KR101595735B1 - Electrode for measuring barin wave - Google Patents

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KR101595735B1
KR101595735B1 KR1020140183383A KR20140183383A KR101595735B1 KR 101595735 B1 KR101595735 B1 KR 101595735B1 KR 1020140183383 A KR1020140183383 A KR 1020140183383A KR 20140183383 A KR20140183383 A KR 20140183383A KR 101595735 B1 KR101595735 B1 KR 101595735B1
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electrode
present
electrodes
eeg measurement
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KR1020140183383A
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이상훈
이승민
이중훈
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고려대학교 산학협력단
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]

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Abstract

The present invention relates to an electrode, and to the electrode for measuring a brain wave, in order to mix a conductive material to an adhesive PDMS and then to bond the mixed material to a scalp easily. For this, the electrode of the present invention includes: a bottom layer which has a lower surface bonded to the scalp; a middle layer formed on an upper part of the lower layer; and a top layer which is formed on an upper part of the middle layer, and has a lower surface bonded to the upper layer of the bottom layer, and has an upper surface coated with a conductive material. The bottom layer has conductivity by that an adhesive material is mixed with the conductive material.

Description

뇌파측정용 전극{Electrode for measuring barin wave}[0001] Electrode for measuring barin wave [

본 발명은 뇌파측정용 전극에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착성 소재에 도전성 소재를 혼합하여 두피에 용이하게 접착시키기 위한 뇌파측정용 전극에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrode for EEG measurement, and more particularly, to an electrode for EEG measurement for mixing an adhesive material with a conductive material to easily adhere to a scalp.

최근 들어 뇌파를 측정하여 생체신호를 분석하는 기술이 활발히 진행되고 있다.Recently, techniques for analyzing biological signals by measuring brain waves have been actively conducted.

뇌파를 측정하기 위해서는 전극을 두피 위에 붙여야 한다. 이를 위해 종래에는 전도성 페이스트(paste)나 전도성 젤(gel)을 이용하여 두피 상에 전극을 붙였다. 하지만, 이런 경우, 일정한 시간이 경과하면 전기 신호의 질이 떨어진다는 문제점이 있었다. 그리고 종래의 전극은 장시간 두피에 붙이고 있을 경우 피부 염증을 일으키는 등 일상 생활 중에 뇌파를 측정할 수는 없다는 문제점도 있었다.To measure EEG, electrodes should be placed on the scalp. Conventionally, an electrode is attached on the scalp using a conductive paste or a conductive gel. However, in this case, there was a problem that the quality of the electric signal deteriorates after a certain period of time. In addition, conventional electrode has a problem that it can not measure EEG during daily life such as causing skin irritation when it is put on the scalp for a long time.

상술한 문제점을 극복하기 위해 종래에는 다수의 긴 막대모양 혹은 칫솔 모양의 건식 전극을 개발하였다.In order to overcome the above-described problems, a number of long rod-shaped or toothbrush-shaped dry electrodes have been developed.

상기 건식 전극은 머리카락을 헤치고 두피에 전도성 물질을 꽂아 뇌파를 측정할 수 있었지만, 그 특성상 두피에 물리적은 상처를 주게 되고, 피시험자가 고통을 호소하는 등 실제로 사용하는데에 많은 제약사항이 있었다. 이와 같은 문제점으로 인해 종래에는 뇌파 측정을 위해 커패시티브한 방식을 사용하였다.Although the dry electrode was able to measure the brain waves by passing a hair through the hair and putting a conductive material on the scalp, the scalp was physically damaged, and there were many limitations in actually using the apparatus, Due to such a problem, conventionally, a capacitive method is used for EEG measurement.

