CN109077724B - 一种脑电采集用导电介质输送系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脑电采集用导电介质输送系统及方法，属于脑电采集技术领域，解决了现有基于湿电极的脑电采集系统存在的不易实现多通道电极导电介质自动化注入，使用过程耗时、繁琐，不利于脑电信号长时、有效采集的问题。一种脑电采集用导电介质输送系统，包括：至少一个支路电极组件，用于分别与脑电采集设备的电极元件容腔相连；储液设备，用于储存导电介质；电机泵，用于抽取储液设备内的导电介质；主供液管路，用于将导电介质分别输送至所述至少一个支路电极组件；主回液管路，用于将多余的导电介质输送回储液设备。实现了多通道电极导电介质自动化注入，简化了注入导电介质的过程，节省了时间，便于脑电信号的长时、有效采集。

Description

一种脑电采集用导电介质输送系统及方法

技术领域

本发明涉及脑电采集技术领域，尤其涉及一种脑电采集用导电介质输送系统及方法。

背景技术

脑电信号是与反映大脑神经活动有关的生物电位，由皮层内大量神经元突触后电位同步总和所形成的，是许多神经元共同活动的结果，对脑电信号的采集可用于神经诊断、认知生理心理学研究以及康复领域。

脑电采集的终端采集元件一般有干电极和湿电极两种，其中，湿电极所采用的导电介质有导电膏和导电液；相比干电极，以湿电极为终端采集元件的头戴式脑电采集设备所采集的脑电数据信噪比较高，信号质量好。

但现有基于湿电极的脑电采集设备仍存在以下问题：无论采用导电膏还是导电液，均需在外人辅助下对每个采集点位逐个手动涂抹导电膏或注入导电液，准备过程耗时、繁琐，而且采用的导电液或导电膏会受人体体温及环境温度的影响而不断蒸发变干，使得电极阻抗随之增大，脑电信号质量下降，长时间采集脑电数据时，须多次重复手动逐个注入导电介质，耗时耗力，不利于脑电信号长时间的有效采集和监测。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种脑电采集用导电介质输送系统及方法，用以解决现有基于湿电极的脑电采集系统存在的不易实现多通道电极导电介质自动化注入，使用过程耗时、繁琐，不利于脑电信号长时、有效采集的问题。

一方面，本发明提供了一种脑电采集用导电介质输送系统，包括：

至少一个支路电极组件，用于分别与脑电采集设备的电极元件容腔相连，向所述电极元件容腔中输送脑电采集用导电介质；

储液设备，用于储存导电介质；

电机泵，用于抽取储液设备内的导电介质；

主供液管路，用于将电机泵抽取的导电介质分别输送至所述至少一个支路电极组件；

主回液管路，与所述至少一个所述支路电极组件连通，用于将多余的导电介质输送回储液设备。

上述技术方案的有益效果为：通过上述系统可以实现同时向多个支路电极元件容腔自动、同时注入导电介质，各支路多余导电介质自动回收；简化了注入导电介质的过程，节省了时间，便于脑电信号的长时、有效采集。由于电极元件容腔一般较小，使导电介质容易溢出，在脑电信号采集时影响采集准确度且容易造成污染，同时由于其电极元件体积小，不易设置监测其是否被导电介质充满、溢出的监测元件，因此，本方案中，设置主回液管路，能够在导电介质充满电极元件容腔后自动回收多余介质，其结构简单，良好地解决了自动供液引起导电介质溢出的问题。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步地，上述系统还包括调压阀，所述调压阀的进口与所述电机泵出液口连通，所述调压阀的出口与所述储液箱连通，所述调压阀用于调节所述系统的压力。

进一步地，所述储液设备包括，箱体、增压活塞和弹簧，所述增压活塞内置于箱体内孔中，与箱体内侧间隙配合，可沿箱体内孔轴向移动，将所述箱体分成储液腔和大气腔；弹簧内置于所述大气腔内，限位在箱体内孔端部及增压活塞之间。

上述进一步技术方案的有益效果为：在弹簧作用下，增压活塞可沿箱体内孔轴向移动，对箱体内孔储液腔内的液体进行挤压；可避免箱体储液腔出现真空，有效改善电机泵的吸液效果。

进一步地，上述储液设备还包括O形密封圈，所述增压活塞外表面设有密封件槽，所述O形密封圈设置于密封件槽中。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过上述方法增加了增压活塞的密封性，使箱体内孔形成密封隔断。

进一步地，上述支路电极组件包括，进口单向阀、三通管接头、出口单向阀；

所述进口单向阀的进口与主供液管路连通，所述进口单向阀的出口与三通管接头水平进口连通，三通管接头水平出口与出口单向阀进口连通，三通管接头侧面口与电极元件容腔连通，所述出口单向阀出口与所述主回液管路连通。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过设置进口单向阀和出口单向阀可以实现导电介质的单向流动，多余导电介质可经由三通管接头、出口单向阀和主回液管路回流至储液设备。

