CN113180677B - 脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法 - Google Patents

脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法。所述脑电信号获取装置，包括：用于插入生物体进行生理信号监测的多个电极以及承载所述多个电极的电极底座。所述电极底座设置多个螺孔。所述多个螺孔承载所述多个电极。其中，所述多个电极中的每一个电极从所述多个螺孔中的一个螺孔中穿出。所述脑电信号获取装置可以通过所述多个电极直接嵌入生物体的骨头，与脑硬膜等软组织接触或侵入脑硬膜等软组织，从而直接记录电生理信号。所述脑电信号获取装置可以通过所述多个电极和所述电极底座采集皮质脑电图。

Description

脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法。
背景技术
脑-机接口技术(Brain-Machine/Computer Interface，BMI/BCI)是指在大脑与外部电子设备之间搭建沟通控制的桥梁，通过对神经电生理信号的采集和解码，实现人脑与机器之间的交流通信。脑-机接口技术不仅对于脑神经疾病诊断和机制研究具有重要意义，在应急救灾、工业生产乃至军事科学领域有着广泛的应用前景。
目前脑电信号的获取方式主要分为侵入式和非侵入式两种。脑电图(Electroencephalogram，EEG)等传统非侵入式电生理监测方法所获信号质量较差，颅骨等骨组织对电信号的衰减力度非常强。皮质脑电图(Electrocorticography，ECoG)等传统侵入式/半侵入式电生理监测方法所获信号质量很好，但需要开颅等手术辅助，风险很大。目前除了癫痫等病人外大部分人并不愿意接收开颅手术来植入电极，非常不利于推广。
发明内容
基于此，有必要针对目前脑电信号获取时存在的问题，提供一种脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法。
本申请提供一种脑电信号获取装置，包括：
多个电极，用于插入生物体进行生理信号的监测；
电极底座，设置多个螺孔，所述多个螺孔用于承载所述多个电极，其中，所述多个电极中的每一个电极从所述多个螺孔中的一个螺孔中穿出。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，还包括：
放大器，设置于所述电极底座，并对所述多个电极监测到的生理信号进行信号放大。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，每一个所述电极具有相对应的第一端和第二端，所述电极的第一端插入生物体进行生理信号监测，所述电极的第二端设置有螺线，所述电极的第二端与所述电极底座通过所述螺线连接。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，所述多个螺孔阵列排布于所述电极底座。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，所述电极底座插入生物体的表面设置为圆角面。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，还包括：
变幅杆，与所述电极底座连接，用于调整震动幅度。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，还包括：
水孔，开设于所述变幅杆，用于在钻孔过程中降温。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，还包括：
固定壳，与所述变幅杆连接，用于固定所述多个电极，并提供持握端。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置，还包括：
换能单元，与所述多个电极电连接，用于为所述多个电极提供能量。换能器用于产生机械波，也就是超声。
本申请提供一种脑电信号获取方法，包括：采用上述任一项所述的脑电信号获取装置中的所述多个电极插入生物体进行生理信号的监测。
本申请中提供一种脑电信号获取装置以及脑电信号获取方法。所述脑电信号获取装置，包括：用于插入生物体进行生理信号监测的多个电极以及承载所述多个电极的电极底座。所述电极底座设置多个螺孔。所述多个螺孔承载所述多个电极。其中，所述多个电极中的每一个电极从所述多个螺孔中的一个螺孔中穿出。所述脑电信号获取装置可以通过所述多个电极直接嵌入生物体的骨头，与脑硬膜等软组织接触或侵入脑硬膜等软组织，从而直接记录电生理信号。所述脑电信号获取装置可以通过所述多个电极和所述电极底座采集皮质脑电图。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例中提供的所述脑电信号获取装置的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中提供的所述脑电信号获取装置中所述电极底座的结构示意图；
