CN113974637A - 高度舒适的新型弹性脑电干电极、脑电设备及应用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高度舒适的新型弹性脑电干电极，包括电极底座和若干个固定设置在电极底座上的干电极单元，干电极单元包括弹性支撑元件和至少一个电极探头元件，弹性支撑元件的一端固定在电极底座上，弹性支撑元件的另一端与电极探头元件连接，电极探头元件用于与头皮接触采集脑电信号；弹性支撑元件用于传输脑电信号；电极底座包括电极基底元件、电极单元固定元件和电极位移限定元件，用于倾斜固定干电极单元，并将获取到的脑电信号输送至数据处理模块。本发明涉及的脑电干电极无需涂抹导电介质，长时间监测时可保证信号高质量获取，便于使用；电极探头元件与头皮接触的面为曲面，降低了使用时的不适感，提高了用户体验的舒适度。

Description

高度舒适的新型弹性脑电干电极、脑电设备及应用系统
技术领域
本发明属于脑电信号传感技术领域，尤其涉及一种高度舒适的新型弹性脑电干电极、脑电设备及应用系统。
背景技术
脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是将中枢神经系统活动直接转化为人工输出的系统，它能够替代、修复、增强、补充或改善中枢神经系统的正常输出，从而改善中枢神经系统与内外环境之间的交互作用。
目前研究比较广泛的是基于脑电信号(Electroencephalography,EEG)的脑机接口系统。脑电信号是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层的总体反映，可以真实反映大脑“内部”的命令与动机。由于EEG具有超高时间分辨率、非侵入性、价格低廉等优点被广泛应用在脑部疾病诊断和脑机接口应用中。
脑电电极是一种用于采集人体脑部的生物电信号并加以传输的传感器。脑电电极作为EEG信号采集单元的核心器件，它直接影响了脑电信号监测的质量以及测试者的使用体验。目前非侵入式BCI系统中用于采集EEG信号的脑电电极主要分为：湿电极、半干电极和干电极三种。湿电极使用广泛，但是由于需要涂抹导电膏、优化阻抗以及使用后需清洗等，准备较繁琐，时间成本高，用户体验感差；半干电极一般采用压力驱动释放电解质，电解质释放的不可控性造成记录信号不稳定。另外，随着时间的推移，湿电极中的导电凝胶会变干、半干电极中电解质会消耗完，两者均不适合用于长时间的脑电信号监测，进而限制了脑机接口由实验室转向实际生活情景下的研究。而干电极由于不需导电介质、可随取随用等优点受到了研究者的广泛关注，但目前已有干电极接触阻抗高，用户体验感差，不利于基于干电极便携脑电设备的应用推广。
发明内容
针对上述现有技术中存在的现有脑电电极中存在的接触阻抗高、用户体验感差、记录时间有限的技术问题，本发明的目的在于提供一种高度舒适的新型弹性脑电干电极、脑电设备及应用系统。
为达到上述目的，本发明提出了一种高度舒适的新型弹性脑电干电极，包括电极底座和若干个固定设置在电极底座上的干电极单元，干电极单元包括弹性支撑元件和至少一个电极探头元件，弹性支撑元件的一端固定在电极底座上，弹性支撑元件的另一端与电极探头元件连接，电极探头元件用于与头皮接触采集脑电信号，电极探头元件与头皮接触的面为曲面；弹性支撑元件用于传输脑电信号；电极底座包括电极基底元件、电极单元固定元件和电极位移限定元件，电极单元固定元件本身具有一定倾斜角度，固定设置在所述电极基底元件上，电极位移限定元件固定设置在电极单元固定元件上，电极基底元件用于固定连接干电极单元，并将获取到的所述脑电信号输送至数据处理模块；电极单元固定元件用于固定干电极单元，使其倾斜向外周扩散；电极位移限定元件用于限定干电极单元在头皮上的最大位移。