예를 들면, 하나의 전도성 플레이트를 두피 위에 위치시켜서 뇌파를 측정한다. 이때 전극과 두피 사이에는 전기가 통하지 않도록 절연물질이 구비된다. 그러나 이와 같이 구성되면, 전극은 머리카락 등으로 인하여 직접적인 전류가 흐르지 않지만 전기적인 신호가 저하된다는 문제점이 있다.For example, one conductive plate is placed on the scalp to measure brain waves. At this time, an insulating material is provided between the electrode and the scalp so that electricity can not pass through the electrode. However, if the electrode is configured as described above, there is a problem in that the electrode does not directly conduct current due to hair or the like, but the electrical signal is lowered.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌은 일측에 전도성 박막이 코팅되고, 복수의 스터브 전극을 포함하는 유연성 기판; 상기 유연성 기판의 일면에 코팅되며, 상기 유연성 기판에 구비된 스터브 전극과 전기적으로 연결되는 전도성 박막; 및 상기 유연성 기판의 전도성 박막이 코팅되지 않은 측에서 돌출되어 구비되며 생체와 접촉하는 면이 오목하게 만곡된 구조로 형성되고, 생체와 접촉하여 생체신호를 감지하는 복수의 스터브 전극; 을 포함한다.The patent document described in the following prior art documents includes a flexible substrate coated with a conductive thin film on one side and comprising a plurality of stub electrodes; A conductive thin film coated on one surface of the flexible substrate and electrically connected to the stub electrodes provided on the flexible substrate; And a plurality of stub electrodes protruding from the non-coated side of the conductive substrate of the flexible substrate, the stub electrodes being formed in a concave curved surface in contact with the living body and contacting the living body to sense a living body signal; .

그러나 상기 선행기술문헌에 개시된 전극은 양질의 전기적 특성을 유지하면서 두피와 전극을 용이하게 탈착하는 기술은 개시하고 있지 않다.However, the electrode disclosed in the above prior art documents does not disclose a technique of easily detaching and attaching the scalp and electrode while maintaining good electrical characteristics.

또한, 종래의 전극은 상기 선행기술문헌에 개시된 바와 같이 고정이 불안정하고, 동잡음에 매우 취약한 단점을 지니고 있다.Further, the conventional electrode has a disadvantage that it is unstable in fixation and is very susceptible to motion noise as disclosed in the above-mentioned prior art documents.

한편, 종래의 전극은 머리카락의 작은 움직임에도 노이즈가 심하게 발생을 하기 때문에 양질의 뇌파를 얻기 어렵다는 문제점이 있었다.
On the other hand, the conventional electrode has a problem that it is difficult to obtain good quality brain waves because noise is generated even with a small movement of the hair.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제2014-0043565호Patent Document 1: Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0043565

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 접착성 소재에 도전성 소재를 혼합하여 전극을 구성하여 장시간 안정적으로 두피에 붙어 있고 양질의 전기적 특성을 유지하면서 단순한 전기적 구조로도 실현 가능한 뇌파측정용 전극을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an electrode structure in which an adhesive material is mixed with a conductive material to stably attach the electrode to the scalp for a long time, And to provide an electrode for EEG measurement that can be realized with a simple electric structure while maintaining the same.