图3为本申请一个实施例中提供的所述脑电信号获取装置中一个所述电极的结构示意图；
图4为本申请一个实施例中提供的所述脑电信号获取方法的步骤流程示意图。
附图标记说明：
脑电信号获取装置100
圆角面1；电极底座2；水孔3；变幅杆4；固定壳5；前盖6；压电陶瓷7；电极片8；第一电极线9；第二电极线10；后盖11；中心轴12；螺孔13；螺线14；电极15；换能单元20
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
发明人综合分析，相较于头皮脑电图等非侵入式采集方式，侵入式信号获取方式具有时空分辨率高、信号质量好、稳定性强等独特的优势。进一步地，根据神经电极监测位置的不同，侵入式信号获取方式又分为皮质脑电图和皮质内神经元记录等信号采集方式。皮质脑电图作为一种半侵入式脑-机接口技术，虽然获取脑电信号的空间分辨率低于侵入式神经元电位记录，但由于非侵入式方法引起较低的免疫反应和组织损伤，在长期植入跟踪监测方面具有不可比拟的优势。
请参见图1、图2和图3，本申请提供一种脑电信号获取装置100。本申请中提供的脑电信号获取装置100包括：多个电极15和电极底座2。
所述多个电极15用于插入生物体进行生理信号的监测。所述电极底座2设置多个螺孔13。所述多个螺孔13用于承载所述多个电极15，其中，所述多个电极15中的每一个电极15从所述多个螺孔13中的一个螺孔13中穿出。这里一个所述电极15从所述多个螺孔13中的一个螺孔13中穿出可以确保所述电极15固定于所述电极底座2。
所述脑电信号获取装置100应用于生理信号的监测，所述脑电信号获取装置100通过所述多个电极15插入生物体进行生理信号的监测。所述多个电极15插入生物体，对生物体造成的创面小，监测信号更准确。具体的，本申请实施例中提供的所述脑电信号获取装置100，通过所述多个电极15进行打孔，并将所述多个电极15(或者称为钻头)直接嵌入骨头，与脑硬膜等软组织接触或侵入来直接记录电生理信号。
在一个实施例中，所述多个电极15的材料可以为金属、金属合金或导电聚合物中的至少一种。例如，所述金属可以为铂、银、铱、镍或者钴。所述金属合金可以为一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。例如，所述金属合金可以为锰钢、不锈钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝。所述导电聚合物可以为导电高分子材料，具有共扼π-键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。所述多个电极15的长度和粗细在此并不作具体限定，可以根据所述超声骨刀的设计需求进行任意的调整。
本实施例中提供的所述脑电信号获取装置100可以将电能转换成机械能，使所述多个电极15处于高频共振模态，利用所述多个电极15强大的机械加速度对目标组织进行植入或者非植入式的生理信号监测。并且，所述脑电信号获取装置100的操作安全性高，切割精确，不会轻易损伤周围组织，可让接受诊疗的生物体更安全。所述脑电信号获取装置100可以应用于一些精密骨科手术。本申请提供的所述脑电信号获取装置100的切割速度适中。所述脑电信号获取装置100在监测生理信号时，不容易伤到生物体的软组织，不会因为小小的操作不当而留下严重的后遗症。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100，还包括放大器(图1中未示出)。
所述放大器设置于所述电极底座2，并对所述多个电极15监测到的生理信号进行信号放大。具体的，所述放大器可以设置于所述电极底座2的内部。或者所述放大器可以设置于所述电极底座2的外侧壁(图未示)。所述放大器的具体结构形式并不限定，只要能够完成对监测到的生理信号进行放大的功能即可。本实施例中所述脑电信号获取装置100中的所述电极底座2作为所述放大器的基座，可以与所述电极15一起放置在受试身上。
本实施例中，所述脑电信号获取装置100获取的皮质脑电图信号是通过所述多个电极15和所述电极底座2来完成的。所述电极底座2中放置所述放大器。所述放大器再将所述电极底座2获取的皮质脑电图信号通过有线或无线通路传导给上位计算机。
在一个实施例中，请参见图3，所述脑电信号获取装置100中，每一个所述电极15具有相对应的第一端和第二端。所述电极15的第一端插入生物体进行生理信号监测。所述电极15的第二端设置有螺线14。所述电极15的第二端与所述电极底座2通过所述螺线14连接。所述电极15的长度不定，可以根据实际需要进行自由设置。所述电极15通过所述螺线14与所述电极底座2上设置的所述螺孔13固定连接。
