CN116350935A - 一种电刺激与脑电记录一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电刺激与脑电记录一体化装置，包括脑电记录电极、电极上座、电极下座、支撑体、电刺激电极、导电介质和上插件；所述的脑电记录电极嵌入于电极上座或电极下座，所述的电刺激电极集成封装于上插件；所述的电极上座和电极下座组成电极座，所述的电极座按脑电国际通用定位系统在支撑体上；所述的上插件固定于电极上座上，其空腔内设有导电介质。本发明提供的一种电刺激与脑电记录一体化装置，能快速实现电刺激电极定位，电刺激电极方便更换，实现了电刺激与脑电记录的实时同步和有机融合。
Description
技术领域
本发明涉及一种电刺激与脑电记录一体化装置，用于电刺激与脑电记录，特别适合脑电与电刺激多模态应用场景。
背景技术
随着神经调控技术不断发展，高聚焦经颅直流电刺激（HD-tDCS）已成为认知神经科学、精神病学和神经康复医学的研究热点。HD-tDCS技术在临床上广泛用于治疗慢性疼痛、癫痫、抑郁症、帕金森症等疾病。电刺激研究中，研究人员非常关注电刺激后效应，而脑电是评价电刺激后效应的有效方式。HD-tDCS与EEG联用不仅可以有效评价电刺激效果和优化电刺激参数，还能对患者进行预分类，提供个性化精准刺激方案。联合HD-tDCS与EEG多模态技术已成为脑科学研究趋势，在治疗各类神经精神类疾病以及神经电生理机制的研究中具有巨大的应用潜力。电极作为HD-tDCS与EEG信号采集的关键硬件，直接影响HD-tDCS/EEG联用技术的整体功效。目前缺少HD-tDCS与EEG记录的集成装置，使之方便同步进行，形成调控-监测-调控的闭环反馈系统。 目前HD-tDCS/EEG联用只能在个别刺激位点上通过加插记录电极实现， 没有在EEG的10-20等国际通用点位系统上方便实现刺激同点位。这不仅给实际应用带来操作上的不便，而且难以实现HD-tDCS与EEG记录的有效融合。因此，亟需发展电刺激与脑电采集一体化装置。此外，电刺激电极定位比较麻烦，需要发展快速安装、自定位的电刺激电极。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种快速定位电刺激与脑电采集一体化装置。
本发明技术方案是：
一种电刺激与脑电记录一体化装置，包括脑电记录电极、电极上座、电极下座、支撑体、电刺激电极、导电介质和上插件；所述的脑电记录电极嵌入于电极上座或电极下座，所述的电刺激电极集成封装于上插件；所述的电极上座和电极下座组成电极座，所述的电极座按国际通用的脑电定位系统在支撑体上；所述的上插件固定于电极上座上，其空腔内设有导电介质。
进一步的技术方案为：
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其上插件正对着脑电记录电极的一侧设有缺口，从而实现导电介质与脑电记录电极的接触。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其上插件通过挤压槽或者卡槽固定于电极上座。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其上插件顶端设有导电介质注入孔；所述的导电介质为流体状导电介质，通过导电介质注入孔注入。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其导电介质为浸有电解质溶液的吸水材料，所述的吸水材料选自海绵、棉纤维、导电凝胶中的一种。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其电刺激电极由银/氯化银镀层、银/氯化银粉末或惰性导体材料制成。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其电极上座与电极下座的连接方式为可拆卸式，通过螺口旋钮、卡槽或挤压固定于支撑体上；或为不可拆卸式，通过铆接或粘结的方式固定在支撑体上；或为一体成型的整体。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其上插件的顶部或者内壁固定有电刺激电极。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其支撑体为帽、头盔、头带中的一种。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其脑电记录电极和电刺激电极接触的导电介质均为流体状导电介质或浸有电解质溶液的吸水材料。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其脑电记录电极和电刺激电极分别与浸有电解质溶液的吸水材料和流体状导电介质接触。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其电极下座呈喇叭状。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其电极上座底端设有一个喇叭状扩展端。