优选地，电极探头元件的截面为圆形或椭圆形，但不限于圆形或椭圆形。
本发明涉及的脑电干电极无需涂抹导电介质，长时间监测时可保证信号高质量获取，便于使用。干电极单元包括至少一个电极探头元件，当干电极单元的弹性支撑元件上装配多个电极探头元件时，既可保证舒适度，又能提高信号采集密度，提升单个干电极单元的采集性能。电极探头元件与头皮接触的面为曲面，降低了使用时的不适感，提高了用户体验的舒适度。电极单元固定元件用于固定干电极单元倾斜角度，使其以一定角度向外周扩散，帮助脑电干电极成梳状展开，进而使脑电干电极更易拨开头发，与头皮良好接触，获得稳定脑电信号。电极位移限定元件固定于电极单元固定元件上，对受到一定压力的脑电干电极，既能限定其干电极单元最大位移长度，保证脑电干电极采集信号范围相对集中，又能分担部分多余压力，减少电极压迫感，提高用户友好度。
进一步地，在电极探头元件表面涂敷银/氯化银或金。
电极探头元件表面涂覆以生物兼容性好的银/氯化银或金等材料，减少了电极极化电压，提高了获得信号的质量。
进一步地，电极探头元件表面可再裹附一层水凝胶。
电极探头元件表面涂覆生物兼容性较好的材料后，再裹附一层水凝胶，可进一步降低电极-皮肤接触阻抗以及增强接触稳定性，提高干电极单元采集信号质量。
进一步地，干电极单元在电极基底元件上的布局方式为单极排列、双极排列或多极排列中的一种。
优选地，干电极单元在电极基底元件上的布局方式为单极排列时，排列形状为圆形阵列、方形阵列、三角形阵列或其它合适形状的阵列,构成普通干电极；干电极单元在电极基底元件上的布局方式为双极排列或多极排列时，构成拉普拉斯式电极，使用拉普拉斯式电极可以提升所采集信号空间分辨率，比及通过差分记录减去公共噪声信号来提升采集信号信噪比。在遵循拉普拉斯式电极设计原则的基础上，干电极单元在电极基底元件上的排列形状可为圆环形、三角环形或其它合适的形状。
进一步地，弹性支撑元件为弹性可导电丝状材料，其特点为弹性限度大。
优选地，弹性可导电丝状材料为镍钛合金丝，但不限于镍钛合金丝。
镍钛合金丝兼具弹性支撑和导电媒介的作用。镍钛合金丝具有常温超弹特性，采用长度适中的高弹性的镍钛合金丝可帮助电极探头贴合头皮曲面，滑入毛发区域，拨开头发，与头皮进行良好接触，提高采集信号性能；镍钛合金丝弹力适中，当受到一定压力时，脑电干电极与头皮不会形成直接对抗，而是自然弯曲成梳状，沿头皮曲线进行贴合，不会产生疼痛感，可保证舒适度；镍钛合金丝弹性性能较好，使得使用后的脑电干电极迅速恢复原来形状，进行重复利用，从而节约了资源，降低了成本；镍钛合金丝具有高阻尼的特性，可减少电极探头元件受到微小运动的干扰，建立起更加稳定的头皮与电极探头元件的接触面。
进一步地，弹性支撑元件还包含电镀于弹性可导电丝状材料表面的导电涂层，或与弹性可导电丝状材料平行放置或内嵌于弹性可导电丝状材料的导电丝。
优选地，导电涂层材料选取为铜、银等材质，导电丝选取为银丝、铜丝、铝丝、镍丝、钛丝、碳钢镀镍丝或其它合适材质的导电丝。
弹性可导电丝状材料与导电涂层、导电丝配合使用，可以提高脑电信号的采集质量，降低生物电信号传输损耗。
进一步地，暴露在电极基底元件和电极探头元件之间的弹性支撑元件的长度为3-30mm，直径为0.5-5mm；电极探头元件的截面上两点之间的最大距离为1-7.5mm；电极基底元件的截面上两点之间的最大距离为5-50mm。