本实施例中，所述电极15为电极针。具体的，所述电极15为带螺纹的电极针。所述电极15(电极针)插入生物体颅骨进行生理信号的监测。电极针监测到的生理信号通过设置在所述电极底座2内的所述放大器导出至生理信号监测设备。具体的，所述放大器可以在所述电极底座2的位置进行加装。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100中，所述多个螺孔13阵列排布于所述电极底座2。所述多个螺孔13的数量不确定，可以根据所述多个电极15的数量来确定。所述多个螺孔13在阵列排布时，其间距不确定，可以根据所述螺孔13的数量来调整。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100中，所述电极底座2插入生物体的表面设置为圆角面1。本实施例中，所述电极底座2插入生物体的表面设置为圆角面1可以使得所述电极底座2插入生物体时更加顺滑，避免损伤皮肤。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100，还包括：变幅杆4。所述变幅杆4与所述电极底座2连接，用于调整震动幅度。比如，所述脑电信号获取装置100在插入生物体时和进行生理信号监测时需要不同的振动幅度。所述脑电信号获取装置100在获取不同位置的脑电信号时也需要不同的振动幅度。因此，需要所述变幅杆4对所述电极15的振动幅度进行不断的调整。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100，还包括：水孔3。所述水孔3开设于所述变幅杆4。所述水孔3用于在钻孔过程中降温。本实施例中，所述水孔3的设置避免了所述脑电信号获取装置100在使用过程中因为温度升高而伤害到生物体，或者因为温度升高而降低所述脑电信号获取装置100本身的使用寿命。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100，还包括：固定壳5。所述固定壳5与所述变幅杆4连接。所述固定壳5用于固定所述多个电极15，并提供持握端。
在一个实施例中，所述脑电信号获取装置100，还包括：换能单元20。所述换能单元20与所述多个电极15电连接，用于为所述多个电极15提供能量。所述换能单元20用于产生机械波，也就是超声。本申请提供的所述脑电信号获取装置100可以以20kHz-50kHz的频率振动，利用超声波的机械效应、空化效应、热效应等完成生物体组织的去除。
进一步地，请参阅图1，所述换能单元20包括：前盖6、压电陶瓷7、电极片8、第一电极线9、第二电极线10和后盖11。在所述前盖6和所述后盖11之间设置压电陶瓷7。所述压电陶瓷7在机械上串连、电路上并连的。对所述压电陶瓷7通交变电流电可以产生震动。在所述前盖6和所述后盖11之间设置多个电极片8。所述电极片8与所述压电陶瓷7连接。所述电极片8为所述压电陶瓷7通电。所述第一电极线9和所述第二电极线10可以分别设置为正极电极线和负极电极线。或者，所述第一电极线9和所述第二电极线10可以分别设置为负极电极线和正极电极线。每一个所述电极片8的两端分别与所述第一电极线9和所述第二电极线10电连接。所述换能单元20还包括中心轴12。在所述中心轴12中容纳所述多个电极15，其中所述电极15的一端是电极针。电极针插入生物体颅骨进行生理信号的监测。电极针监测到的生理信号通过设置在所述电极底座2内的所述放大器导出至生理信号监测设备。所述中心轴12一直贯穿到所述电极15的第二端设置的所述螺线14的位置。
本申请中的所述换能单元20中包括换能器。其中，换能器可以是本申请实施例中的所述压电陶瓷7也可以是其他的换能器，在此并不作进一步的限定。
在一个实施例中，所述固定壳5、所述变幅杆4、所述电极底座2和所述后盖11均是绝缘层。绝缘层的材料可以为聚氨酯、硅树脂、聚四氟乙烯、含氟聚合物、聚对二甲苯或者聚酰亚胺中的至少一种。
本申请提供的所述脑电信号获取装置100用于采集皮质脑电图。具体的，本申请提供的所述脑电信号获取装置100可以是在传统超声骨刀的基础上做出改进之后得到的，用于采集皮质脑电图。
本申请提供的所述脑电信号获取装置100对生物体进行生理信号的监测，或者说所述脑电信号获取装置100获取脑电信号有以下的技术优势：监测生物体的生理信号时，方便快捷，需要的时间很短；可以通过频率的调控实现在钻透骨头时不伤到软组织；相比于EEG等传统式非侵入式电生理监测方法，采用所述脑电信号获取装置100所获脑电生理信号质量更高，抗噪能力鲁棒性与稳定性更好；相比于ECoG等传统侵入式/半侵入式电生理监测方法，采用所述脑电信号获取装置100进行脑电信号的获取手术风险极小，而且因手术操作不熟练而造成的意外较小。另外，所述脑电信号获取装置100还可以包括压力传感器和限位器，从而可以完全实现自动化手术植入的功能，非常有利于推广。
