電極安裝座裝置的制造方法
【專利說明】電極安裝座裝置
[0001 ] 相關申請的互相參引
[0002]本申請是申請?zhí)枮?01310262726.8于2013年6月24日提交的名稱為“電極組件”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及一種電極安裝座裝置，其應用于生物醫(yī)學工程領域，輔助電極與頭皮的接觸來采集生物電信號，還涉及具有該電極安裝座裝置的頭架以及電極組件。
【背景技術】
[0004]隨著醫(yī)學、神經科學、認知心理學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用到醫(yī)學檢測、臨床診斷以及新興的腦-機接口等領域。使用表面干電極采集腦電信號已經被廣泛用來診斷腦部疾病和判斷腦部狀態(tài)。在采集過程中，電極的接觸阻抗的大小決定著采集的效果。電極的接觸阻抗越大，采集到的腦電信號失真越大，效果也就越差。電極的接觸阻抗與電極和頭皮的接觸面積有關，接觸面積越大，阻抗越小，也就越有利于腦電信號的采集。目前，電極通過電極安裝座裝置固定在具有一定彈性的塑料頭架上。該頭架包括電極臂，該電極臂作為連接件，連接電極安裝座裝置于頭架。該電極安裝座裝置固定于所述頭架，包括用于固定電極的電極座。采用這種設置方式，電極與電極臂之間不能產生相對運動O例如，美國NeuroSky (神念科技)公司的MindWave電極系統(tǒng)就采用類似結構。由于人頭的形狀是類球狀，表面具有一定的曲率，且皮膚具有一定的彈性;當電極平面與頭皮表面發(fā)生接觸，且電極中心法線與頭皮接觸區(qū)域的中心法線重合時，可以使電極與頭皮的接觸面積達到最大，亦即能實現(xiàn)阻抗的最小化。但，由于電極和電極臂之間固定，不能確保電極中心法線與頭皮接觸區(qū)域中心法線重合，從而不能保證在測量時，電極中心法線與頭皮接觸區(qū)域中心法線重合，導致接觸面積減小，接觸阻抗增大，不利于生物電信號的精確采集。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有腦電圖儀頭架無法確保使得電極中心法線與頭皮接觸區(qū)域中心法線重合的技術缺陷，提出了一種具有球關節(jié)結構的電極安裝座裝置，該裝置可以使電極相對頭架的電極臂進行一定的角度旋轉，從而達到調節(jié)電極與頭皮的接觸方向的目的，這樣，當電極平面與頭皮發(fā)生接觸時，電極中心法線就能夠與頭皮接觸區(qū)域中心法線重合，使得電極與頭皮的接觸面積實現(xiàn)最大化，亦即能實現(xiàn)接觸阻抗的最小化，有利于生物電信號的精確米集。
[0006]本發(fā)明創(chuàng)造的基本思想是，在電極與電極臂頭部之間設計一種可自行調節(jié)角度的機構，從而達到調節(jié)電極與頭皮的接觸方向，使得電極平面中心法線與頭皮接觸區(qū)域中心法線重合的效果，也就實現(xiàn)了電極與頭皮接觸面積的最大化，接觸阻抗的最小化的目的。
[0007]基于這種構思，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電極安裝座裝置，其包括電極座，并且電極安裝座裝置還包括上蓋、球頭和頭部，球頭的一部分能夠穿過上蓋并固定在電極座中，其中球頭與上蓋和頭部之間形成球形關節(jié)，該球形關節(jié)使得電極座能夠相對于頭部做關節(jié)旋轉運動。
[0008]根據(jù)一種有利的實施方式，頭部具有一個或多個支撐柱，球頭包括球面部，球面部具有內球面和外球面，內球面與支撐柱形成球面副，而球頭的外球面與上蓋的內面形成球面副。
[0009]根據(jù)一種有利的實施方式，球頭包括突出部，所述突出部由從外球面伸出的一個或多個卡爪構成，該突出部穿過上蓋固定在電極座中。
[0010]根據(jù)一種有利的實施方式，上蓋包括環(huán)形部以及自環(huán)形部延伸的呈空心錐臺狀的凸緣，所述環(huán)形部與頭部連接，凸緣的內表面與球頭的外表面形成球面副。
[0011]根據(jù)一種有利的實施方式，上蓋通過材料配合或形狀配合的連接方式與所述頭部連接，其中所述材料配合為焊接等任何合適方法，所述形狀配合為卡扣、螺紋等任何合適方法。
[0012]根據(jù)一種有利的實施方式，球頭在內球面上設有一個或多個凸起，支撐柱阻擋凸起以用作限制角度旋轉方向的限位部。
