技术领域
[0001] 本
发明属于医疗器械技术领域,涉及一种脑电图电极。
背景技术
[0002] 脑电图是在特定的
位置,通过头皮表面放置的电极采集到的大脑细胞的电活动。
生物电是在生命活动过程中,在生物体内产生的各种电位或
电流。但生物体是离子导体,要测量离子导体的生物电
信号就必须使用一
对电极把离子导体的信号转换成
电子导体的信号,才能传输到测量仪器的输入端,进行放大记录。如何提高脑
电信号(EEG)的
稳定性,减少仪器的伪差是准确反映病人颅内器质性病变的有效手段之一。
[0003] 现有的脑电图电极主要由电极片、纱布和
支架组成,但存在以下问题和不足:
[0004] 1、电极的材料由
铜镀银制成的,一般干燥的电极刚
接触导电液立即使用,在记录EEG时易使
波形失真,基线漂移,记录的图形
质量差,在实际应用时通常需要等待15分钟左右才能使电极稳定。为此,一般会把使用后的电极整个浸入盐
水中,为下一次使用做准备。浸泡在氯化纳溶液中的电极,如果电极的外接头不是与电极用同类金属制成,容易被置换反应导致
腐蚀,因此使用寿命较短。
[0005] 2、脑电测量时间较长,大约20-30分钟,由于人体体温的影响,导电液因挥发而干燥,使电极与头皮接触不良,记录基线产生漂移。有时为使测量准确,必需中途添加导电液,延长病患的测试时间,影响脑电图质量。
[0006] 3、电极为平面,纱布作为表面的吸水层,当测量脑电图时电极表面会受到
挤压,导电液被挤出,使用时易造成电极表面的导电液不足,致使产生基线漂移,波形失真,噪声也会随之产生。
[0007] 4、对于铜镀银脑电图电极由于电极长时间浸在NaCl溶液中电极会腐蚀,使用者每日用完电极后,都要将其洗净、晾干,第二天再重新浸泡,使用不方便。
[0008] 5、Ag-AgCl电极的
电解质离子必须使用含有Cl¯的盐溶液。人体体液中主要含有NaCl和KCl两种含氯的盐溶液,但从
导电性来看KCl优于NaCl,而目前普遍使用的导电液都是NaCl溶液。
[0009] 如何设计一种脑电图电极,电极电位稳定、图形清晰、基线平稳、抗干扰能
力强,耐腐蚀、使用寿命长、应用便捷,这是目前亟待解决的问题。
发明内容
[0010] 本发明的目的是克服
现有技术中存在的问题和不足,提供一种脑电图电极,其结构新颖,使用性能上较目前国内外使用的脑电图电极有较大的提高,测量
精度高,阻抗更低且平稳,使用便捷。
[0011] 本发明是通过如下技术方案实现的:一种脑电图电极(H14),主要包括:电极片、纱布、O形
密封圈、
棉花、贮液槽通道、贮液槽、贮液槽盖、电极壳体、纯银接头、银丝
导线、引线通道、固定架与
定位板,电极片嵌入电极壳体底部,电极片与银丝导线的一端固接,电极片通过银丝导线经引线通道与纯银接头
焊接,贮液槽内设有贮液槽通道,贮液槽位于电极片上方,并装入电极壳体内,贮液槽盖与贮液槽相适,电极壳体底部设有凹槽与放置的O形密封圈相适,棉花置于贮液槽内,并通过贮液槽通道延伸至电极片表面,纱布
覆盖在电极片表面的棉花上,电极壳体与固定架固接,固定架与定位板通过螺帽连接。
[0012] 采用Ag-AgCl
复合材料作为电极片的基材,电极片为凹槽杯形。
[0013] 导电液选用NaCl、KCl溶液或复配导电液(KCl溶液+无毒洗洁精)。
[0014] 本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果:
[0015] (1)本发明脑电图电极上设置导电液贮液槽,结构新颖,电极阻抗稳定。测量时电极电位稳定,基线漂移减小,电极表面与
皮肤的阻抗稳定,噪声低。同时无需在测试过程中补充导电液,临床应用表明,使用时一个H14可以连续检查4—5个病人,而不需要盐水浸泡,节省了人力,加快了检测速度,省时省力,效果好。