이를 위해 본 발명에 따르는 뇌파측정용 전극은 하부면이 두피에 접착되는 하부층; 상기 하부층의 상부에 형성된 중간층; 상기 중간층의 상부에 형성되고, 하부면이 상기 하부층의 상부면과 맞닿아 접착되며, 상부면은 전도성 물질로 코팅된 상부층; 을 포함하고 상기 하부층은 접착성 소재와 전도성 소재가 혼합되어 전도성을 갖는다.To this end, the electrode for EEG according to the present invention comprises a lower layer to which the lower surface is attached to the scalp; An intermediate layer formed on the lower layer; An upper layer formed on the intermediate layer, the lower surface being in contact with the upper surface of the lower layer, the upper surface being coated with a conductive material; And the lower layer has conductivity by mixing the adhesive material and the conductive material.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른, 상기 접착성 소재는 접착성 PDMS(adhesive polydimthylsiloxane)을 포함하고, 상기 전도성 물질은, 탄소나노튜브를 포함하며, 상기 상부층은, 상부면과 하부면으로 구성되며, 상기 하부면은 다수의 필러; 상기 필러의 표면에 구비된 도전성 코팅층; 및 상기 코팅층의 표면에 구비된 절연층; 을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the adhesive material includes an adhesive PDMS (adhesive polydimethylsiloxane), the conductive material includes carbon nanotubes, and the upper layer is composed of an upper surface and a lower surface, The lower surface comprising a plurality of pillars; A conductive coating layer provided on a surface of the filler; And an insulating layer provided on a surface of the coating layer; .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른, 상기 필러는 높은 종횡비(aspect ratio)를 유지하기 위해 브릿지(bridge)가 구비되고, 상기 코팅층은 티타늄/골드(Ti/Au) 코팅으로 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the filler is provided with a bridge to maintain a high aspect ratio, and the coating layer is formed of a titanium / gold (Ti / Au) coating.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른, 상기 절연층은 파릴렌 C(parylene C)로 형성되고, 상기 절연층은 커패시티브 커플링(capacitive coupling)이 발생되도록 형성된다.Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, the insulating layer is formed of parylene C, and the insulating layer is formed so as to generate capacitive coupling.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른, 상기 중간층은 PDMS로 형성되고, 링(ring) 형상으로 형성된다.
According to an embodiment of the present invention, the intermediate layer is formed of PDMS and formed into a ring shape.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 윈칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed in the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 뇌파측정용 전극은 접착성 PDMS를 이용하여 스스로도 두피에 붙어있을 수 있고, 우수한 생체 적합성을 제공하면서 커패시티브한 생체 신호를 측정할 수 있는 효과가 있다.According to various embodiments of the present invention, the electrodes for EEG measurement can be attached to the scalp by themselves using the adhesive PDMS, and the capacitive bio-signals can be measured while providing good biocompatibility.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 뇌파측정용 전극은 접착성 PDMS가 전도성을 갖도록 탄소나노튜브를 적당히 혼합함으로써 고입력 임피던스를 위한 추가 회로의 설계없이 동잡음 특성과 신호대 잡음비 특성을 향상시키는 효과도 있다.In addition, according to various embodiments of the present invention, the EEG electrode improves the dynamic noise and signal-to-noise ratio characteristics without designing an additional circuit for a high input impedance by properly mixing carbon nanotubes so that the adhesive PDMS has conductivity There is also an effect.

따라서 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 뇌파측정용 전극은 카본나노튜브를 접착성 PDMS가 전도성을 갖도록 혼합함으로써 두피착탈이 용이한 한편, 정밀한 뇌파신호의 측정이 가능하다는 효과를 제공한다.
Therefore, according to various embodiments of the present invention, the electrode for EEG measurement can easily measure the EEG signal while easily attaching and detaching the scalp by mixing the carbon nanotube with the adhesive PDMS so as to have conductivity.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른, 뇌파측정용 전극을 일측 단면을 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 뇌파측정용 전극을 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시한 디스크를 상하 뒤집어서 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시한 뇌파측정 장치의 일부 단면을 확대하여 도시한 단면 확대도.
도 5(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 하부층의 탈착횟수에 따른 접착력을 보여주는 그래프.
도 5(b)는 두피와 영률이 비슷한 PDMS를 제작하여 실험한 것을 보여주는 예시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전극의 누수전류를 도시한 그래프.
도 7(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 하부층과, 접착성 PDMS의 신호대 잡음비를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 7(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 하부층과, 접착성 PDMS의 동잡음(Motion Artifact) 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 8(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극을 부착하여, 시간축에서 눈을 떴을 때와 감았을 때의 신호 파형을 보여주는 그래프.
도 8(b)는 도 8(a)에서의 주파수 파워를 도시한 그래프.
도 8(c)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극의 일관성(coherence)를 도시한 그래프.
도 8(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극이 빛을 이용한 시각자극에 따른 뇌파를 도시한 그래프.
도 9(a)와 도 9(c)는 상용화된 전극의 특성을 도시한 그래프들.
도 9(b)와 도 9(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극의 특성을 도시한 그래프들. 1 is a side sectional view showing one side section of an electrode for EEG measurement according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view of an electrode for EEG measurement according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a perspective view showing the disk shown in Fig. 2 upside down.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an enlarged partial cross-sectional view of the EEG apparatus shown in FIG. 3;
FIG. 5 (a) is a graph showing an adhesive force according to the number of times of attachment / detachment of a lower layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 (b) is an illustration showing an experiment in which a PDMS having a similar Young's modulus to the scalp was produced.
6 is a graph showing leak current of an electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a graph showing a result of measuring a signal-to-noise ratio of a lower layer and an adhesive PDMS according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 (b) is a graph showing the motion artifact measurement results of the lower layer and the adhesive PDMS according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 8A is a graph showing signal waveforms when an eye is opened and closed on a time axis by attaching an electrode according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 8 (b) is a graph showing the frequency power in FIG. 8 (a).
8 (c) is a graph showing the coherence of the electrode according to the embodiment of the present invention.
8 (d) is a graph showing electroencephalograms according to visual stimulation using light according to an embodiment of the present invention.
9 (a) and 9 (c) are graphs showing characteristics of a commercialized electrode.
9 (b) and 9 (d) are graphs showing the characteristics of an electrode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, “제1”, “제2”, 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms " first ", " second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto.

