CN219109442U - 一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列 - Google Patents
一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，包括电路板、颅钉、接口、导线，颅钉、接口均位于电路板上，颅钉通过电路板与接口相接并连通。电路板由基底、屏蔽层、铜导线、触点组成。基底位于电路板的底层；铜导线位于基底上，铜导线的根数8～32根，铜导线的一端与触点相接并连通，另一端与接口相接并连通；触点为镀金点，屏蔽层履盖在基底和铜导线上没有触点的部位，电路板上设置有空槽。本实用新型的电极片可弯折，能够更好地贴合颅骨；生物相容性好，适用于动物体的实验；不易脱落，能够维持高质量长时间的信号采集；采集电极位置无偏差、数目多；有效防止接线错误，改善信号采集效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电子和传感器技术领域，具体是一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列。
背景技术
难治性癫痫的主要治疗方式是手术切除致痫灶，但临床上有时脑电与影像诊断技术均无法精确定位致痫灶，难以实施手术。对于这部分手术治疗也无效的患者，目前缺乏有效的治疗手段。如果能够在癫痫发作前及时预测到癫痫发作，采取有效措施抑制即将到来的癫痫发作，对于缓解患者病痛乃至治愈癫痫发作具有重要意义。因此，对于无法精确定位致痫灶的难治性癫痫患者，如果能够突破现有技术的局限性，找到一种能够精确定位致痫灶并预测癫痫发作的新技术，就能够使这部分患者得到有效救治。
影像学研究显示，癫痫发作前期致痫灶处脑血流灌注发生改变。电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术能够根据不同组织具有不同的电阻抗特性、同一组织在不同的生理病理状态下也具有不同的电阻抗特性这一原理进行成像。EIT对脑血流灌注变化敏感，能够检测出脑出血和脑缺血带来的组织阻抗变化，因此理论上EIT可以检测出癫痫发作前期脑血流灌注改变带来的致痫灶处电阻抗变化，具有检测癫痫疾病、定位致痫灶、预测癫痫发作的可行性。
为实现基于EIT的癫痫定位及预测，目前应当采取公认较为理想的大鼠难治性癫痫发作为研究对象，探究癫痫发作前期致痫灶处的电阻抗变化特征，为人类癫痫发作定位及预测奠定基础。EEG是临床判断癫痫发作的金标准。如果能将EIT与EEG信号同步监测，以脑电癫痫特征波判断癫痫发作期，将有助于建立EIT对癫痫是否发作的评判标准。
然而，目前研究中多采用单独的EIT与EEG电极进行监测，电极位置有偏差，无法确认脑部某区域的电阻抗变化是否是由于癫痫发作引起的。此外，大鼠头颅尺寸较小，能放置电极的数目有限，但采集电极越多，提供的癫痫发作相关信息也越准确越可靠。因此，为了实现同步采集大鼠EIT与EEG信号的目标，需要设计一套能够同步监测EIT与EEG信号的适用于大鼠实验的头部电极阵列。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的EIT与EEG电极位置有偏差、采集电极数目少的不足，本实用新型公开了一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是：
一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，包括电路板、颅钉、接口、导线。
所述颅钉、接口均位于所述电路板上，所述颅钉、接口均与所述电路板相接并连通，所述接口与导线相接并连通。所述颅钉通过电路板与接口相接并连通。
所述电路板由基底、屏蔽层、铜导线、触点组成。
所述基底位于电路板的底层；所述铜导线位于基底上，铜导线的根数8～32根，铜导线的一端与触点相接并连通，另一端与接口相接并连通；所述触点为镀金点，屏蔽层履盖在基底和铜导线上没有触点的部位。
所述电路板上还设置有空槽，所述空槽贯通电路板的基底、屏蔽层，空槽位于没有铜导线、触点的部位。
所述颅钉位于所述触点上，所述颅钉与所述触点相接并连通；工作时，所述颅钉与大鼠头部相接触。所述触点位于电路板上，所述触点与电路板相接并连通。
上述的支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，所述电路板为柔性电路板，基底为聚酰亚胺材料，屏蔽层为聚酰亚胺材料。