进一步地，上述支路电极组件还包括节流阀，所述主供液管路的出口与节流阀的进口连通，所述节流阀的出口与所述进口单向阀的进口连通。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过在主供液管路和进口单向阀之间设置的节流阀，调节进入各电极元件导电介质的流量。

另一方面，本发明还提供了一种基于上述输送系统的输送脑电采集用导电介质方法，包括以下步骤：

电机泵抽取储液设备内的导电介质；

主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件的进口单向阀，经过三通管接头进入各电极元件容腔；

多余导电介质通过出口单向阀，经过主回液管路流回至储液设备；

导电介质注入完毕后，停止电机泵工作，各支路电极组件中的进口单向阀和出口单向阀关闭。

上述技术方案的有益效果为：由电机泵抽取储液设备内的导电介质向各支路电极组件供给时，在导电介质压力的作用下，原本关闭的进口单向阀和出口单向阀被打开；实现了导电介质向多个支路电极元件容腔的自动、同时注入和多余的导电介质经由主回液管路向储液设备的自动回流；电机泵工作停止后，各支路电极组件中的进口单向阀和出口单向阀，会自动关闭，这使得各电极元件容腔内的导电介质与进口单向阀进口、出口单向阀出口处的导电介质之间进行有效绝缘截止；避免在后续的脑机信号采集时，各电极元件之间由于导电介质通电而引起信号串通。

进一步地，电机泵抽取储液设备内的导电介质时，在箱体内弹簧的作用下，增压活塞沿箱体内孔轴向移动，对箱体内孔储液腔内的导电介质进行挤压。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过上述方法，可避免箱体储液腔出现真空，有效改善电机泵的吸液效果。

进一步地，电机泵抽取储液设备内的导电介质，通过调压阀调节压力后，由主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件。

进一步地，所述导电介质输送至支路电极组件的节流阀进口，经节流阀调节流量后，由节流阀的出口，输送至进口单向阀。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过节流阀调节进入各电极元件导电介质的流量。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例所述系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述方法的流程示意图。

附图标记：

1-电机泵；2-储液设备；3-支路电极组件；4-主供液管路；5-主回液管路；6-调压阀；7-箱体；8-增压活塞；9-O形密封圈；10-弹簧；11-节流阀；12-进口单向阀；13-三通管接头；14-出口单向阀；15-电极元件；16-储液腔；17-大气腔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

在本发明实施例中，提供了一种脑电采集用导电介质输送系统，所述系统的结构示意图，如图1所述。所述系统包括：

至少一个支路电极组件3，用于分别与脑电采集设备的电极元件容腔相连，向所述电极元件容腔中输送脑电采集用导电介质；支路电极组件的数量可根据脑电采集设备电极数量确定；

储液设备2，用于储存导电介质；导电介质为可用于脑电采集电极用的任一液态介质；

电机泵1，用于抽取储液设备内的导电介质；

主供液管路4，用于将电机泵抽取的导电介质分别输送至上述多个支路电极组件3；

主回液管路5，与上述支路电极组件3连通，用于将每一支路中多余的导电介质输送回储液设备。

具体的，所述电机泵1进液口与储液设备2连通，以便抽取储液设备2中储存的导电介质，电机泵1出液口通过主供液管路4与各通道支路电极组件3进口连通，电机泵1抽取导电介质后，通过主供液管路4向各通道支路电极组件3输送，各通道支路电极组件3出口通过主回液管路5与储液设备2连通，导电介质分别充满与各通道支路电极组件3相连的电极元件容腔后，多余导电介质通过支路电极组件3出口，经由主回液管路5流回至储液设备；

示例性的，设支路电极组件个数为3，所述电机泵1抽取储液设备2中储存的导电介质，通过主供液管路4分别向3个支路电极组件输送，导电介质分别充满与3个支路电极组件相连的3个电极元件容腔后，多余的导电介质，各自通过支路电极组件出口经由主回液管路5流回至储液设备2。

所述系统中导电介质的流通需要合适的压力。

优选的，在电机泵1出口设置调压阀6，调压阀6进口与电机泵1出液口连通，调压阀6出口与储液设备2连通，由调压阀6调节所述系统的压力。

需要说明的是，在图1中，调压阀6的进口与支路上的管路连接，而由于流体的特点，调节阀6的进口与电机泵1的出液口是连通的。

所述储液设备2，包括：箱体7、增压活塞8、弹簧10；

所述增压活塞8内置于箱体7的内孔，与箱体7间隙配合，可沿箱体7内孔轴向移动；增压活塞8与箱体7内孔之间形成密封隔断，形成储液腔16及大气腔17；其中，储液腔16储存导电介质，大气腔17里为空气；所述弹簧10内置于箱体7内孔的大气腔17中，限位在箱体7内孔端部及增压活塞8之间；在弹簧10作用下，增压活塞8可沿箱体7内孔轴向移动，对箱体7内孔储液腔16内的液体进行挤压；