또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Also, the singular forms as used below include plural forms unless the phrases expressly have the opposite meaning. Throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1 내지 도 9의 동일 부재에 대해서는 동일한 도면 번호를 기재하였다.1 to 9 are denoted by the same reference numerals.

본 발명의 기본 원리는 뇌파측정용 전극이 두피와 접착하는 영역을, 접착성 PDMS에 탄소나노튜브를 혼합하여 전도성을 갖게 하는 것이다.The basic principle of the present invention is to make the area where the electrodes for EEG measurement adhere to the scalp be made conductive by mixing the adhesive PDMS with the carbon nanotubes.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른, 뇌파측정용 전극을 일측 단면을 도시한 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 뇌파측정용 전극을 분해하여 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시한 디스크를 상하 뒤집어서 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시한 뇌파측정 장치의 일부 단면을 확대하여 도시한 단면 확대도이다.FIG. 1 is a side sectional view showing one side section of an electrode for EEG measurement according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of an electrode for EEG measurement according to an embodiment of the present invention, 3 is a perspective view of the disk shown in FIG. 2 in an upside down direction, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an enlarged partial cross section of the EEG apparatus shown in FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른, 뇌파측정용 전극(100)은 상부층(110), 중간층(120), 및 하부층(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an EEG electrode 100 according to an embodiment of the present invention includes an upper layer 110, an intermediate layer 120, and a lower layer 130.

우선 하부층(130)은 접착성 PDMS(adhesive polydimethylsiloxane, aPDMS)에 전도성 물질을 혼합하여 형성된다.First, the lower layer 130 is formed by mixing a conductive material with an adhesive polydimethylsiloxane (PDMS).

여기서 전도성 물질은 예컨대, 탄소나노튜브(carbon nanotube)로서, 접착성 PDMS가 전도성을 갖도록 적절하게 혼합하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 예에서는 전도성 물질을 탄소나노튜브로 상정하였으나 이는 일 예에 불과할 뿐 반드시 이에 한정하지는 않는다.Here, as the conductive material, for example, carbon nanotube, it is preferable that the adhesive PDMS is suitably mixed so as to have conductivity. In the embodiment of the present invention, the conductive material is assumed to be carbon nanotubes, but this is merely an example, and the present invention is not limited thereto.

다음으로 하부층(130)과 상부층(110)의 사이에는 중간층(120)이 구비된다.Next, an intermediate layer 120 is provided between the lower layer 130 and the upper layer 110.

중간층(120)은 하부층(130)이 사람의 손에 붙는 것을 방지하기 위해 PDMS를 이용하여 링(ring) 형태로 제조하는 것이 바람직하나 이 또한 링형태에 한정하지 않는다.The intermediate layer 120 is preferably formed in the form of a ring using PDMS to prevent the lower layer 130 from adhering to human hands, but the present invention is not limited thereto.