另一个角度来说(从原理上来说)，所述脑电信号获取装置100是利用高强度聚焦超声技术，通过换能器，将电能转化为机械能，经高频超声震荡，使所接触的组织细胞内水汽化，蛋白氢键断裂，从而将手术中需要切割的骨组织彻底破坏。所述脑电信号获取装置100在使用时，所述多个电极15的温度低于38℃，周围传播距离小于200微米。由于该高强度聚焦超声波只对特定硬度的骨组织具有破坏作用，不仅不会破坏到血管和神经组织，还能对手术伤口处起到止血作用，进一步缩小微创手术的创口，极大地提高了手术的精确性、可靠性和安全性。所述脑电信号获取装置100采用所述多个电极15实时获取并记录生理信号。所述脑电信号获取装置100可以使用专业的记录神经与肌肉等组织释放的电流的仪器进行检测和记录。
本申请还提供一种脑电信号获取方法，包括：采用上述任一项所述的脑电信号获取装置100中的所述多个电极15插入生物体进行生理信号的监测。在一个实施例中，仅采用所述脑电信号获取装置100进行打孔，打孔完成之后将所述多个电极15取出。因为本身降温所用的生理盐水以及人体的组织液就是导电的，直接把所述多个电极15取出之后也能做到突破颅骨这个不导电的组织的目的。
请参阅图4，图4提供了所述脑电信号获取方法的流程示意图。实现皮质脑电生理信号监测的具体步骤可以包括：
S10，采用所述脑电信号获取装置100切开生物体特定位置的表皮组织并止血。本步骤中还可以使用超声骨刀、电刀、激光刀、手术刀或者LEEP刀等设备完成。
S20，将所述脑电信号获取装置100中的所述多个电极15或电极阵列植入生物体。
S30，采用无线信号传输通路或者有线信号传输通路作为显示监测设备，进行皮质脑电生理信号的显示。
本申请提供的所述脑电信号获取方法采用了上述所述的脑电信号获取装置100，以采集生物体的皮质脑电图。具体的，本申请提供的所述脑电信号获取方法对生物体进行生理信号的监测时具有以下的技术优势：监测生物体的生理信号时，方便快捷，需要的时间很短；可以通过频率的调控实现在钻透骨头时不伤到软组织；相比于EEG等传统式非侵入式电生理监测方法，采用所述脑电信号获取方法所获电生理信号质量更高，抗噪能力鲁棒性与稳定性更好；相比于ECoG等传统侵入式/半侵入式电生理监测方法，采用所述脑电信号获取方法进行脑电信号的获取手术风险极小，而且因手术操作不熟练而造成的意外较小。另外，所述脑电信号获取方法中的所述脑电信号获取装置100还可以包括压力传感器和限位器，从而可以完全实现自动化手术植入的功能，非常有利于推广。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种脑电信号获取装置，其特征在于，包括：
多个电极(15)，用于插入生物体进行生理信号的监测；
换能单元(20)，与所述多个电极(15)电连接，用于为所述多个电极(15)提供能量，用于产生超声波，所述换能单元(20)包含中心轴(12)、压电陶瓷(7)和电极片(8)，所述中心轴(12)用于容纳所述多个电极(15)，所述电极片(8)与所述压电陶瓷(7)连接，所述电极片(8)为所述压电陶瓷(7)通电，所述压电陶瓷(7)用于产生震动；
电极底座(2)，设置多个螺孔(13)，所述多个螺孔(13)用于承载所述多个电极(15)，其中，所述多个电极(15)中的每一个电极(15)从所述多个螺孔(13)中的一个螺孔(13)中穿出；
变幅杆(4)，与所述电极底座(2)连接，用于调整震动幅度。
2.根据权利要求1所述的脑电信号获取装置，其特征在于，还包括：
放大器，设置于所述电极底座(2)，并对所述多个电极(15)监测到的生理信号进行信号放大。
3.根据权利要求2所述的脑电信号获取装置，其特征在于，每一个所述电极(15)具有相对应的第一端和第二端，所述电极(15)的第一端插入生物体进行生理信号监测，所述电极(15)的第二端设置有螺线(14)，所述电极(15)的第二端与所述电极底座(2)通过所述螺线(14)连接。
4.根据权利要求3所述的脑电信号获取装置，其特征在于，所述多个螺孔(13)阵列排布于所述电极底座(2)。
5.根据权利要求4所述的脑电信号获取装置，其特征在于，所述电极底座(2)插入生物体的表面设置为圆角面(1)。
6.根据权利要求1所述的脑电信号获取装置，其特征在于，还包括：
水孔(3)，开设于所述变幅杆(4)，用于在钻孔过程中降温。
7.根据权利要求6所述的脑电信号获取装置，其特征在于，还包括：
固定壳(5)，与所述变幅杆(4)连接，用于固定所述多个电极(15)，并提供持握端。
8.根据权利要求1所述的脑电信号获取装置，其特征在于，所述多个电极(15)的材料可以为金属、金属合金或导电聚合物中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的脑电信号获取装置，其特征在于，所述固定壳(5)、所述变幅杆(4)和所述电极底座(2)均是绝缘层。