可选的，为增加增压活塞8的封闭性，在增压活塞8外表面设置密封件槽，将O形密封圈9置于增压活塞的密封件槽中；

具体实施时，随着电机泵1抽取导电介质的进行，箱体7内的导电介质变少，而此时，在弹簧10作用下，增压活塞8对箱体7内孔储液腔16内液体的挤压，可避免箱体7储液腔16出现真空，有效改善电机泵1的吸液效果。

所述支路电极组件3，包括：进口单向阀12、三通管接头13、出口单向阀14；

所述进口单向阀12的进口与主供液管路4连通，进口单向阀12的出口与三通管接头13进口连通，三通管接头13水平出口与出口单向阀14进口连通，三通管接头13侧面口与电极元件容腔连通，所述出口单向阀出口14与所述主回液管路5连通；

具体实施时，电机泵1抽取到的导电介质经由主供液管路4进入到支路电极组件3中，依次进入进口单向阀12、三通管接头13，经由三通管接头13侧面口进入电极元件容腔，导电介质充满电极元件容腔后，经由出口单向阀14沿主回液管路5输送回储液腔16；电极元件容腔为脑电采集电极中用于容纳导电介质的腔体，本发明实施例能够适用于任何设置有电极元件容腔的湿性电极中，同时为多个电极输送导电介质。

通过在三通管接头13水平两侧设置进口单向阀12和出口单向阀13，由于进口单向阀12及出口单向阀14均只允许导电介质单向流动，这种设置可以实现导电介质的单向流动。

可选的，在支路电极组件3中增加一个节流阀11，所述节流阀11进口与支路电极组件2进口相通，所述节流阀11出口与进口单向阀12连通；所述节流阀11可调节进入三通管接头13导电介质的流量，即可调节进入电极元件15导电介质的流量；

具体实施时，电机泵1抽取到的导电介质经由主供液管路4，首先进入到支路电极组件3中的节流阀11，然后依次进入进口单向阀12、三通管接头13，经由三通管接头13侧面口进入电极元件容腔，导电介质充满电极元件容腔后，经由出口单向阀14沿主回液管路输送回储液腔16。

在一个具体实施例中，当开启电机泵1后，由于导电介质的压力，进口单向阀12和出口单向阀14被打开，当关闭电机泵后，进口单向阀12和出口单向阀14会因导电介质压力的减小而自动关闭，在单向阀的进口及出口之间形成有效绝缘隔断，即将经过这两个单向阀前后的导电介质输送通道绝缘截止。

需要说明的是，以上所述主供液管路和主回液管路可以是胶管，上述各元件之间也均可通过胶管连通，储液设备可为储液箱。

本实施例的技术方案，避免了现有技术中多次重复、手动逐个注入导电介质，可以实现同时向多个支路电极元件容腔自动、同时注入导电介质，各支路多余导电介质自动回收；简化了注入导电介质的过程，节省了时间，便于脑电信号的长时、有效采集。由于电极元件容腔一般较小，使导电介质容易溢出，在脑电信号采集时影响采集准确度且容易造成污染，同时由于其电极元件体积小，不易设置监测其是否被导电介质充满、溢出的监测元件，因此，本技术方案中，设置主回液管路，能够在导电介质充满电极元件容腔后自动回收多余介质，其结构简单，良好地解决了自动供液引起导电介质溢出的问题。

实施例2

在本发明实施例中，提供了一种脑电采集用导电介质输送方法，所述方法的流程示意图，如图2所述。所述方法包括以下步骤：

打开电机泵抽取储液设备内的导电介质；

主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件的进口单向阀，经过三通管接头进入各电极元件容腔；

多余导电介质通过出口单向阀，经过主回液管路流回至储液设备；

导电介质注入完毕后，停止电机泵工作，各支路电极组件中的进口单向阀和出口单向阀关闭。

优选的，打开电机泵抽取储液设备内的导电介质，此时，在箱体内弹簧的作用下，增压活塞沿箱体内孔轴移动，对箱体内孔储液腔内的导电介质进行挤压，可避免箱体储液腔出现真空，有效改善电机泵的吸液效果；

优选的，电机泵抽取储液设备内的导电介质，通过调压阀调节压力后，由主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件；

优选的，主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件的节流阀进口，经节流阀调节流量后，由节流阀的出口输送至进口单向阀，经过三通管接头进入各电极元件容腔，最终流至电极元件末端界面；通过节流阀调节进入各电极元件容腔导电介质的流量；

