濕電極儲液箱以及具有這種儲液箱的生物電信號采集濕電極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種濕電極儲液箱以及具有這種儲液箱的生物電信號采集濕電極，所述濕電極儲液箱用于測量生物電信號的電極，所述濕電極儲液箱具有用于容納導(dǎo)電液的儲液腔，在所述儲液腔的底部設(shè)有皮膚接觸件，所述皮膚接觸件與儲液腔流體連通，其中在所述儲液腔的底部還設(shè)有水封孔連通到所述濕電極儲液箱的外部，以通過動態(tài)平衡作用使儲液腔能穩(wěn)定緩慢地釋放導(dǎo)電液。
【專利說明】濕電極儲液箱以及具有這種儲液箱的生物電信號采集濕電極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量生物電信號的電極的濕電極儲液箱以及具有這種儲液箱的生物電信號采集濕電極。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和人工智能研究的深入發(fā)展，生物電信號正在被越來越多地應(yīng)用到醫(yī)學(xué)檢測、臨床診斷以及新興的腦-機(jī)接口等領(lǐng)域。電極作為生物體和外部測量設(shè)備之間的接口，起著傳遞生物電信號到測量設(shè)備的作用，它的性能決定著生物電信號的質(zhì)量。表面濕電極是一種非侵入式電極，它使用方便，對病人傷害小，測量精度高，與干電極相比其具有更低的皮膚接觸阻抗，有利于生物電信號的采集。目前，表面濕電極大多采用在金屬電極板和皮膚之間增加一層導(dǎo)電物質(zhì)如導(dǎo)電液或者導(dǎo)電膏，利用導(dǎo)電液或者導(dǎo)電膏來濕潤皮膚，達(dá)到降低電極與皮膚接觸阻抗的目的。此種方法不僅存儲的導(dǎo)電物質(zhì)有限，縮短了電極使用周期，而且長時間使用將導(dǎo)致導(dǎo)電物質(zhì)揮發(fā)，使得電極皮膚接觸阻抗增大，導(dǎo)致接觸阻抗的不穩(wěn)定，不利于生物電信號的采集。
[0003]由現(xiàn)有技術(shù)已知一種電極系統(tǒng)，其使用的濕電極由吸水材料固定在金屬板上而成，使用前先將導(dǎo)電液滴于吸水材料上 ，然后將吸水材料與皮膚接觸，從而測量生物電信號。
[0004]上述技術(shù)的缺陷和不足之處在于，吸水材料吸收導(dǎo)電液數(shù)量有限，隨著使用時間的增加，存儲于吸水材料中的導(dǎo)電液逐漸減少，使得皮膚和電極之間的接觸阻抗增大，從而使接觸阻抗變得不穩(wěn)定，不利于長期生物電信號的精確采集。
[0005]由CN 101227857A已知一種用于測量電生理信號并且包括導(dǎo)電橋的傳感器組件。該組件由一端附裝有吸收材料的可膨脹部件提供導(dǎo)電橋，孔穴延伸穿過可膨脹部件形成腔井。將導(dǎo)電介質(zhì)添加到腔井允許導(dǎo)電橋提供電極和患者皮膚之間的導(dǎo)電通路。
[0006]然而上述技術(shù)不能精確地且均勻地控制導(dǎo)電液的釋放流量，不利于長時間精確的
采集信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提出了一種濕電極儲液箱，所述濕電極儲液箱用于測量生物電信號的電極，所述濕電極儲液箱具有用于容納導(dǎo)電液的儲液腔，在所述儲液腔的底部設(shè)有皮膚接觸件，所述皮膚接觸件與儲液腔流體連通，其中在所述儲液腔的底部還設(shè)有水封孔連通到所述濕電極儲液箱的外部，以通過動態(tài)平衡作用使儲液腔能穩(wěn)定緩慢地釋放導(dǎo)電液。本發(fā)明解決了現(xiàn)有濕電極使用周期短、存儲導(dǎo)電物質(zhì)少，長時間使用接觸阻抗不穩(wěn)定的技術(shù)缺陷。依據(jù)本發(fā)明的儲液箱的儲液腔與濕電極的皮膚接觸件相連接，為濕電極接觸皮膚部件輸送導(dǎo)電液，不僅使?jié)耠姌O增加了導(dǎo)電物質(zhì)，而且延長了其使用周期，并且水封孔能夠有效地控制導(dǎo)電液的流量，使導(dǎo)電液能夠均勻緩慢地釋放，進(jìn)而穩(wěn)定了濕電極和皮膚之間的接觸阻抗，有利于長期生物電信號的精確采集。