상부층(110)은 하부면이 하부층(130)의 상부면에 맞붙게 되며, 상부층(110)의 하부면(111)에는 수천 개의 필러(111a, pillar)가 구비된다. 여기서 필러(111a)는 높은 종횡비(aspect ratio)를 유지하기 위해 각 필러(111a)마다 브릿지(bridge)가 구비되는 것이 바람직하다.The upper layer 110 has a lower surface facing the upper surface of the lower layer 130 and the lower surface 111 of the upper layer 110 has thousands of pillars 111a. Here, the filler 111a is preferably provided with a bridge for each pillar 111a in order to maintain a high aspect ratio.

또한, 상부층(110)은 디스크(disk) 형태인 것이 바람직하며, 본 발명에서는 상부층(110)을 SU-8의 재질로 형성하였으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 이와 같이 형성된 필러(111a)의 표면에는 코팅층(111b)이 구비된다. 코팅층(111b)은 도전성이 우수한 재질, 예컨대 티타늄/골드(Ti/Au)합금으로 형성되는 것이 바람직하며, 반드시 티타늄/골드 코팅에 한정하지 않고, 도전성이 우수한 재질이라면 어떤 재질이 코팅되어도 무방하다. 이와 같이 형성된 코팅층(111b)은 하부층(130)과 직접 맞닿게 되는 것을 방지하기 위해서 절연성이 우수한 물질로 절연층(111c)을 형성할 수 있다. 여기서 절연층(111c)은 예컨대 파릴렌 C(parylene C)와 같은 물질을 사용할 수 있으나 반드시 이에 한정하지는 않는다. 이와 같이 절연층(111c)이 코팅됨으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 커패시티브 커플링이 생성될 수 있다.
The upper layer 110 is preferably formed in the form of a disk. In the present invention, the upper layer 110 is formed of SU-8, but the present invention is not limited thereto. The coating layer 111b is provided on the surface of the thus formed filler 111a. The coating layer 111b is preferably formed of a material having excellent conductivity, for example, a titanium / gold (Ti / Au) alloy, and is not necessarily limited to titanium / gold coating. The insulating layer 111c may be formed of a material having a good insulating property to prevent the coating layer 111b thus formed from directly coming into contact with the lower layer 130. [ The insulating layer 111c may be formed of a material such as parylene C, but is not limited thereto. By coating the insulating layer 111c in this manner, the electrode 100 according to the embodiment of the present invention can generate a capacitive coupling.

도 5(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 하부층의 탈착횟수에 따른 접착력을 보여주는 그래프이고, 도 5(b)는 두피와 영률이 유사한 PDMS를 두피대용으로 제작하여 실험한 것을 보여주는 예시도이다.5 (a) is a graph showing an adhesive force according to the number of times of detachment of a lower layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 (b) is an example showing an experiment in which PDMS, .

도 5(a)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 탈착이 반복되면서 점차 접착력이 떨어지는 것을 알 수 있다. 이 경우 예컨대 5회 탈착당 한번씩 메탄올로 닦음으로써 다시 접착력을 복원할 수 있었다.Referring to FIG. 5 (a), it can be seen that the electrode 100 according to the embodiment of the present invention is gradually deteriorated in adhesiveness with repeated detachment. In this case, the adhesive force can be restored again by wiping with methanol once, for example, five times per desorption.

도 5 (b)를 참조하면, 두피와 영률이 유사한 PDMS를 제작하고 그 상부에 머리카락을 올린 후 실제로 제조된 전극(100)을 접착하였다. 여기서 PDMS가 투명하므로, PDMS의 하단을 통하여 관측해 본 결과, 하부층(130)이 머리카락을 감싸면서 두피에 붙어있는 것을 볼 수가 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 공백 없이 두피에 고정 접착되어 전기적으로도 우수한 성능을 보일 수가 있음을 알 수 있다.
Referring to FIG. 5 (b), a PDMS having a similar Young's modulus to a scalp was prepared, hair was placed on the PDMS, and the actually manufactured electrode 100 was bonded. Since the PDMS is transparent here, it is observed through the lower end of the PDMS that the lower layer 130 is attached to the scalp while surrounding the hair. Therefore, it can be seen that the electrode 100 according to the embodiment of the present invention is fixedly adhered to the scalp without space, and can exhibit excellent electrical performance.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전극의 누수전류를 도시한 그래프이다.6 is a graph showing leak current of an electrode according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 누수전류를 1이라고 가정했을 때, 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 거의 누수 전류가 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 전기적으로 높은 안전성을 보여주는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, it can be seen that leakage current is almost not generated in the electrode 100 according to the embodiment of the present invention, assuming that the leakage current is 1. FIG. Therefore, it can be seen that the electrode 100 according to the embodiment of the present invention shows high electrical safety.