暴露在电极基底元件和电极探头元件之间的弹性支撑元件的直径为0.5-5mm，保证电极弹性支撑弹性系数适中，缓解电极对头皮压力，提高使用舒适度。电极探头元件的截面上两点之间的最大距离为1-7.5mm，使得电极探头元件尺寸大小选取合适，合适尺寸的电极探头元件，既能大于头发毛孔尺寸，不会刺破头皮引起不适，又足够小，以便于穿过头发接触到头皮，确保没有头发被压在电极探头元件下。电极基底元件的截面上两点之间的最大距离为5-50mm，使得电极基底元件的面积不致过大，避免产生脑电干电极与头皮接触不良的问题。
进一步地，电极基底元件和电极探头元件均为导电材料。
电极基底元件和电极探头元件为导电良好的金属或高分子材料，如导电硅胶、导电橡胶，但不限于上述材料。
电极基底元件为PCB电路板或其它可导电材料。以PCB电路板作为电极基底元件时，PCB电路板为单层或多层，PCB电路板的形状可以为圆形、方形、三角形等任意合适形状。
电极探头元件为低阻抗金属材料或其它可导电材料，以减小脑电干电极本身对生物电信号的影响，如：紫铜铜球、黄铜铜球、镍钛合金、导电硅胶、导电橡胶等。
进一步地，电极单元固定元件由3D打印而成，具有一定倾斜角度，内置用于固定干电极单元位置的卡槽。卡槽位置依据电极单元在电极基底上的位置设置，卡槽直径依据电极弹性支撑元件的直径设置。
电极单元固定元件倾斜角度可为15°，20°，25°等任意合适倾斜角度。可根据干电极单元置于电极基底的位置不同，选择不同电极单元固定元件的倾斜角度，既可放置更多干电极单元，又能保证干电极单元排列错落有序，每个电极探头均可与头皮接触，增大接触面积。
进一步地电极位移限定元件兼具弹性与柔软度。
电极位移限定元件兼具弹性与舒适度的材料,如弹性橡胶、硅胶,但不限于上述材料。
一个电极可有一个或多个电极位移限定元件，均匀对称固定在电极单元固定元件上，保证电极位移限定元件受力均衡。电极位移限定元件形状可为圆柱体、长方体、正方体等任意合适形状，在不遮挡挤压干电极单元情况下，电极位移限定元件截面面积越大，越舒适。电极位移限定元件高度为小于等于电极上最短干电极单元长度。
一种脑电设备，包括脑电干电极，还包括数据处理模块，脑电干电极用于采集脑电信号，并将脑电信号传输到数据处理模块；数据处理模块用于对接收到的脑电信号进行处理后进行操作命令的下发。
数据处理模块的功能为对脑电信号进行预处理、特征提取、分类识别等操作。
一种应用系统，包括脑电设备，还包括显示屏和用户，显示屏用于向用户展示可操作的界面；用户基于注视可操作的界面，产生相应的脑电信号；脑电信号被脑电干电极采集后传输到数据处理模块；数据处理模块用于对接收到的脑电信号进行处理后进行操作命令的下发。
相对于现有技术，本发明的技术效果为：本发明涉及的脑电干电极无需涂抹导电介质，长时间监测时可保证信号高质量获取，便于使用；电极弹性支撑元件接触头皮时，自然弯曲成梳状，帮助电极探头元件贴合头皮曲面，滑入毛发区域，与头皮进行良好接触，降低头皮-电极接触阻抗，提高采集信号性能；且电极探头元件与头皮接触的面为曲面，降低了使用时的不适感，提高了用户体验的舒适度。本发明还提供了一种脑电设备。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为脑电干电极的整体结构示意图；
图2为铜丝和镍钛合金丝的相对位置设置方式示意图；
图3为干电极单元尺寸标示图；
图4为弹性支撑元件上设置三个电极探头元件的结构示意图；
图5为电极基底元件的形状示意图；
图6为不同倾斜角度电极单元固定元件形状示意图；
图7为干电极单元与电极单元固定元件固定结构示意图；
图8为电极位移限定元件与电极基底元件的相对位置结构示意图；
