本發(fā)明屬于電磁技術(shù)及神經(jīng)電生理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種超微頭皮電極陣列。

背景技術(shù)：

人腦計算機(jī)接口已經(jīng)成為世界范圍廣泛研究的課題，如何簡單有效地獲取高精度、實(shí)時的人腦電信號已成為研究的重要內(nèi)容之一。目前精確獲得人腦電信號的方法通常為有創(chuàng)性的，如通過手術(shù)的方式在大腦皮層表面某一區(qū)域貼敷或植入微電極陣列，這種方法多處于實(shí)驗(yàn)階段，而且人腦手術(shù)存在風(fēng)險，很難被人們接受和推廣。在頭皮表面安裝頭皮電極來獲取腦電信號的方法已被人們廣泛應(yīng)用于醫(yī)療檢查及醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是目前的頭皮電極普遍存在體積較大、結(jié)構(gòu)材料單一、安裝方法繁瑣、電磁屏蔽效果欠佳等問題，而且能在頭皮表面安裝的電極數(shù)量及密度較低，無法獲取更加精細(xì)的大腦電信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種精度高、安裝使用方便且無創(chuàng)性的超微頭皮電極陣列。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種超微頭皮電極陣列，由超微頭皮電極陣列模塊和主體安裝在超微頭皮電極陣列模塊內(nèi)的一組超微頭皮電極構(gòu)成；所述超微頭皮電極包括超微頭皮電極頭部、超微頭皮電極體部、超微頭皮電極尾部、電極線和彈簧，所述超微頭皮電極體部設(shè)置在超微頭皮電極頭部上，所述超微頭皮電極尾部一端與超微頭皮電極體部相連接且超微頭皮電極尾部另一端與電極線相連，所述電極線一端與超微頭皮電極尾部相連，電極線另一端穿過超微頭皮電極陣列模塊表面并與上位設(shè)備相連實(shí)現(xiàn)信號傳遞功能，所述彈簧安裝在超微頭皮電極尾部上方；在超微頭皮電極陣列模塊內(nèi)部設(shè)有電極倉，所述超微頭皮電極尾部及彈簧安裝電極倉中可上下移動，在電極倉下端設(shè)有電極滑動孔并與超微頭皮電極陣列模塊外部相通起到支撐和引導(dǎo)超微頭皮電極體部作用。

所述超微頭皮電極陣列模塊由硬質(zhì)絕緣材料制成，在超微頭皮電極陣列模塊表面設(shè)有電磁屏蔽涂層。

所述超微頭皮電極頭部、超微頭皮電極體部、超微頭皮電極尾部及電極線均由銀材料或銅材料制成。

所述超微頭皮電極陣列模塊為方形或圓柱形。

所述超微頭皮電極頭部呈半球形，表面覆蓋石墨烯或白金材料。

所述超微頭皮電極體部呈細(xì)長圓柱形且表面鍍有絕緣涂層，在絕緣涂層外鍍有坡莫合金或鋁、錫等材料組成的電磁屏蔽涂層。

所述超微頭皮電極尾部呈短圓柱形，直徑大于超微頭皮電極頭部和超微頭皮電極體部。

所述電極線外部包裹絕緣橡膠及電磁屏蔽層。

所述電極倉的內(nèi)壁呈圓柱形，直徑略大于超微頭皮電極尾部直徑，所述電極滑動孔的內(nèi)壁呈圓柱形，直徑略大于超微頭皮電極體部直徑。

所述一組超微頭皮電極的每個電極線分別與上位設(shè)備相連接，或者一組超微頭皮電極的每個電極線連通后共同與上位設(shè)備相連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本發(fā)明將超微頭皮電極嵌裝在超微頭皮電極陣列模塊內(nèi)，其體積微小并可在單位面積上組成極其密集的陣列，因此，其電極數(shù)量及密度非常高；并且超微頭皮電極采用全電磁屏蔽設(shè)計，可以無創(chuàng)地獲得極其精細(xì)、清晰的腦電信號，其安裝及使用迅速、簡單，便于生產(chǎn)及維護(hù)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床檢查、醫(yī)學(xué)康復(fù)、醫(yī)療科研及人工智能等消費(fèi)類電子領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖面圖；

圖2為本發(fā)明的超微頭皮電極的三維立體圖；

圖3為本發(fā)明的第一種三維透視圖；

圖4為本發(fā)明與頭皮接觸的局部剖面圖；

圖5為本發(fā)明的第二種三維透視圖及立體圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：

一種超微頭皮電極陣列，如圖1所示，由超微頭皮電極陣列模塊2和主體安裝在超微頭皮電極陣列模塊內(nèi)的一組超微頭皮電極1構(gòu)成。所述超微頭皮電極主體呈尾部膨大的細(xì)長圓柱形，由導(dǎo)電性良好的銀、銅等金屬材質(zhì)構(gòu)成。所述超微頭皮電極陣列模塊由硬質(zhì)絕緣材料等構(gòu)成，可為立方形、圓柱形或根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的特殊形狀，內(nèi)部可容納一個或多個超微頭皮電極并組成陣列。

