[实用新型]一种液态金属脑电电极

说明书

本实用新型公开了一种液态金属脑电电极，包括导电凝胶层、接触点、导电屏蔽层、固定点和屏蔽导线，所述导电凝胶层背面黏附于导电屏蔽层上，正面装有接触点，所述导电屏蔽层上焊接有固定点，所述屏蔽导线通过固定点与导电屏蔽层相连；该脑电电极与受试者头皮接触后，液态金属被受试者体热融化，融化后的金属液滴向凝胶表面转移，转移到凝胶表面的金属液滴受其表面张力影响，在接触点与头皮直接接触，进而将脑电信号从头皮角质层下导出，引入导电凝胶层的盐溶液中，最终将脑电信号传出。本实用新型利用液态金属代替导电胶作为接触介质，能够避免头发对电极固定和脑电测量的影响，获得更为纯净的脑电数据；整体结构简单通用，易于制造和使用。

技术领域

本实用新型涉及脑电信号采集技术领域，具体涉及一种液态金属脑电电极。

背景技术

液态金属指的是一类熔点较低的合金，如GaIn合金等，能够在常温环境中保持液态。GaIn合金因其良好的生物相容性，稳定的化学性质，宽阔的熔点可控范围，在柔性导电材料和传热材料等领域得到了广泛的应用。

脑电图是记录大脑电活动的一种电生理监测方法，广泛用于认知科学，心理学和神经电生理研究，并为睡眠监测，麻醉或昏迷深度评估，癫痫诊断等临床应用提供了有效的参考依据。然而，大脑神经细胞放电幅度微弱，采集到的脑电信号常常不稳定，含有大量由环境和身体其他部位电活动带来的噪音。不仅如此，脑电采集电极本身也容易受到环境电磁场干扰，与头皮之间存在的接触阻抗和接触电容更进一步地削减了有效信号的比例。因此，相比于肌电和心电，脑电的精确测量采集较为困难。

目前常见的脑电采集大都通过非侵入式电极实现，其包括干电极和湿电极。干电极常用金属片制成，轻便小巧结构简单，但由于与皮肤接触效果差，信号噪声较大，故而不常用于科研和临床领域。湿电极则在头皮与金属导体之间灌注导电凝胶，凝胶中的离子参与头皮与金属导体之间的电荷传递，大大提高了接触效果。然而，湿电极在使用过程中往往前期准备时间较长，成本相对较高。采用的糊状凝胶极容易黏附在头发上，不仅材料损耗较大，也给受试者带来不便。因此，亟需一种能够兼具干电极灵活性和湿电极接触效率的新型脑电电极。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型所用的技术方案为：

一种液态金属脑电电极，包括导电凝胶层、接触点、导电屏蔽层、固定点和屏蔽导线；所述导电凝胶层背面黏附于导电屏蔽层上，正面装有接触点，所述导电屏蔽层上焊接有固定点，所述屏蔽导线通过固定点与导电屏蔽层相连。

所述导电凝胶层为圆形高分子凝胶薄片，内部有导电高分子结构形成的网络，该网络内部吸附有盐溶液；导电凝胶层一面装有接触点，接触点内部充有液态金属，所述液态金属为GaIn合金。

所述导电屏蔽层为金属圆片，表面经过阳极氧化处理，可屏蔽环境中的干扰电场，同时将导电凝胶层从皮下采集到的电信号传至固定点；所述导电屏蔽层背面和固定点周围均用电子环氧树脂进行封闭。

所述固定点为屏蔽导线与导电屏蔽层的焊接点，两端通过钎焊焊接；所述屏蔽导线为单芯金属网屏蔽线。

所述导电屏蔽层外部套装有屏蔽壳、密封套、连接柱、密封阀门和插头；所述屏蔽壳下端边缘装有密封套，所述密封套与导电凝胶层和导电屏蔽层密封连接，所述连接柱下端连接固定点，并进一步延伸至屏蔽壳底部开口，所述连接柱距下端2/3位置固定有密封阀门；所述屏蔽导线通过插头与连接柱相连。

所述屏蔽壳为碗形金属外壳，上端开口，口内设有一倒角，所述屏蔽壳在平放且正常重力环境下，其下端边缘与导电凝胶层接触面平齐。

所述密封套由小结组成，小结中间高四周低，小结与小结之间紧密连接，没有空隙。

所述密封阀门为一弹性圆环薄片，中间有小孔，胶于连接柱，环面与所述屏蔽壳口内倒角接触。

所述插头呈圆台状，内侧有孔，孔内有金属弹片与连接柱接触导电，外侧角度稍小于屏蔽壳。