图9为单极排列的结构示意图；
图10为双极拉普拉斯电极的结构示意图；
图11为双极圆环形阵列排布的结构示意图；
图12为单探头圆形阵列的脑电干电极使用前后的效果图；
图13为三探头圆形阵列的脑电干电极使用前后的效果图；
图14为单探头双极排列的脑电干电极使用前后的效果图；
图15为三探头双极排列的脑电干电极使用前后的效果图；
图16为新型穿戴式高舒适度干电极脑电采集头环的结构示意图；
图17为新型穿戴式高舒适度干电极脑电帽的结构示意图；
图18为新型可穿戴式高舒适度干电极智慧眼镜的结构示意图。
附图标记说明：
电极底座1，干电极单元2，弹性支撑元件3，电极探头元件4，电极基底元件5，电极单元固定元件6，电极位移限定元件7、脑电干电极8。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的高度舒适的新型弹性脑电干电极、脑电设备及应用系统。
如图1-图18所示，高度舒适的新型弹性脑电干电极8，包括电极底座1和若干个固定设置在电极底座1上的干电极单元2，干电极单元2包括弹性支撑元件3和至少一个电极探头元件4，弹性支撑元件3的一端固定在电极底座1上，弹性支撑元件3的另一端与电极探头元件4连接，电极探头元件4用于与头皮接触采集脑电信号，电极探头元件4与头皮接触的面为曲面；弹性支撑元件3用于传输脑电信号；电极底座1包括电极基底元件5，电极单元固定元件6，电极位移限定元件7，电极单元固定元件6本身具有一定倾斜角度，固定设置在电极基底元件5上，电极位移限定元件7固定设置在电极单元固定元件6上，电极基底元件5用于连接固定干电极单元2，并将获取到的脑电信号输送至数据处理模块；电极单元固定元件6用于固定干电极单元2，使其倾斜向外周扩散；电极位移限定元件7用于限定干电极单元2在头皮上的最大位移。
电极底座1用于倾斜固定干电极单元2，并将获取到的脑电信号输送至数据处理模块。
电极底座1包括电极基底元件5、电极单元固定元件6和电极位移限定元件7。电极基底元件5放置通孔焊盘，电极探头元件4表面打孔，弹性支撑元件3通过该孔与电极基底元件5和电极探头元件4焊接固定连接或导电银胶粘贴固定连接。干电极单元2包括弹性支撑元件3和至少一个电极探头元件4，其中，弹性支撑元件3的一端连接到电极基底元件5，另一端连接到电极探头元件4。弹性支撑元件3兼具支撑和导电的功能，用于传输脑电信号。本发明的弹性支撑元件3至少包括弹性可导电丝状材料，即可以使用弹性可导电丝状材料同时作为支撑件以及导电媒介，本发明以镍钛合金丝为例。为了提高脑电信号的采集质量，弹性支撑元件3在具有镍钛合金丝的基础上还可以包括其它材质的导电丝或者电镀于镍钛合金上的导电涂层。本发明以导电丝为铜丝为例，当弹性支撑元件3包括镍钛合金丝和铜丝时，镍钛合金丝和铜丝的相对位置设置包括两种形式，如图2所示，镍钛合金丝和铜丝可以平行放置或铜丝内嵌于镍钛合金丝，其中，图2（a）为镍钛合金丝和铜丝可以平行放置的结构示意图；图2（b）为铜丝内嵌于镍钛合金丝的结构示意图。另外，镍钛合金丝和铜丝之间为绝缘粘合或无粘合直接接触。脑电干电极8的长度和直径对电极性能和舒适度有一定的影响，如图3所示，在完成装配的脑电干电极8中暴露在电极基底元件5和电极探头元件4之间的弹性支撑元件3的长度h为3-30mm，直径c为0.5-5mm。电极基底元件5放置通孔焊盘，电极探头元件4表面打孔，用于放置弹性支撑元件3，弹性支撑元件3的两端通过焊接或导电银胶粘贴分别与电极基底元件5和电极探头元件4固定连接。
