生物電信號(hào)傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物電信號(hào)傳感器，該生物電信號(hào)傳感器廣泛用于生物電記錄、測(cè)量、和刺激，包括醫(yī)療設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備、家庭保健、心理認(rèn)知、游戲、腦機(jī)接口、康復(fù)訓(xùn)練、神經(jīng)營(yíng)銷等，特別是用于無(wú)膠生物電測(cè)量及可穿戴設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物電(如腦電、心電、肌電等)測(cè)量已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的監(jiān)測(cè)診斷，和生物電反饋的康復(fù)設(shè)備。腦電測(cè)量還是認(rèn)知心理研究的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)手段。為了獲取精準(zhǔn)的微弱腦電信號(hào)，要求電極和頭皮有良好接觸，電極阻抗較低且穩(wěn)定。腦電測(cè)量電極阻抗一般要求小于100 kOhm，最好小于5 kOhm。為達(dá)到滿意的測(cè)量阻抗，需要在電極和頭皮之間涂覆導(dǎo)電膠(膏)，克服頭發(fā)對(duì)測(cè)量的影響。這種傳統(tǒng)的濕電極(指需要導(dǎo)電膠的電極)使用，雖然達(dá)到滿意的測(cè)量阻抗，但存在耗時(shí)、不舒適等問題，嚴(yán)重限制了應(yīng)用范圍。
[0003]隨著移動(dòng)醫(yī)療和健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展，可穿戴設(shè)備和移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備亟需配套使用無(wú)需涂覆導(dǎo)電膠的電極，即無(wú)膠電極。這類無(wú)膠電極主要分為干電極、半干電極，干電極即不使用任何電解質(zhì)，半干電極是指通過無(wú)機(jī)或高分子多孔材料將微量的導(dǎo)電溶液(電解質(zhì))滲透到皮膚表面。無(wú)論是干電極、還是半干電極，由于沒有或僅靠微量的電解質(zhì)溶液與皮膚表面接觸，阻抗相對(duì)膠基電極較高，阻抗受電極皮膚接觸的影響更加敏感。因此無(wú)膠電極的關(guān)鍵就是維持電極與皮膚接觸良好，這就對(duì)電極的設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。
[0004]現(xiàn)有干電極技術(shù)采用剛性的管狀鍍金小柱，前端封端前置放大器，雖然這種設(shè)計(jì)能較好地穿過頭發(fā)，但是存在以下問題:(I)電極-皮膚阻抗較高，移動(dòng)偽差大；(2)由于剛性小柱直接與皮膚接觸，有較強(qiáng)的疼痛感，佩戴不舒適，特別是長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。也有采用導(dǎo)電塑料制成的爪子式設(shè)計(jì)，由于電極-皮膚界面干接觸，因此需要電極支撐施加較大壓力降低電極-皮膚阻抗，也存在疼痛、不舒適的問題。
[0005]與本實(shí)用新型最接近的現(xiàn)有技術(shù)是采用多孔柱的半干式生物電傳感器，該方案利用多孔滲透柱將電極腔體內(nèi)的電解質(zhì)滲透到待測(cè)皮膚表面，由于電極與皮膚之間存在微量的電解質(zhì)溶液，電極-皮膚阻抗較全干式電極低且更穩(wěn)定，移動(dòng)引起的偽差更小，但是由于多孔滲透柱為剛性材料如多孔陶瓷，也存在佩戴不舒適的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)在使用時(shí)造成受體的疼痛、不舒適缺陷，提供一種生物電信號(hào)傳感器，該傳感器結(jié)構(gòu)合理，電極頭設(shè)有多個(gè)柔性柱狀管，該柱狀管中部具有多孔滲透芯，電極與皮膚通過電解質(zhì)良好接觸，阻抗穩(wěn)定，測(cè)量精度高，提高了佩戴舒適度。
[0007]本實(shí)用新型生物電信號(hào)傳感器的技術(shù)方案是:
[0008]—種生物電信號(hào)傳感器，它包括一個(gè)具有柱狀管和連接體的電極頭，一個(gè)具有空腔的電極體，該空腔上端有密封件，電解質(zhì)填充在電極體空腔中的固定管內(nèi)或密封件內(nèi)或直接在空腔內(nèi)，電極與電解質(zhì)導(dǎo)通；所述電極頭為柔性材料制成，一端設(shè)有多個(gè)正對(duì)生物體被測(cè)面的柱狀管，另一端與電極體空腔下端密封固定；柱狀管中部設(shè)有具有微孔的電解質(zhì)滲透芯，用于使電解質(zhì)通過該微孔滲至柱狀管端部。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0010]所述的生物電信號(hào)傳感器，其電極體空腔上端密封件為密封蓋；所述的密封蓋與電極體為能拆卸的密封固定連接；所述的電極頭與電極體空腔下端密封固定是電極頭的連接體的臺(tái)肩嵌入電極體空腔下端的孔中，密封蓋壓緊電極體內(nèi)的固定管，該固定管壓在電極頭上平面上；固定管為中空管，管內(nèi)填充電解質(zhì)。
[0011]所述的生物電信號(hào)傳感器，其電極體空腔上端密封件為密封柱；所述的密封柱與電極體為能拆卸的密封固定連接；密封柱的柱體下端壓在電極頭的上平面上，柱體中部填充電解質(zhì)。