도 7(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 하부층과, 접착성 PDMS의 신호대 잡음비를 측정한 결과를 도시한 그래프이고, 도 7(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 하부층과, 접착성 PDMS의 동잡음(Motion Artifact) 측정한 결과를 도시한 그래프이다.7 (a) is a graph showing the results of measurement of the signal-to-noise ratio of the lower layer and the adhesive PDMS according to the embodiment of the present invention, FIG. 7 (b) FIG. 5 is a graph showing a result of motion artifact measurement of the PDMS. FIG.

도 7(a)를 참조하면, 탄소나노튜브가 접착성 PDMS에 첨가됨으로써 우수한 신호대 잡음비 특성을 보여주는 것을 알 수 있고, 도 7(b)를 참조하면 탄소나노튜브가 접착성 PDMS에 첨가됨으로써 동잡음 역시 현격하게 감소되는 것을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 7 (a), it can be seen that carbon nanotubes are added to the adhesive PDMS to exhibit excellent signal-to-noise ratio characteristics. Referring to FIG. 7 (b), carbon nanotubes are added to the adhesive PDMS, It can be confirmed that it is also remarkably reduced.

따라서, 도 8(a) 내지 도 8(d)에서 도시한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 알파(alpha) 신호를 우수하게 측정할 수 있다.Therefore, as shown in FIGS. 8 (a) to 8 (d), the electrode 100 according to the embodiment of the present invention can measure an alpha signal well.

도 8(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극을 부착하여, 시간축에서 눈을 떴을 때와 감았을 때의 신호 파형을 보여주는 그래프이고, 도 8(b)는 도 8(a)에서의 주파수 파워를 도시한 그래프이며, 도 8(c)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극의 일관성(coherence)을 도시한 그래프이며, 도 8(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극이 빛을 이용한 시각자극에 따른 뇌파를 도시한 그래프이다.8 (a) is a graph showing signal waveforms when an eye is widened and rolled when the electrodes are attached on the time axis according to the embodiment of the present invention. Fig. 8 (b) FIG. 8 (c) is a graph showing the coherence of the electrode according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 (d) is a graph showing the coherence of the electrode according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing brain waves according to visual stimulation. FIG.

특히 도 8(d)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 시각자극의 차이가 0.1Hz임에도 우수하게 뇌파를 분석할 수 있음을 알 수 있다.
In particular, referring to FIG. 8 (d), it can be seen that the electrode 100 according to the embodiment of the present invention is capable of analyzing EEG waves even when the difference in visual stimulation is 0.1 Hz.

도 9(a)와 도 9(c)는 상용화된 전극의 특성을 도시한 그래프들이고, 도 9(b)와 도 9(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 전극의 특성을 도시한 그래프들이다. 9 (a) and 9 (c) are graphs showing the characteristics of a commercialized electrode, and FIGS. 9 (b) and 9 (d) are graphs showing characteristics of an electrode according to an embodiment of the present invention .