所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其电极下座或者扩展端内设有若干梳状齿。
本发明提供的电刺激与脑电记录一体化装置有益效果显著：
本发明提供的电刺激与脑电记录一体化装置，同时集成了脑电记录电极和电刺激电极。在脑电记录10-20、10-10、10-5等国际通用的点位上的脑电记录电极的电极上座上，方便安放电刺激电极，实现了电刺激和脑电记录实时同步。巧妙利用了10-20等国际通用脑电定位系统，实现了电刺激电极的快速精准定位。电刺激电极或集成封装有电刺激电极的上插件可以作为独立部件，方便后期的维护与更换。容易移动安装的电刺激电极极大方便选择不同刺激方案。喇叭状的电极下座或扩展端可以有效增加电极与头皮的有效接触面积，有效降低电极-皮肤阻抗，减少穿过刺激电极下方头皮的电流密度，提供高受试者的舒适感受，避免疼痛刺激，从而提高电刺激效果和脑电记录信号质量。所述的喇叭状的电极下座或者扩展端内设有若干梳状齿，这样既可以通过简单旋转有效去除皮肤角质层，又好稳定锚在有头发的头皮上。这个扩展端还方便装入有浸有电解质的吸水材料，形成可以拆卸的导电介质单元，梳齿状可以顶住吸水材料，保证良好离子导电通道，从而降低电极-皮肤阻抗。
附图说明
图1为本发明提供的一种电刺激与脑电记录一体化装置的示意图，所述的电刺激电极固定于上插件顶部。
图2为本发明提供另一种电刺激与脑电记录一体化装置的示意图，所述的电极下座呈喇叭口。
图3为本发明提供又一种电刺激与脑电记录一体化装置的示意图，所述的电极上座底端设有喇叭状的扩展端。
1—脑电记录电极；2—电极上座；3—电极下座；4—支撑体；5—电刺激电极；6—导电介质；7—上插件；8—喇叭状扩展端；9—梳状齿；10—导电介质注入孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：是本发明的一个基本实施例。如图1、2、3所示，一种电刺激与脑电记录一体化装置，包括脑电记录电极1、电极上座2、电极下座3、支撑体4、电刺激电极5、导电介质6和上插件7。所述的脑电记录电极1嵌入于电极上座2。当所述的脑电记录电极1嵌入于电极下座3则属于等同的实施例。所述的电刺激电极5集成封装于上插件7；所述的电极上座2和电极下座3组成电极座，所述的电极座按国际通用的脑电定位系统（如10-20、10-10、10-5）在支撑体上；所述的上插件7固定于电极上座2上，其空腔内设有导电介质6。其主要优点如下：该装置同时集成了脑电记录电极和电刺激电极，实现了电刺激和脑电记录实时同步。巧妙利用了10-20等国际通用的脑电定位系统，实现了电刺激电极的快速精准定位。
实施例2：是本发明的一个优选实施例。如图1所示，一种电刺激与脑电记录一体化装置，包括脑电记录电极1、电极上座2、电极下座3、支撑体4、电刺激电极5、导电介质6和上插件7。所述的脑电记录电极1嵌入于电极上座2，脑电记录电极在电极上座的具体位置可根据应用灵活设计。所述的上插件7正对着脑电记录电极1的一侧设有缺口，从而实现导电介质6与脑电记录电极1的接触。所述的电刺激电极5集成封装于上插件7的顶部或者内壁，所述的电刺激电极由银/氯化银镀层、银/氯化银粉末或惰性导体材料制成。所述的电极上座2和电极下座3组成电极座，所述的电极座按10-20、10-10、10-5等国际通用脑电定位系统在支撑体排布，从而实现了电刺激电极的快速精准定位。电极上座2与电极下座3的连接方式为可拆卸式，通过螺口旋钮、卡槽或挤压固定于支撑体（如帽、头盔、头带）上。所述的电极上座2和电极下座3还可以通过粘结或铆接方式不可拆卸地固定于帽、头盔、头带等支撑体上，电极上座2和电极下座3还可以是一体成型的电极座，通过电极座上的凹槽将周边支撑体嵌入其中，从而实现一体化电极在支撑体上的固定。所述的脑电记录电极1和电刺激电极5与导电介质6接触，从而有效传输电刺激和脑电信号。所述的电刺激电极5集成封装于上插件7上，所述的上插件7为一个独立可更换的部件，通过挤压槽或者卡槽固定安装于电极上座2上，方便后期维护和更换，上插件也可作为一次性耗材使用，用于急诊、感染、儿科等门诊。当所述的电刺激电极5为可更换部件，卡接于所述的上插件7上，则属于等同的实施例。所述的导电介质6为流体状导电介质，选自导电胶、导电糊或导电液的一种或多种组合。当上插件7不集成密封或卡接电刺激电极时，则可作为脑电记录单独使用。所述的上插件7顶端设有导电介质注入孔10，通过导电介质注入孔10注入流体状导电介质。当所述的导电介质为浸有电解质溶液的吸水材料，则属于等同的实施例。所述的吸水材料选自海绵、棉纤维、导电凝胶中的一种。
实施例3：是本发明的一个优选实施例。在实施例2的基础上，如图2所示，所述的电极下座3呈喇叭状。当所述的电极上座2底端设有一个喇叭状扩展端（图3），则属于另一等同的实施例。喇叭状的电极下座或扩展端可以有效增加电极与头皮的有效接触面积，有效降低电极-皮肤阻抗，从而提高电刺激效果和脑电记录信号质量。所述的喇叭状的电极下座3或者喇叭状的扩展端8内设有若干梳状齿9，这样既可以通过简单旋转有效去除皮肤角质层，又可以卡住仅有电解质溶液的吸水材料。