多余导电介质通过出口单向阀，经过主回液管路流回至储液设备；

导电介质注入完毕后，停止电机泵工作，各支路电极组件中的进口单向阀和出口单向阀自动关闭；进口单向阀和出口单向阀的关闭，使得各电极元件容腔内导电介质与进口单向阀进口及出口单向阀出口处的导电介质之间进行有效绝缘截止，在测量脑电信号时，可防止各电极元件之间由于导电介质通电而引起信号串通，有效避免了信号串扰；

脑电信号采集过程中，电极元件容腔中导电介质会因人体温度及环境温度影响而减少，因而，需每间隔一段时间，例如五分钟，打开电机泵一次，重复以上步骤，直至脑电信号采集完毕；打开电机泵的间隔时间可根据从打开电机泵到关闭电机泵，储液设备中导电介质的减少量而自行调整。

需要说明的是，节流阀一般提前设置好，当电机泵开始抽取储液设备内的导电介质时，导电介质的压力，可将原本关闭的进口单向阀和出口单向阀打开，使得进口单向阀与三通管接头相通，也使得出口单向阀与主回液管路相通；而当导电介质注入完毕，电机泵停止工作后，由于失去导电介质的压力，进口单向阀和出口单向阀恢复到关闭状态。

在本实施例的技术方案中，电机泵抽取储液设备内的导电介质后，在导电介质的压力作用下，将原本关闭的进口单向阀和出口单向阀打开，避免了现有技术中多次重复、手动逐个注入导电介质，实现了导电介质向多个支路电极元件容腔的自动、同时注入和多余的导电介质经由主回液管路向储液设备的自动回流；

电机泵停止工作后，各支路电极组件中的进口单向阀和出口单向阀，会由于失去导电介质的压力，而自动关闭，这使得各电极元件容腔内的导电介质与进口单向阀进口、出口单向阀出口处的导电介质之间进行有效绝缘截止；避免在后续的脑机信号采集时，各电极元件之间由于导电介质通电而引起信号串通，保证了保证了脑电信号采集的质量。

需要说明的是，上述实施例之间，其相同或相似之处可相互借鉴。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种脑电采集用导电介质输送系统，其特征在于，包括：

至少一个支路电极组件，用于分别与脑电采集设备的电极元件容腔相连，向所述电极元件容腔中输送脑电采集用导电介质；

储液设备，用于储存导电介质；

电机泵，用于抽取储液设备内的导电介质；

主供液管路，用于将电机泵抽取的导电介质分别输送至所述至少一个支路电极组件；

主回液管路，与所述至少一个支路电极组件连通，用于将多余的导电介质输送回储液设备；

所述支路电极组件包括，进口单向阀、三通管接头、出口单向阀；

所述进口单向阀的进口与主供液管路连通，所述进口单向阀的出口与三通管接头水平进口连通，三通管接头水平出口与出口单向阀进口连通，三通管接头侧面口与电极元件容腔连通，所述出口单向阀出口与所述主回液管路连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括调压阀，所述调压阀的进口与所述电机泵出液口连通，所述调压阀的出口与所述储液设备 连通，所述调压阀用于调节所述系统的压力。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述储液设备包括，箱体、增压活塞和弹簧，所述增压活塞内置于箱体内孔中，与箱体内侧间隙配合，可沿箱体内孔轴向移动，将所述箱体分成储液腔和大气腔；弹簧内置于所述大气腔内，限位在箱体内孔端部及增压活塞之间。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储液设备 还包括O形密封圈，所述增压活塞外表面设有密封件槽，所述O形密封圈设置于密封件槽中。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支路电极组件还包括节流阀，所述主供液管路的出口与节流阀的进口连通，所述节流阀的出口与所述进口单向阀的进口连通。

6.一种基于权利要求1-5任一所述输送系统输送脑电采集用导电介质的方法，其特征在于，包括以下步骤：

电机泵抽取储液设备内的导电介质；

主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件的进口单向阀，经过三通管接头进入各电极元件容腔；

多余导电介质通过出口单向阀，经过主回液管路流回至储液设备；

导电介质注入完毕后，停止电机泵工作，各支路电极组件中的进口单向阀和出口单向阀关闭。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，电机泵抽取储液设备内的导电介质时，在箱体内弹簧的作用下，增压活塞沿箱体内孔轴向移动，对箱体内孔储液腔内的导电介质进行挤压。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，电机泵抽取储液设备内的导电介质，通过调压阀调节压力后，由主供液管路将导电介质输送至各支路电极组件。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述导电介质输送至支路电极组件的节流阀进口，经节流阀调节流量后，由节流阀的出口，输送至进口单向阀。

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