤接触部与用户皮肤接触而具有了工频屏蔽效果，如图9所示，用户正确佩戴电极带后，50Hz工频的强度完全淹没在低频脑电信号中了，基本看不见工频干扰带来的50Hz处强度的异常凸起。

通过图8和图9的对比，本领域技术人员可以轻易地分辨出用户是否已经正常佩戴了电极带。

为了更清楚地说明本实施例所述电极带的屏蔽效果，图10给出了电极带未加屏蔽层时用户正常佩戴上之后的频谱强度效果，可以看到，用户正常佩戴后，50Hz工频干扰引起的50Hz处强度的异常凸起非常明显，异常突出于低频脑电信号，同时还有50Hz整数倍的多次谐波也很明显。

通过比较图9和图10可以清楚地看到，通过本实施例所述的电极带屏蔽结构可以实现非常好的工频屏蔽效果，甚至可以省掉生物电信号采集设备的数字工频陷波步骤。

实施例2：

图5、图6所示为本实施例的电极带的整体结构图及爆炸视图，图中601为半包裹结构的屏蔽层，602为半包裹结构屏蔽层的屏蔽层皮肤接触部。

本实施例与实施例1的大体结构相同，区别在于屏蔽层601并未全部包裹电极层，而是呈C字状包裹了电极层靠近织带层的一侧，并未包裹电极层靠近用户皮肤的一侧。

所述屏蔽层皮肤接触部602，覆盖在绝缘层皮肤侧层401的外面，与绝缘层皮肤侧层401热压或胶合固定。所述屏蔽层皮肤接触部602与电极层的电极触点部301留有绝缘间隙，以防止屏蔽层皮肤接触部602与电极触点部301短接。

本实施例所述屏蔽层601为柔性导电薄膜，相比实施例1减少了屏蔽层皮肤接触部的面积，但丝毫没有影响屏蔽层的工频屏蔽效果，本实施例所述结构同样可以达到图8和图9所示的屏蔽效果。

实施例3：

常规的屏蔽型脑电头环或脑电头带，都是通过屏蔽线连接各个电极，然后将屏蔽线的屏蔽层接信号探测仪器的“屏蔽地”。而本实施例通过断开常规屏蔽型脑电头环和脑电头带的屏蔽层与探测仪器“屏蔽地”的连接，再将屏蔽线的屏蔽层单独接一个屏蔽电极，在用户佩戴相应设备时，所述屏蔽电极与用户皮肤稳定接触。

所述相应设备的屏蔽线与电极之间的具体连接结构如图7所示，图中701为屏蔽线的绝缘层，702为屏蔽线的屏蔽层，屏蔽线的三个芯分别各自连接一个电极703，屏蔽线的屏蔽层702单独连接一个屏蔽电极704；在用户未佩戴所述相应设备时，因为屏蔽层未接地而没有工频屏蔽的效果，在用户正常佩戴相应设备时，屏蔽电极与用户的皮肤稳定接触，使得屏蔽层发挥其屏蔽效果，因此同样可以实现实施例1、2所述的效果。

综上所述，本发明所述的一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带，通过克服本领域“屏蔽层必须接地”的技术偏见，采用屏蔽层断开“屏蔽地”后接触用户皮肤的屏蔽结构，实现了屏蔽层只有在用户正常佩戴相应电极带时才起作用的目的，使得工频干扰的强度在用户佩戴前后的差值最大化，方便了本领域技术人员利用工频干扰判断用户是否正常佩戴相应的电极带。而且本发明所述电极带在用户佩戴后的屏蔽效果与常规屏蔽层接地屏蔽法的屏蔽效果相同。因此本发明所述的一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。

Claims (3)

1.一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带，包括织带层，电极层，绝缘层，屏蔽层，其特征在于，所述屏蔽层不接生物电信号采集设备的“屏蔽地”，所述屏蔽层的皮肤侧设置屏蔽层皮肤接触部，用户佩戴所述电极带时屏蔽层的皮肤接触部与用户皮肤接触。

2.根据权利要求1所述的一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带，其特征在于，所述屏蔽层在织带侧全覆盖电极层，皮肤侧留有皮肤接触部，以在用户佩戴时有效接触用户皮肤。

3.一种用户佩戴后才屏蔽工频干扰的电极带，包括头戴框架，电极，屏蔽线，其特征在于，还包括单独连接屏蔽线屏蔽层的屏蔽电极，所述屏蔽线的屏蔽层不接生物电信号采集设备的“屏蔽地”，所述屏蔽电极在用户佩戴所述电极带时与用户皮肤接触。