[0008]根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，在儲液腔的底部設(shè)有流出孔，所述皮膚接觸件通過所述流出孔與所述儲液腔流體連通。當(dāng)在儲液箱中注入導(dǎo)電液后，流出孔流出的導(dǎo)電液將源源不斷地被輸送到電極的與皮膚相接處的部件上，從而濕潤皮膚，達(dá)到降低并穩(wěn)定接觸阻抗，延長電極使用周期的作用。
[0009]在一種更為簡單的實(shí)施方式中，皮膚接觸件的一端可以直接伸入到儲液腔中，而另一端則用于與皮膚接觸。
[0010]根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，儲液腔由上蓋、用于容納導(dǎo)電液的殼體圍成。在這種實(shí)施方式中，可以在所述殼體的底部設(shè)置流出孔。
[0011]根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，皮膚接觸件為多孔金屬柱。這種多孔金屬柱由多孔鈦、多孔不銹鋼、多孔鎳等多孔材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，依據(jù)本發(fā)明的這種用于濕電極的多孔金屬柱具有很好的吸水能力，導(dǎo)電液通過多孔金屬柱傳遞至皮膚從而濕潤皮膚。多孔金屬柱同時具備了傳遞導(dǎo)電液的功能和降低接觸阻抗的功能，因此進(jìn)一步降低了電極和皮膚之間的接觸阻抗，有利于生物電信號的采集和傳遞。[0012]根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，上蓋與殼體通過粘接、焊接或者螺紋連接方式相互連接。
[0013]根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，上蓋和/或殼體由金屬或聚合物制成。
[0014]根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，上蓋和/或殼體由機(jī)械加工或鑄造成型。
[0015]本發(fā)明還提出一種生物電信號采集濕電極，其中所述電極設(shè)有上述各項(xiàng)實(shí)施方式中所述的濕電極儲液箱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在以下描述中對其進(jìn)行詳細(xì)解釋。其中:
[0017]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的濕電極儲液箱。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一種用于腦電采集電極的濕電極儲液箱100，所述濕電極儲液箱具有儲液腔3。在本實(shí)施例中，該儲液腔3由上蓋31和殼體32圍成。所述的殼體32的下部開有流出孔5，所述的流出孔5與皮膚接觸件2相連接。該皮膚接觸件2可以是常規(guī)的由吸液材料制成的皮膚接觸件，或者為金屬柱，優(yōu)選為多孔金屬柱。上蓋31和殼體32可以通過粘接、焊接、螺紋連接等方式連接在一起。
[0019]此外，在本實(shí)施例中，所述的上蓋31和殼體32的材料為金屬或者聚合物并且可以由機(jī)械加工或鑄造成型。
[0020]由于流出孔5是小直徑的孔，因此當(dāng)在儲液箱100的儲液腔3中注入導(dǎo)電液后，導(dǎo)電液從流出孔5流出，進(jìn)入到由吸液材料或者多孔金屬材料制成的皮膚接觸件2中，并被容納在皮膚接觸件2內(nèi)。此時，由于皮膚接觸件2具有吸液性，能夠“包住”導(dǎo)電液，從而濕潤皮膚，并且降低阻抗。當(dāng)皮膚接觸件2內(nèi)的導(dǎo)電液因?yàn)閾]發(fā)等原因減少時，儲液腔3中的導(dǎo)電液在吸液性的皮膚接觸件2的“抽吸”下經(jīng)由流出孔5被源源不斷地輸送到皮膚接觸件2上，從而保證皮膚的濕潤延長電極使用周期的作用。[0021]此外，在圖1中可以進(jìn)一步看到在儲液腔3的底部，也即在所述殼體32底部還開有水封孔7。水封孔7的直徑被設(shè)計(jì)得非常小，使得液體能夠在表面張力的作用下無法直接通過該水封孔流出。