上述的支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，所述接口为排针或排母，所述排母可以为单排母或双排母，所述排针可以为单排针或双排针，所述接口与导线相连通，所述接口与电路板相连通。
上述的支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，其特征在于，所述导线为银丝、金丝、铜丝中的一种。
本实用新型的有益效果是：
1、一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，在电极片上设置环形颅钉阵列，同时作为EIT的信号采集电极以及EEG的作用电极，保证EIT与EEG电极之间位置无偏差，同时能够保证EIT信号采集电极阵列均匀分布，避免给EIT重构电阻抗图像引入误差。
2、一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，采用微型颅钉采集EIT与EEG信号，微型颅钉体积小，在颅骨面积有限的情况下可以有效解决采集电极数目少的问题。
3、一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，可以免去开颅手术，只需要将颅骨各个点位上钻一个直径为0.5mm的微孔，借助微型颅钉使颅内电信号传输出来，植入损伤小，操作简单，能够采集全脑皮层电位。
4、一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，采用绝缘材料聚酰亚胺作为基底膜，可以防止EIT的激励电流注入的时候沿着大鼠颅骨四处发散，保证激励电流是通过电极注入大鼠头部的，减少EIT激励电流与测量电压的误差。此外，聚酰亚胺膜的柔韧性及延展性好，而大鼠颅骨并不平整，采用柔性基底材料可以保证电极片与颅骨较为贴合。聚酰亚胺具有很好的生物相容性，适用于动物体的实验。
5、一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，电极触点处镀金，防止导线氧化，起到稳定阻抗的作用，也易于电信号的传输。
6、一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，电极片可弯折，能够更好地贴合颅骨；可重复利用，降低成本；有很好的生物相容性，适用于动物体的实验；不易脱落，能够维持高质量长时间的信号采集；并且操作简单，有效防止接线错误，改善信号采集效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型的触点分布图；
图3为本实用新型实际使用时的位置示意图。
图中：1.电路板；2.颅钉；3.接口；4.导线；5.触点，6.铜导线；7.空槽；8.连接EEG采集模块的一端接口；9.连接EIT采集模块的一端接口；10.EEG的参考电极；11.EEG的接地电极。
具体实施方式
实施例
一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，包括电路板1、颅钉2、接口3、导线4。
如图1所示，颅钉2、接口3均位于电路板1上，颅钉2、接口3均与电路板1相接并连通，接口3与导线4相接并连通。颅钉2通过电路板1与接口3相接并连通，连通是指连通电流、或电信号。
如图1所示，电路板1为柔性电路板，由基底、屏蔽层、铜导线6、触点5组成，基底位于电路板1的底层，基底为聚酰亚胺材料；铜导线6位于基底上，铜导线6的根数为n，n＝8～32根，铜导线6的一端与触点5相接并连通，另一端与接口3相接并连通；触点5为镀金点，屏蔽层履盖在基底和铜导线6上没有触点5的部位。
屏蔽层为聚酰亚胺材料。
电路板的基底层采用柔性绝缘材料制成，柔性绝缘材料为聚酰亚胺材料。在EIT的激励电流注入的时候，聚酰亚胺材料可以防止激励电流沿着大鼠颅骨四处发散，保证EIT的激励电流通过电极注入大鼠头部。
屏蔽层覆在铜导线外面，可以屏蔽工频干扰，进一步提高电极阵列的抗干扰能力。
触点采用镀金点，导电性能好，易于电信号的传输，同时能够防止导线4氧化，起到稳定阻抗的作用。
电路板1上还设置有空槽7，空槽7贯通电路板1的基底、屏蔽层，空槽7位于没有铜导线6、触点5的部位。空槽的设置使EcoG电极阵列紧密贴合大鼠的颅骨。
如图1所示，颅钉2位于触点5上，颅钉2与触点5相接并连通；工作时，颅钉2与大鼠头部相接触。触点5位于电路板1上，触点5与电路板1相接并连通。