[0013]根據(jù)一種有利的實施方式，金屬電極通過材料配合或形狀配合的形式與電極座連接，金屬彈片通過材料配合或形狀配合的形式與電極座連接。所述材料配合例如為焊接、粘結等任何合適方法，所述形狀配合例如為卡扣、螺紋等任何合適方法。
[0014]根據(jù)一種有利的實施方式，金屬電極和金屬彈片通過沖壓成型。
[0015]根據(jù)一種有利的實施方式，電極座、上蓋、球頭和電極臂由絕緣聚合物材料制成，并且通過注塑成型、模制成型、澆注成型等方式制造。
[0016]根據(jù)一種有利的實施方式，突出部通過材料配合或形狀配合的形式安裝固定在所述電極座中，其中所述材料配合為焊接等任何合適方法，所述形狀配合為卡扣、螺紋等任何合適方法。
[0017]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電極安裝座裝置，其包括電極座和具有頭部的電極臂，其還包括上蓋和球頭，球頭的一部分能夠穿過上蓋并固定在電極座中，其中球頭與上蓋和頭部之間形成球形關節(jié)，該球形關節(jié)使得電極座能夠相對于電極臂的頭部做關節(jié)旋轉運動。
[0018]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種腦電信號采集裝置，包括基座，在基座上連接有至少一個電極臂，每個電極臂連接有如前所述的電極安裝座裝置，在所述電極安裝座裝置上固定有電極。
[0019]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電極組件，包括金屬電極、電極臂和設置在金屬電極與電極臂之間的如前所述的電極安裝座裝置，金屬電極固定在電極安裝座裝置上。
【附圖說明】
[0020]在附圖中示出本發(fā)明的實施例并且在以下描述中對其進行詳細解釋。附圖中:
[0021 ]圖1為根據(jù)本發(fā)明電極組件分解示意圖，
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明的電極組件的裝配結構示意圖，以及
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明的電極組件的球頭的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電極組件10的各部件結構的分解示意圖，在示出的實施例中，電極組件10包括金屬電極1、電極安裝座裝置和電極臂7。如圖1和圖2所示，該電極安裝座裝置設置在金屬電極I與電極臂7之間，該電極安裝座裝置包括金屬彈片2、電極座3、上蓋4、球頭5和導線6。在此實施例中，金屬電極I可以固定在電極座3上并與安裝在電極座3中的金屬彈片2形成電氣連接。在此，金屬電極I例如可以通過材料配合或形狀配合的形式與電極座3連接，金屬彈片2也可以例如通過材料配合或形狀配合的形式與電極座3連接，所述材料配合例如為焊接、粘結等任何合適方法，所述形狀配合例如為卡扣、螺紋等任何合適方法。此外，金屬電極I和金屬彈片2可以通過沖壓成型而使加工變得簡單，并且金屬電極I和金屬彈片2可以通過彈性接觸形成電氣連接。
[0025]如圖2示出了電極安裝座裝置的各部件與電極I和電極臂7裝配在一起后的示意圖。其中，電極臂7具有頭部71，上蓋4可以與該頭部71相配合以保持球頭5，其中球頭5與上蓋4和頭部71之間形成球形關節(jié)，能夠做關節(jié)旋轉運動。優(yōu)選的是，上蓋4包括環(huán)形部以及自環(huán)形部延伸的呈空心錐臺形狀的凸緣，所述環(huán)形部與所述頭部(71)連接。球頭5的一部分例如可以穿過上蓋4并固定在電極座3中，優(yōu)選的是，穿過上蓋4的呈空心錐臺形狀的凸緣并固定在電極座3中以及所述環(huán)形部與所述頭部71配合，由此，所述上蓋4與頭部71相配合以保持所述球頭5，如圖2所示。在此，導線6的一端穿過球頭5的中央孔從而穿過上蓋4例如通過焊接與金屬彈片2形成電氣連接，而另一端作為引出端經電極臂7與未示出的測量電路連接。導線6穿過球頭5的一端優(yōu)選為傘狀，通過與球頭5卡合以更好地被固定。
[0026]此外，如圖1和圖2所示，電極臂7的頭部71在內部形成及用于容納球頭5和導線6的容納部，并且所述頭部71例如優(yōu)選具有與上蓋4的形狀相配合的圓形形狀，使得上蓋4可以優(yōu)選通過材料配合或形狀配合的連接方式與電極臂7