弹性支撑元件3上设置电极探头元件4，电极探头元件4用于与头皮接触采集脑电信号，电极探头元件4与头皮接触的面为曲面，电极探头元件4表面涂覆银/氯化银或金,减少电极极化电压影响。电极探头元件4的材质为导电良好的金属或高分子材料，如铜、导电硅胶或导电橡胶。电极探头元件4表面涂覆完银/氯化银或金后，还可以再裹附一层水凝胶，可进一步降低电极-头皮接触阻抗，增强接触稳定性，提升电极单元采集信号质量。电极探头元件4的尺寸大小，既要大于头发毛孔尺寸，以确保不会刺破皮肤，进而引起不适，又要足够小，以利于电极探头元件4穿过头发接触到头皮，确保没有头发被压在电极探头元件4下。电极探头元件4的截面上两点之间的最大距离为1-7.5mm。以圆形电极探头和椭圆形电极探头为例，如图3（a）所示，圆形电极探头的直径b的取值范围为1-7.5mm，如图3（b）所示，椭圆形电极探头的长轴a的取值范围为1-7.5mm。弹性支撑元件3上设置至少一个电极探头元件4，为了提高信号采集密度，弹性支撑元件3上可以设置多个电极探头元件4。当弹性支撑元件3上设置多个电极探头元件4时，以弹性支撑元件3上设置三个圆形电极探头和三个椭圆形电极探头为例，其设置方式如图4所示，其中，图4（a）为弹性支撑元件3上设置3个圆形电极探头的结构示意图；图4（b）为弹性支撑元件3上设置3个椭圆形电极探头的结构示意图。
电极基底元件5用于将获取到的脑电信号输送至数据处理模块。电极基底元件5的材质为金属材质、导电硅胶或导电橡胶。电极基底元件5可以采用双层或多层PCB电路板，电路板上放置通孔焊盘。如图5所示，电极基底元件5形状可为圆形、椭圆形或多边形，但不限于上述形状。其中，图5（a）为电极基底元件5为圆形的结构示意图；图5（b）为电极基底元件5为多边形的结构示意图；图5（c）为电极基底元件5为椭圆形的结构示意图。电极基底元件5的截面上两点之间的最大距离为5-50mm，以避免因电极基底元件5面积过大产生的电极与头皮接触不良问题。
电极单元固定元件6设置卡槽用于固定电极弹性支撑元件倾斜角度，使其倾斜地向外周扩散。卡槽位置依据电极基底元件5上通孔焊盘位置而定，卡槽直径依据电极弹性支撑元件3的直径而定，实现精准组装，保证每个电极单元达到预定倾斜角度，且位置相对固定。电极单元固定元件6倾斜角度可为15°、20°、25°等任意合适角度。电极单元固定元件6形状可为中空圆锥台形、中空棱台等任意合适形状，具体形状选择依据干电极单元2在电极基底元件5上排列形状而定。其中，形状为中空圆锥台形，倾斜角度为15°、20°、25°的电极单元固定元件6的结构示意图如图6所示。图6（a）为15°倾斜角的示意图，图6（b）为20°倾斜角的示意图，图6（c）为25°倾斜角的示意图。图7为干电极单元2和中空圆锥台形，倾斜角度为20°的电极单元固定元件6的固定结构示意图。
电极位移限定元件7既用于限定干电极单元2最大位移长度，保证电极采集信号范围相对集中，又能分担部分多余压力，减少电极压迫感，提高用户友好度。电极位移限定元件7材质为兼具弹性与舒适度的材料，如弹性橡胶或硅胶等。电极位移限定元件7形状选取为圆柱体、长方体、正方体等合适形状，电极位移限定元件7高度小于等于电极上最短干电极单元2长度。
每个脑电干电极8上可有一个或多个电极位移限定元件7，在不遮挡挤压干电极单元2情况下，电极位移限定元件7均匀对称分布于电极单元固定元件6上端，电极位移限定元件7截面面积越大，越舒适。
当三个圆柱形电极位移限定元件7均匀分布在一个脑电干电极8上时，电极位移限定元件7与电极单元固定元件6相对位置固定结构如图8所示。