颅钉2采用表层有镀金层的304钢微型颅钉，同时作为EIT的信号采集电极以及EEG的作用电极，颅钉2可以将大鼠的颅内电信号传输至外部的EIT信号采集模块和EEG信号采集模块，镀金使得颅钉2的导电性能更好，同时耐血液氧化。
如图1所示，接口3为排针或排母，排母可以为单排母或双排母，排针可以为单排针或双排针，接口3与导线4相连通，接口3与电路板1相连通。
接口3通过连接线与外部的EIT信号采集模块或EEG信号采集模块相连，可以将颅钉2传输出的颅内电信号传至外部的EIT信号采集模块和EEG信号采集模块，方便插拔，操作简单。
如图1所示，导线4为银丝、或为金丝、或为铜丝，采用银丝、金丝、铜丝使导线4的导电性能良好。导线4与接口3相连通。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| n/根 | 8 | 32 | 16 |
| 导线 | 银丝 | 金丝 | 铜丝 |
导线4连接EEG的参考电极10、EEG的接地电极11，EEG的参考电极10、EEG的接地电极11均放置在大鼠身体的颅脑以外部位。
如图3所示，本实用新型在实际使用时接口3连接的示意图。使用时，保证电极阵列中的颅钉全部位于前后囟门中间，选取接口3的一边作为连接EEG采集模块的一端接口8，将连接EEG采集模块的一端接口8上的两根导线4分别连接至大鼠身体的颅脑以外部位的EEG脑电参考电极10和EEG接地电极11。接口3的另一边作为连接EIT采集模块的一端接口9，其上的两根导线4空置。
由上可知，本实用新型柔性环状贴片式EcoG电极阵列，基底采用柔性绝缘材料聚酰亚胺制成，可以防止EIT激励电流注入的时候沿着大鼠颅骨四处发散，保证激励电流是通过电极注入大鼠头部的，同时聚酰亚胺层覆在铜导线电路层外面，可以屏蔽工频干扰，进一步提高抗干扰能力。该柔性EcoG电极阵列简化了接线步骤，操作简单，防止了接线错误，支持同步采集EIT信号及EEG信号，电极片采用柔性材料制成，可弯折，贴合大鼠颅骨，可重复利用，降低成本。适用于大鼠实验，为实现基于EIT的癫痫检测、定位及预测奠定技术基础。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以想到各种变形或修改，但在不脱离本公开精神的前提下，做出的所有修改和替换都将落入所附权利要求定义的本公开保护范围内。
Claims (4)
1.一种支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，其特征在于，包括电路板(1)、颅钉(2)、接口(3)、导线(4)；
所述颅钉(2)、接口(3)均位于所述电路板(1)上，所述颅钉(2)、接口(3)均与所述电路板(1)相接并连通，所述接口(3)与导线(4)相接并连通；所述颅钉(2)通过电路板(1)与接口(3)相接并连通；
所述电路板(1)由基底、屏蔽层、铜导线(6)、触点(5)组成；
所述基底位于电路板(1)的底层；所述铜导线(6)位于基底上，铜导线(6)的根数8～32根，铜导线(6)的一端与触点(5)相接并连通，另一端与接口(3)相接并连通；所述触点(5)为镀金点，屏蔽层履盖在基底和铜导线(6)上没有触点(5)的部位；
所述电路板(1)上还设置有空槽(7)，所述空槽(7)贯通电路板(1)的基底、屏蔽层，空槽(7)位于没有铜导线(6)、触点(5)的部位；
所述颅钉(2)位于所述触点(5)上，所述颅钉(2)与所述触点(5)相接并连通；工作时，所述颅钉(2)与大鼠头部相接触；所述触点(5)位于电路板(1)上，所述触点(5)与电路板(1)相接并连通。
2.根据权利要求1所述的支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，其特征在于，所述电路板(1)为柔性电路板，基底为聚酰亚胺材料，屏蔽层为聚酰亚胺材料。
3.根据权利要求1所述的支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，其特征在于，所述接口(3)为排针或排母，所述排母可以为单排母或双排母，所述排针可以为单排针或双排针，所述接口(3)与导线(4)相连通，所述接口(3)与电路板(1)相连通。
4.根据权利要求1所述的支持EIT与EEG信号同步采集的柔性贴片式EcoG电极阵列，其特征在于，所述导线(4)为银丝、金丝、铜丝中的一种。
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