如圖1至圖3所示，超微頭皮電極包括超微頭皮電極頭部1-1、超微頭皮電極體部1-2、超微頭皮電極尾部1-3、電極線1-4和彈簧1-5。所述超微頭皮電極頭部與頭皮接觸，呈半球形，表面覆蓋導(dǎo)電性良好的石墨烯或白金等材料，增加與頭皮組織接觸的導(dǎo)電性和對人體組織的親和性。超微頭皮電極體部呈細(xì)長圓柱形且表面鍍有絕緣涂層，在絕緣涂層外鍍有坡莫合金或鋁、錫等材料組成的電磁屏蔽涂層，用于屏蔽外界電磁波的干擾和電極之間相互的干擾。超微頭皮電極尾部呈短圓柱形，直徑大于超微頭皮電極頭部和超微頭皮電極體部，其下端與超微頭皮電極體部相連接且上端與電極線相連。所述電極線為導(dǎo)電性良好的銀、銅等材質(zhì)，外部包裹絕緣橡膠及電磁屏蔽層，電極線一端與超微頭皮電極尾部相連，電極線另一端穿過超微頭皮電極陣列模塊表面并與上位設(shè)備相連實(shí)現(xiàn)信號傳遞功能。所述彈簧安裝在超微頭皮電極尾部上方，當(dāng)超微頭皮電極受力向上移動時，彈簧被壓縮，當(dāng)受力解除時，在彈簧的作用下超微頭皮電極恢復(fù)到原先位置。

如圖1、圖3所示，超微頭皮電極陣列模塊內(nèi)部設(shè)有電極倉2-1，在電極倉的下端制有電極滑動孔2-2，在超微頭皮電極陣列模塊表面設(shè)有電磁屏蔽涂層2-3。所述電極倉內(nèi)壁呈圓柱形，直徑略大于超微頭皮電極尾部直徑，超微頭皮電極尾部可在電極倉中上下移動，彈簧位于電極倉內(nèi)的超微頭皮電極尾部上部。所述電極滑動孔內(nèi)壁呈圓柱形，直徑略大于超微頭皮電極體部直徑，電極滑動孔上部與電極倉相連通，電極滑動孔下部與超微頭皮電極陣列模塊外部相通；超微頭皮電極體部可沿電極滑動孔上下移動，電極滑動孔對超微頭皮電極體部起到支撐和導(dǎo)向作用。超微頭皮電極陣列模塊表面的電磁屏蔽涂層，用于屏蔽外界電磁波的干擾。

本發(fā)明的工作原理如圖4所示，超微頭皮電極陣列模塊下降時，由于超微頭皮電極頭部細(xì)小、體部細(xì)長，所以超微頭皮電極頭部可以穿過頭皮表面毛發(fā)直達(dá)頭皮表面。當(dāng)超微頭皮電極頭部與頭皮a相接觸時，在頭皮的向上的阻力下，超微頭皮電極與超微頭皮電極陣列模塊產(chǎn)生相對運(yùn)動，彈簧被壓縮，由于人頭部為圓形，頭皮表面存在弧度，且頭皮表面毛囊、油脂等使頭皮表面高低不平，電極陣列模塊中不同超微頭皮電極與電極陣列模塊相對運(yùn)動的幅度均有所不同，在彈簧的作用下，每個超微頭皮電極頭部均與頭皮表面緊密接觸保，這樣既保證了每個超微頭皮電極對頭皮表面弧度及不平的適應(yīng)，同時也保證了每個超微頭皮電極與頭皮良好的導(dǎo)電性。雖然每個超微頭皮電極頭部與頭皮接觸面積均很小，但由于超微頭皮電極陣列模塊中由多個超微頭皮電極組成陣列可以平均分擔(dān)超微頭皮電極陣列對頭皮表明的壓強(qiáng)，且彈簧也緩沖了超微頭皮電極頭部對頭皮表明的沖擊，這樣便不會對頭皮表面產(chǎn)生損傷和不適感。

如圖5所示，在某些應(yīng)用環(huán)境中，將多個超微頭皮電極組成陣列并將它們的電極線連接在一起構(gòu)成另外一種超微頭皮電極陣列，該超微頭皮電極陣列可模仿傳統(tǒng)的單個頭皮電極實(shí)現(xiàn)腦電信號采集功能。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。