电极探头元件4与弹性支撑元件3组合在一起为一个干电极单元2，电极底座1可装配多个干电极单元2，干电极单元2按照一定形状的阵列排布于电极基底元件5上，构成一个脑电干电极8，适用于头皮有发区域脑电信号采集。干电极单元2在电极基底元件5上的布局方式为单极排列、双极排列或多极排列。如图9所示，干电极单元2在电极基底元件5上的布局方式为单极排列时，排列形状为梯形阵列、方形阵列或三角形阵列，但不限于上述形状。其中，图9（a）为方形阵列；图9（b）为三角形阵列；图9（c）为梯形阵列。干电极单元2在电极基底元件5上的布局方式为双极排列或多极排列时，构成拉普拉斯式电极。在遵循拉普拉斯式电极设计原则的基础上，干电极单元2在电极基底元件5上的排列形状可为圆环形或三角环形，但不限于上述形状。以双极拉普拉斯电极为例，其结构示意图如图10所示，其中，r为圆环有效半径，rb为圆环外径，ra为圆环内径，rs为中央电极半径，d为圆环宽度，两个圆环之间为绝缘物。当干电极单元2以双极圆环形阵列排布时，其示意图如图11所示。
以电极基底元件5为双层圆形PCB电路板，电极探头元件4为圆形为例。当电极探头元件4的数量为1，干电极单元2排列形状为圆形阵列时，脑电干电极8使用前后的效果图如图12所示。其中，图12（a）为脑电干电极8使用前的效果图；图12（b）为脑电干电极8使用后的效果图。当电极探头元件4的数量为3，干电极单元2排列形状为圆形阵列时，脑电干电极8使用前后的效果图如图13所示。其中，图13（a）为脑电干电极8使用前的效果图；图13（b）为脑电干电极8使用后的效果图。当电极探头元件4的数量为1，干电极单元2排列方式为双极排列，排列形状为圆环形，构成拉普拉斯电极时，脑电干电极8使用前后的效果图如图14所示。其中，图14（a）为脑电干电极8使用前的效果图；图14（b）为脑电干电极8使用后的效果图。当电极探头元件4的数量为3，干电极单元2排列方式为双极排列，排列形状为圆环形，构成拉普拉斯电极时，脑电干电极8使用前后的效果图如图15所示。其中，图15（a）为脑电干电极8使用前的效果图；图15（b）为脑电干电极8使用后的效果图。由图12-图15可以看出，当使用脑电干电极8时，弹性支撑元件3自然弯曲，使得电极探头元件4贴合头皮曲面，与头皮良好接触，当弹性支撑元件3具有多个电极探头元件4时，电极探头元件4与头皮的接触面积增大。
一种脑电设备，包括脑电干电极8，还包括数据处理模块，脑电干电极8用于采集脑电信号，并将脑电信号传输到数据处理模块；数据处理模块用于对接收到的脑电信号进行处理后进行操作命令的下发。一种应用系统，包括脑电设备，还包括显示屏和用户，显示屏用于向用户展示可操作的界面；用户基于注视可操作的界面，产生相应的脑电信号；脑电干电极8用于采集脑电信号，并将脑电信号传输到数据处理模块；数据处理模块用于对接收到的脑电信号进行处理后进行操作命令的下发。
基于高度舒适的新型弹性脑电干电极8的脑电设备，如图16-图18所示分别为新型穿戴式高舒适度干电极脑电采集头环、新型穿戴式高舒适度干电极脑电帽和新型可穿戴式高舒适度干电极智慧眼镜。上述脑电设备均包括高度舒适的新型弹性脑电干电极8，可用于日常脑电监测或帮助残疾人进行脑控康复训练以及进行脑控娱乐活动。本发明可以应用在上述场景中，但不限于上述场景。
具体操作过程为：
（1）显示屏向用户展示可操作的界面，由用户基于操作意图，注视操作对象，产生相应的脑电信号；
（2）脑电干电极采集脑电信号，并将脑电信号传输到数据处理模块；
（3）数据处理模块对脑电信号进行预处理、特征提取、分类识别等操作，来判断当前用户正在注视的操作对象，并进行操作命令的下发。