該水封孔7由于設(shè)在儲液腔底部，因此當(dāng)注入導(dǎo)電液時，被導(dǎo)電液封閉。當(dāng)在儲液箱100中注入導(dǎo)電液后，經(jīng)由流出孔5流出的導(dǎo)電液將不斷地輸送到濕電極的皮膚接觸件2上。當(dāng)儲液箱100中液面下降到一定高度時，由于儲液箱100內(nèi)部儲液腔3中的空氣體積增大，液面上方的氣壓與儲液腔3的底部所受的導(dǎo)電液所施加的壓力之和小于儲液箱100外部的大氣壓，因此，導(dǎo)電液將無法從流出孔5繼續(xù)流出。此時，在水封孔7的位置，由于外部大氣壓大于儲液箱100內(nèi)部氣壓與導(dǎo)電液的壓力之和，外部空氣通過水封孔7進(jìn)入儲液箱100的儲液腔3中，使得內(nèi)外壓力大致相等，此時儲液腔3內(nèi)的流出孔5可以繼續(xù)流出導(dǎo)電液，從而達(dá)到動態(tài)平衡作用，有效地控制流出孔5的出液量，使流出孔5能穩(wěn)定緩慢地釋放導(dǎo)電液，從而降低并穩(wěn)定接觸阻抗，延長電極的使用周期。
[0022]雖然沒有示出，但是可以想到的是，圖1所示的具有水封孔7的儲液箱100可以用在已知的任意一種用于采集生物電信號的濕電極中以使導(dǎo)電液均勻緩慢地釋放，從而進(jìn)一步穩(wěn)定電極和皮膚之間的接觸阻抗。
[0023]本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求限定。得益于本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不超出本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下可以根據(jù)具體情況對本發(fā)明做出各種變型、修改或者替換，這些變型、修改或者替換落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種濕電極儲液箱，所述濕電極儲液箱用于測量生物電信號的電極，所述濕電極儲液箱具有用于容納導(dǎo)電液的儲液腔(3)，在所述儲液腔的底部設(shè)有皮膚接觸件(2)，所述皮膚接觸件(2)與儲液腔(3)流體連通，其中在所述儲液腔(3)的底部還設(shè)有水封孔(7)連通到所述濕電極儲液箱的外部，以通過動態(tài)平衡作用使儲液腔(3)能穩(wěn)定緩慢地釋放導(dǎo)電液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕電極儲液箱，其特征在于，在所述儲液腔(3)的底部設(shè)有流出孔(5)，所述皮膚接觸件(2)通過所述流出孔(5)與所述儲液腔(3)流體連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕電極儲液箱，其特征在于，所述儲液腔(3)由上蓋(31)和殼體(32)圍成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕電極儲液箱，其特征在于，所述皮膚接觸件(2)為多孔金屬柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕電極儲液箱，其特征在于，所述上蓋(31)與殼體(32)通過粘接、焊接或者螺紋連接方式相互連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕電極儲液箱，其特征在于，所述上蓋(31)和/或殼體(32)由金屬或聚合物制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕電極儲液箱，其特征在于，所述上蓋(31)和/或殼體(32)由機(jī)械加工或鑄造成型。
8.—種生物電信號采集濕電極，其特征在于，所述電極設(shè)有上述權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的濕電極儲液箱。
【文檔編號】A61B5/04GK103932695SQ201310033606
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】董記平, 馬清寶, 夏鵬 申請人:上海帝儀科技有限公司