[0016] (2)本发明脑电图电极采用Ag-AgCl复合材料作为电极片的基材,电极片采用凹槽杯形设计,在用导电液测量脑电图时,阻抗更低,可使脑电图记录图形质量较大提高。
[0017] (3)本发明脑电图电极还设计了脑电图电极放置槽和密封盒。每次做完脑电图测试后,取下测试电极放入电极放置槽中,恰好能使电极的纱布棉花及导电液贮槽均吸满导电液,使电极电位处于最稳定的状态,测量时脑电图失真干扰少,这样取出的电极即可测试。如果长时间不用,为防止导电液干燥,将电极放置槽加盖密封,防止导电液的挥发。
[0018] (4)用复配的导电液测量脑电图,阻抗更低,可使脑电图记录图形质量较大提高。
附图说明
[0019] 图1为本发明脑电图电极结构示意主视图。
[0020] 图2为本发明脑电图电极主要部件结构示意图。
[0021] 图3为本发明脑电图电极的电极放置槽示意图。
[0022] 图4为本发明脑电图电极的密封盒示意图。
[0023] 图5为进口电极用复配导电液和H14电极用复配导电液均去脂时不同时间点的阻抗变化,其中1表示进口电极用复配导电液组阻抗,3表示H14电极用复配导电液组阻抗。
[0024] 图6为H14电极用2%NaCl溶液和进口电极用2%NaCl溶液均去脂不同时间点的阻抗变化,其中2表示进口电极用2%NaCl溶液组阻抗,4表示H14电极用2%NaCl溶液组阻抗。
[0025] 图7为本发明脑电图波形图。
[0026] 图8为皮肤阻抗实验。
[0027] 图9为
表面活性剂对皮肤
电阻抗的影响实验。
具体实施方式
[0028] 本发明结合附图和
实施例作进一步的说明。
[0029] 实施例1
[0030] 参照图1-2,一种脑电图电极,主要包括电极片1、纱布2、O形密封圈3、贮液槽通道4、棉花5、贮液槽6、贮液槽盖7、电极壳体8、纯银接头9、银丝导线10、引线通道11、固定架12与定位板13,电极片1嵌入电极壳体8底部,电极片1与银丝导线10的一端固接,即在制作电极片1时,即将银丝导线10的一端埋入,一起压制并
烧结,电极片1通过银丝导线10经引线通道11与纯银接头9焊接,贮液槽6内设有贮液槽通道4,贮液槽6位于电极片
1上方,并装入电极壳体8内,贮液槽盖7与贮液槽6相适,距离电极壳体8底部5mm处设有凹槽与放置的O形密封圈3相适,通过O形密封圈3固定棉花5及纱布2,棉花5置于贮液槽6内,并通过贮液槽通道4延伸至电极片1表面,纱布2覆盖在电极片1表面的棉花5上,电极壳体8与固定架12固定, 固定架12与定位板13通过螺帽连接。采用Ag-AgCl复合材料作为电极片的基材,电极片1设计为凹槽杯形。
[0031] 本发明电极片1设计为凹槽杯形。进口的脑电图电极片为平面,纱布作为表面的吸水层,当测量脑电图时电极表面会受到挤压,导电液被挤出,使用时易造成电极表面的导电液不足,致使产生基线漂移,波形失真,噪声也会随之产生。将电极片改为凹槽杯形后,当电极移动时,电极与导电液界面的双电层不会产生扰动。
[0032] 导电液选用NaCl或KCl溶液或复配导电液(KCl溶液+无毒洗洁精),复配导电液由质量比为1%的KCl溶液+1-2%的无毒洗洁精,用水配置100%。
[0033] 实施例2
[0034] 参见图3-4,平时不用时,将实施例1的单个脑电图电极排列放置于电极放置槽14内,使电极内的纱布、棉花及贮液槽均吸满导电液,电极电位处于最稳定的状态,测量时脑电图的失真干扰少,需要使用时,取出电极即可测试。如果长时间不用,为防止导电液干燥,将电极放置槽14放入密封盒15,加盖16密封,以防止导电液的挥发。测试时,通过定位板13将电极置于人体头皮。
[0035] 实施例3