其中，数据处理模块可采用TRCA、DCPM、CCA、SVM等典型的特征处理、模式识别算法，对脑电信号进行特征提取和模式识别。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，包括电极底座和若干个固定设置在所述电极底座上的干电极单元，所述干电极单元包括弹性支撑元件和至少一个电极探头元件，所述弹性支撑元件的一端固定在所述电极底座上，所述弹性支撑元件的另一端与所述电极探头元件连接，所述电极探头元件用于与头皮接触采集脑电信号，所述电极探头元件与所述头皮接触的面为曲面，所述弹性支撑元件用于传输所述脑电信号；
所述电极底座包括电极基底元件、电极单元固定元件和电极位移限定元件，所述电极单元固定元件本身具有一定倾斜角度，固定设置在所述电极基底元件上，所述电极位移限定元件固定设置在所述电极单元固定元件上，所述电极基底元件用于固定连接所述干电极单元，并将获取到的所述脑电信号输送至数据处理模块；所述电极单元固定元件用于固定所述干电极单元，使其倾斜向外周扩散；所述电极位移限定元件用于限定所述干电极单元在头皮上的最大位移。
2.如权利要求1所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，所述弹性支撑元件为弹性可导电丝状材料。
3.如权利要求1所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，所述电极位移限定元件兼具弹性与柔软度。
4.如权利要求2所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，所述弹性支撑元件还包含电镀于所述弹性可导电丝状材料表面的导电涂层，或与所述弹性可导电丝状材料平行放置或内嵌于所述弹性可导电丝状材料的导电丝。
5.如权利要求1所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，所述电极基底元件和所述电极探头元件均为导电材料。
6.如权利要求1所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，在所述电极探头元件表面涂敷生物兼容性好的材料后，还可以再裹附一层水凝胶。
7.如权利要求1所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，所述干电极单元在所述电极基底元件上的布局方式为单极排列、双极排列或多极排列中的一种。
8.如权利要求1所述的高度舒适的新型弹性脑电干电极，其特征在于，暴露在所述电极基底元件和所述电极探头元件之间的所述弹性支撑元件的长度为3-30mm,直径为0.5-5mm；所述电极探头元件的截面上两点之间的最大距离为1-7.5mm；所述电极基底元件的截面上两点之间的最大距离为5-50mm。
9.一种脑电设备，包括如权利要求1-8任一所述的脑电干电极，其特征在于，还包括所述数据处理模块，所述脑电干电极用于采集脑电信号，并将所述脑电信号传输到所述数据处理模块；所述数据处理模块用于对接收到的所述脑电信号进行处理后进行操作命令的下发。
10.一种应用系统，包括如权利要求9所述的脑电设备，其特征在于，还包括显示屏和用户，所述显示屏用于向所述用户展示可操作的界面；所述用户基于注视所述可操作的界面，产生相应的脑电信号；所述脑电信号被所述脑电干电极采集后传输到所述数据处理模块；所述数据处理模块对接收到的所述脑电信号进行处理后进行操作命令的下发。
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