도 9(a) 내지 도 9(d)를 참조하면, 주기적인 소리자극 역시 100ms부근에서 negative peak가 유효하게 떨어졌는데, 이는 상용화된 전극과 비교했을 때 거의 유사한 결과임을 알 수 있다.Referring to FIGS. 9 (a) to 9 (d), the periodic sound stimuli effectively dropped the negative peak around 100 ms, which is almost the same result as the commercial electrode.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은, 일상 생활 중 뇌파를 우수하게 얻어낼 수 있으므로 다양한 연구분야 혹은 병원 내에서 기존에 측정하지 못하던 신호들을 얻어낼 수 있을 것으로 기대된다. 또한 본 발명의 실시 예에 따른 전극(100)은 뇌파 측정용 전극에 한정되지 않고, 심전도, 안전도, 근전도 등 대부분의 생체신호를 측정하는데 유효할 것이다.
Therefore, it is expected that the electrode 100 according to the embodiment of the present invention can obtain signals that can not be measured in various fields of research or hospitals because it can obtain excellent EEG during daily life. Also, the electrode 100 according to the embodiment of the present invention is not limited to the electrode for EEG measurement, but may be effective for measuring most of the biological signals such as electrocardiogram, safety degree, and EMG.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 뇌파측정용 전극 110: 상부층
120: 중간층 130: 하부층
111: 하부면 111a: 필러
111b: 코팅층 111c: 절연층100: EEG electrode 110: upper layer
120: intermediate layer 130: lower layer
111: lower surface 111a: filler
111b: Coating layer 111c: Insulating layer

Claims (10)

하부면이 두피에 접착되는 하부층;
상기 하부층의 상부에 형성된 중간층;
상기 중간층의 상부에 형성되고, 하부면이 상기 하부층의 상부면과 맞닿아 접착되며, 상부면은 전도성 물질로 코팅된 상부층; 을 포함하고,
상기 하부층은 접착성 소재와 전도성 소재가 혼합되어 전도성을 갖는
뇌파측정용 전극.
A lower layer to which the lower surface is attached to the scalp;
An intermediate layer formed on the lower layer;
An upper layer formed on the intermediate layer, the lower surface being in contact with the upper surface of the lower layer, the upper surface being coated with a conductive material; / RTI >
The lower layer is formed by a mixture of an adhesive material and a conductive material,
Electrodes for EEG measurement.
청구항 1에 있어서,
상기 접착성 소재는
접착성 PDMS(adhesive polydimthylsiloxane)을 포함하는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극
The method according to claim 1,
The adhesive material
Characterized in that it comprises an adhesive PDMS (adhesive polydimethylsiloxane)
Electrode for EEG measurement
청구항 1에 있어서,
상기 전도성 소재는
탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method according to claim 1,
The conductive material
Characterized in that it comprises carbon nanotubes
Electrodes for EEG measurement.
청구항 1에 있어서,
상기 상부층은
상부면과 하부면으로 구성되며,
상기 하부면은,
다수의 필러;
상기 필러의 표면에 구비된 도전성 코팅층; 및
상기 코팅층의 표면에 구비된 절연층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method according to claim 1,
The upper layer
The upper surface and the lower surface,
The lower surface
Multiple fillers;
A conductive coating layer provided on a surface of the filler; And
An insulating layer provided on a surface of the coating layer; ≪ RTI ID = 0.0 >
Electrodes for EEG measurement.
청구항 4에 있어서,
상기 필러는
높은 종횡비(aspect ratio)를 유지하기 위해 브릿지(bridge)가 구비되는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method of claim 4,
The filler
Characterized in that a bridge is provided to maintain a high aspect ratio.
Electrodes for EEG measurement.
청구항 4에 있어서
상기 코팅층은,
티타늄/골드(Ti/Au) 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
Claim 4
Wherein the coating layer comprises:
Titanium / gold (Ti / Au) coating.
Electrodes for EEG measurement.
청구항 4에 있어서,
상기 절연층은
파릴렌 C(parylene C)를 포함하는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method of claim 4,
The insulating layer
Characterized in that it comprises parylene C
Electrodes for EEG measurement.
청구항 7에 있어서,
상기 절연층은
커패시티브 커플링(capacitive coupling)이 발생되도록 형성되는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method of claim 7,
The insulating layer
Characterized in that a capacitive coupling is formed to generate
Electrodes for EEG measurement.
청구항 1에 있어서,
상기 중간층은
PDMS를 포함하는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method according to claim 1,
The intermediate layer
RTI ID = 0.0 > PDMS < / RTI >
Electrodes for EEG measurement.
청구항 9에 있어서,
상기 중간층은
링(ring) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는
뇌파측정용 전극.
The method of claim 9,
The intermediate layer
And is formed in a ring shape
Electrodes for EEG measurement.
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