10.根据权利要求1至9任一项所述的脑电信号获取装置，其特征在于，所述电极(15)为电极针。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7302298B2 (en) * 2002-11-27 2007-11-27 Northstar Neuroscience, Inc Methods and systems employing intracranial electrodes for neurostimulation and/or electroencephalography
US7187967B2 (en) * 2003-09-30 2007-03-06 Neural Signals, Inc. Apparatus and method for detecting neural signals and using neural signals to drive external functions
US8315686B2 (en) * 2008-01-30 2012-11-20 New York University Cortical electrode array and method for stimulating and recording brain activity
WO2009134763A1 (en) * 2008-04-29 2009-11-05 Board of Governors for Higher Education, State of Rhode Island and the Providence Plantations Biomedical sensors usable on un-prepared contact surfaces
US8874201B2 (en) * 2008-09-30 2014-10-28 National University Corporation NARA Institute of Science and Technology Intracerebral information measuring device
US20100168532A1 (en) * 2008-10-24 2010-07-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for measuring brain activity
JP5843201B2 (ja) * 2010-04-21 2016-01-13 国立大学法人東北大学 小動物用の脳測定用電極ユニットとそれを用いた測定システム
US20160128589A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-12 University Of Utah Research Foundation Nervous system interface device
US10548502B2 (en) * 2016-08-30 2020-02-04 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Localizing electrical activity in the brain using vibration of the cerebral cortex
CN210043999U (zh) * 2019-03-20 2020-02-11 重庆医科大学附属第一医院 一种用于脑保护脑电监护电极固定系统
US20200368524A1 (en) * 2019-05-22 2020-11-26 Actuated Medical, Inc. Electrode Placement System for Penetrating Neural Implants
GB2583789B (en) * 2019-09-19 2021-06-09 Bioinduction Ltd Apparatus for deep brain stimulation
CN111938632A (zh) * 2020-08-10 2020-11-17 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种脑内信号采集器件及其制备方法、脑机接口

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙酣经 等.化工新材料产品及应用手册.中国石化出版社,2002,第1237-1238页. *

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