[0012]所述的生物電信號(hào)傳感器，其密封件與電極體能拆卸的密封固定連接是螺紋連接。
[0013]所述的生物電信號(hào)傳感器，其電極體外周上還有定位片。
[0014]所述的生物電信號(hào)傳感器，其電極頭通過緊固件與電極體下端螺紋匹配固定連接；電極體空腔上端密封件為密封蓋，該密封蓋與電極體為螺紋密封固定連接，密封蓋和電極體上各有至少2對(duì)定位片；電極體與空腔上端密封件或?yàn)橐淮纬尚偷恼w。
[0015]所述的生物電信號(hào)傳感器，其柱狀管為圓柱狀，或錐柱狀；柱狀管至少有2個(gè)，并均勻分布在電極頭端面形心為中心的端面上。
[0016]所述的生物電信號(hào)傳感器，其連接體與電極體為一整體，柱狀管均勻分布在電極體端面形心為中心的端面上；電極體空腔內(nèi)壁上有涂的或鍍的導(dǎo)電層。
[0017]所述的生物電信號(hào)傳感器，其電極為浸泡在電解質(zhì)中的導(dǎo)體，或是導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層是電極體空腔內(nèi)壁的或固定管內(nèi)壁的或密封柱內(nèi)壁的或電極頭上平面上的導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層上的電極線與外電路連接。
[0018]本實(shí)用新型有益效果顯著:
[0019]1.本實(shí)用新型提供的生物電信號(hào)傳感器及所制作的電信號(hào)采集裝置，電極頭設(shè)有至少2個(gè)柔性柱狀管，柱狀管中部具有互相獨(dú)立的多孔滲透芯，電極通過電解質(zhì)與皮膚接觸良好，電極阻抗穩(wěn)定，測(cè)量精度高，克服了現(xiàn)有技術(shù)直接靠多孔陶瓷等剛性滲透柱頭疼痛、不舒適的缺陷，較大地提高佩戴舒適度。
[0020]2.電極體與密封件為能拆卸的固定連接，方便注入電解質(zhì)溶液和后期維修檢查，簡(jiǎn)單取下密封件即可對(duì)電極和電極頭進(jìn)行更換。這種能拆卸連接，電極頭可成為一次性使用的耗材。此外，密封件采用軟橡膠材料，通過注射器針頭穿過密封端面，便可補(bǔ)充電解質(zhì)溶液。
[0021]3.電極通過嵌入電極體的導(dǎo)電元件電連接，導(dǎo)電元件與外電路連接，與直接連有導(dǎo)線的傳統(tǒng)傳感器相比，傳感器可成為獨(dú)立配件，傳感器的位置和數(shù)量可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，一套傳感器可應(yīng)用于多個(gè)支撐體，大大提高了傳感器的利用率。
[0022]4.電極體內(nèi)壁或固定管或密封柱柱體內(nèi)壁為粗糙表面，方便涂布銀/氯化銀等導(dǎo)電漿料電極，涂層附著性更穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0023]圖1為生物電信號(hào)傳感器的主視圖。
[0024]圖2為圖1的仰視圖。
[0025]圖3為電極體空腔上端密封件是密封蓋的示意圖；電極體與密封蓋為螺紋連接，通過固定管擠壓固定電極頭；本實(shí)施例電解質(zhì)在固定管中。
[0026]圖4為電極體空腔上端密封件是密封柱的示意圖；電極體與密封柱為螺紋連接，通過密封柱的柱體擠壓固定電極頭；本實(shí)施例電解質(zhì)在柱體中。
[0027]圖5電極頭的連接體與電極體為一整體的示意圖；柔性的柱狀管固定在電極體上的安裝孔中；電極體為非導(dǎo)電材料制成，內(nèi)壁上有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層同時(shí)為電極；本實(shí)施例電解質(zhì)在內(nèi)壁上涂有或鍍有導(dǎo)電層的電極體空腔中。
[0028]圖6為電極頭通過緊固件與電極體下端螺紋匹配固定連接示意圖；本實(shí)施例電解質(zhì)在電極體空腔中。
[0029]圖7為具有5個(gè)柱狀管的電極頭示意圖；電解質(zhì)滲透芯為沉頭螺釘形。
[0030]圖8為圖7的A—A剖視圖。
[0031]圖9用本實(shí)用新型的生物電信號(hào)傳感器制作成的單件電信號(hào)采集裝置的示意圖。
[0032]圖中:1-電極頭；1.1-柱狀管；1.2-連接體；2_電極體；3_電極；4_電解質(zhì)；5_電解質(zhì)滲透芯；6_密封蓋；7_密封柱；7.1-柱體；8-固定管；9-電極線；10_電極線出口 ；11-密封圈；12-定位片；13-導(dǎo)電層；14-導(dǎo)電元件；15-支撐帶；15.1-連接孔；16-固定塊；16.1一定位槽；17—防滑齒；18_緊固件。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0034]實(shí)施例1:是本實(shí)用新型的一個(gè)基本實(shí)施例。如附圖所示，一種生物電信號(hào)傳感器，它包括一個(gè)具有柱狀管1.1和連接體1.2的電極頭I，一個(gè)具有空腔的電極體2，該空腔上端有密封件，電解質(zhì)4填充在電極體2空腔中的固定管8內(nèi)或密封件內(nèi)或直接在空腔內(nèi)，電極3與電解質(zhì)4導(dǎo)通；所述電極頭I為柔性材料制成，一端設(shè)有多個(gè)正對(duì)生物體被測(cè)面的柱狀管1.1，另一端與電極體2空腔下端密封固定；柱狀管1.1中部設(shè)有具有微孔的電解質(zhì)滲透芯5，用于使電解質(zhì)4通過該微孔滲至柱狀管1.1端部。
[0035]實(shí)施例2:是進(jìn)一步