实施例4：是本发明又一个优选实施例。实施例2-3中，脑电记录电极1与电刺激电极5接触的均为同一类电解质（流体型导电介质或浸有电解质溶液的吸水材料）。与实施例2-3不同的是，所述的脑电记录电极1和电刺激电极5分别与浸有电解质溶液的吸水材料和流体状导电介质接触。所述的导电介质6为流体状导电介质，选自导电胶、导电糊或导电液的一种或多种组合。所述的吸水材料选自海绵、棉纤维、导电凝胶中的一种，所述的电解质溶液为含NaCl、KCl或者PBS的一种或多种组合。这种流体型导电介质与浸有电解质溶液的吸水材料复合型导电介质，既能有效改善电刺激电极与导电介质的接触，又能有效避免使用导电胶等流体型导电介质弄脏头皮和由于导电介质的流动引起邻近位点的电极短路风险。同时吸水材料能有效吸附上层的流体型导电介质，延长一体化装置的工作时间。
本发明的上述实施例，仅为示范性的进一步说明技术方案、原理及应用和功效等，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。也就是，本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。
Claims (14)
1.一种电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：包括脑电记录电极（1）、电极上座（2）、电极下座（3）、支撑体（4）、电刺激电极（5）、导电介质（6）和上插件（7）；所述的脑电记录电极（1）嵌入于电极上座（2）或电极下座（3），所述的电刺激电极（5）集成封装于上插件（7）；所述的电极上座（2）和电极下座（3）组成电极座，所述的电极座按国际通用的脑电定位系统在支撑体（4）上；所述的上插件（7）固定于电极上座（2）上，其空腔内设有导电介质（6）。
2.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的上插件（7）正对着脑电记录电极（1）的一侧设有缺口，从而实现导电介质（6）与脑电记录电极（1）的接触。
3.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的上插件（7）通过挤压槽或者卡槽固定于电极上座（2）。
4.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的上插件（7）顶端设有导电介质注入孔（10）；所述的导电介质为流体状导电介质，通过导电介质注入孔（10）注入。
5.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的导电介质（6）为浸有电解质溶液的吸水材料，所述的吸水材料选自海绵、棉纤维、导电凝胶中的一种。
6.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的电刺激电极（5）由银/氯化银镀层、银/氯化银粉末或惰性导体材料制成。
7.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的电极上座（2）与电极下座（3）的连接方式为可拆卸式，通过螺口旋钮、卡槽或挤压固定于支撑体上；或为不可拆卸式，通过铆接或粘结的方式固定在支撑体（4）上；或为一体成型的整体。
8.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的上插件（7）的顶部或者内壁固定有电刺激电极（5）。
9.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的支撑体（4）为帽、头盔、头带中的一种。
10.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的脑电记录电极（1）和电刺激电极（5）接触的导电介质均为流体状导电介质或浸有电解质溶液的吸水材料。
11.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的脑电记录电极（1）和电刺激电极（5）分别与浸有电解质溶液的吸水材料和流体状导电介质接触。
12.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的电极下座（3）呈喇叭状。
13.根据权利要求1所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的电极上座（2）底端设有一个喇叭状扩展端（8）。
14.根据权利要求12或13所述的电刺激与脑电记录一体化装置，其特征在于：所述的电极下座（3）或者扩展端内设有若干梳状齿（9）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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