[0036] 1.采用本发明的脑电图电极(简称H14电极)与美国美敦力(Medtronic),Ref.9013E1321脑电图电极(简称进口电极)进行对比研究,选取12位健康受试者,根据性别、年龄等随机分为2组,每组6人。分别进入H14电极组与进口Medtronic电极组。分别用该组电极用两种导电液(2%Nacl溶液或复配导电液)进行脑电图检查,共获脑电图24幅,进行下列对比分析。2组人群一般情况如表1。所有统计采用SPSS 16.0进行分析。患者一般情况中,性别比较选用卡方检验,两组年龄比较选用独立样本t检验,两组阻抗数据比较采用重复检测均数检验,以p <0.05有统计学差异。
[0037] 表1 不同电极组受试者一般情况
[0038]
[0039] 两组性别、年龄统计无明显差异(p>0.05)
[0040] 2.结果
[0041] (1)H14电极用复配导电液和进口电极用复配导电液阻抗变化参见图5。进口电极用复配导电液(KCl溶液+无毒洗洁精)和H14电极用复配导电液(KCl溶液+无毒洗洁精)均去脂时,两组内不同时间点的阻抗值有统计学差异(F=138.050,p =0.000);同时两组阻抗变化趋势也不同(F =17.355,p =0.000),即随着时间延长,H14电极用复配导电液组随着时间延长,阻抗更稳定,而进口电极用复配导电液组随着时间延长,其阻抗明显升高。两组间不同时间点阻抗有差异(F=138.050,p =0.000),同时两组阻抗随时间变化趋势不同(F=17.355,p =0.000)。
[0042] (2)H14电极用2%NaCl溶液和进口电极用2%NaCl溶液阻抗变化参见图6。进口电极用2%NaCl溶液和H14电极用2%NaCl溶液均去脂时,两组内不同时间点的阻抗值有统计学差异(F =82.479,p =0.000),即在不同时间点,在2%NaCl溶液中,H14电极较进口电极阻抗更低。但两组阻抗变化趋势相同(F=0.251,p =0.617),即随着时间延长,H14电极和进口电极在2%NaCl溶液中阻抗随着时间延长都升高。H14电极用2%NaCl溶液和进口电极用2%NaCl溶液不同时间点的阻抗变化。两组不同时间点阻抗有差异(F=82.479,p =0.000),两组阻抗随时间变化趋势相同(F=0.251,p =0.617)。
[0043] (3)结论:H14脑电图电极临床使用重点观察12例健康人,随机分为2组(24组数据),分别检测对比美国美敦力(Medtronic),Ref.9013E1321脑电图电极用复配导电液、2%NaCl溶液和H14脑电图电极用复配导电液、2%NaCl溶液中阻抗情况。通过比较发现,H14脑电图电极组随着不同时间点阻抗变化明显小于对照美国美敦力(Medtronic),Ref.9013E1321脑电图电极组阻抗(H14脑电图波形图参见图7)。可以认为H14脑电图电极各方面性能均明显超过现有的水平;与进口脑电图电极美国美敦力(Medtronic),Ref.9013E1321比较,由于H14脑电图电极设计的结构上装有贮液槽,配合使用复配导电液,使测试过程中电极电位更稳定,图形清晰,抗干扰能力强,
分辨率更高,基线平稳,漂移小。
[0044] 实施例4
[0045] 为了降低成本,便于推广启用,本研究选取无毒洗洁精作为表面活性剂进行了皮肤阻抗实验。
[0046] 测量时,把两对电极夹在相距10cm的前臂上,测定皮肤阻抗(参见图8)。其中(A,A’)电极为1%KCl+1%无毒洗洁精作导电液,(B,B’)电极用1%KCl做导电液,共测试6人。用DDS—11A型电导率仪测阻抗率,再换算成阻抗。实验结果见图9。
[0047] 表2 表面活性剂电阻抗比较
[0048]
[0049] * p<0.05,有统计学差异
[0050] 由图9、表2数据分析可知,经过临床测试添加无毒洗洁精的导电液比不加无毒洗洁精的1%KCl导电液皮肤阻抗降低约50%以上。复配导电液可选用含质量比为1%KCl+1%无毒洗洁精溶液,用水配置100%。