抑制运动伪迹石墨烯柔性脑电容性电极的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械(用具)/脑电电极领域，具体涉及一种抑制运动伪迹石墨烯柔性脑电容性电极。
【背景技术】
[0002]脑电(EEC)是中枢神经系统的直接外在表征，可检测大脑皮层不同区域的活动状态，反映了人体生理、心理状态和不同脑功能的脑区交互方式。同时，脑电可以作为癫痫、痴呆、肿瘤等脑部疾病或脑死亡提供诊断信息。
[0003]脑电是通过脑电电极采集信号的。根据是否采用导电凝胶，脑电电极主要分为湿电极和干电极。传统医疗中常用湿电极检测脑电，被测者在进行脑电采集前，需涂抹导电介质。湿电极的不足之处在于其准备工作复杂，导电银胶随时间逐渐风干而造成测量误差，容易造成皮肤过敏，影响舒适度，不适用于长时间监测。干电极不使用导电膏(或凝胶)或者其他电介质作为皮肤和电极之间的耦合通路，而是皮肤和电极之间的直接接触或者电容耦合形成通路的电极。容性电极也是干电极的一种。容性电极一个显著特点是可以隔着头发或者衣物布料等测量信号，此时头发(毛发)或者衣物布料等充当电容介质。目前尚缺乏可长期舒适穿戴的动态获取脑电信号的传感器。
[0004]石墨烯是目前已知的最薄最轻的一种材料，单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度。石墨烯也是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。由于石墨烯仅由碳元素组成且结构完美，是制造超灵敏生物传感器的理想材料。
[0005]现有干电极脑电采集技术有微针技术、超高输入阻抗放大器和光电传感等。
[0006]参见图3，微针技术是目前最普遍采用的干电极脑电采集技术，其采用针式电极直接穿透角质层，嵌入低阻抗的生发层来完成信号采集的技术。然而皮肤厚度因人而异，对于皮肤较薄的人来说，微针前端可能已经刺破生发层而进入充满血管和神经的真皮层，从而产生疼痛感。由于电极直接与头皮内部接触，容易引起交叉感染，一般为一次性电极。
[0007]超高阻抗放大器技术的脑电电极主要确保传感器与头皮紧密接触，大多采用金属材料。然而，金属材料电极抗腐蚀性低，抗干扰和抗噪声能力均差，在微电流通过时容易产生极化。同时金属干电极穿戴舒适性较差，运动伪迹明显。
[0008]光电传感干电极利用特殊有机材料依据在不同电压下产生的电场的形变程度，感知脑电的变化。此类电极装置复杂，在检测脑电时往往需要专业医护人员辅助进行，并不适合检测者在日常生活中长时间佩戴使用。
[0009]现有干电极可以很好地短时间监测人体静止状态下的脑电信号，并不能满足当有肢体移动或人在运动时引起的运动伪迹，也不能实现在日常生活中长时间穿戴检测。现在脑电干电极材料多为金属等刚性材料，电极并不能很好贴合头皮，既影响穿戴舒适性，又容易引起运动伪迹。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种抑制运动伪迹石墨烯柔性脑电容性电极，是一种电容耦合原理脑电干电极。容性电极一个显著特点是可以隔着头发或者衣物布料等测量信号，此时头发(毛发)或者衣物布料等充当电容介质。脑电电极的材料采用导电布、导电海绵、绝缘橡胶板和石墨烯，均为柔性材料，对皮肤无刺激和损伤，增加穿戴舒适性，可长期佩戴使用。在动态情况下，柔性材料可以很好贴合头皮结构，有效抑运动伪迹。添加石墨烯涂层，极大的增强了电极的导电性能，提高了微弱电信号数据采集的精准度。脑电电极由基底层、织物导电层、第一抑制运动伪迹层、填充层、第二抑制运动伪迹层、触面层和绝缘遮挡层组成，从电极结构上能有效地减少噪声，抑制运动伪迹。
[0011]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种抑制运动伪迹石墨烯柔性脑电容性电极。该电极由基底层、织物导电层、第一抑制运动伪迹层、填充层、第二抑制运动伪迹层、触面层和绝缘遮挡层组成。其特征在于:柔性织物构成所述基底层;导电布构成所述织物导电层;第一缓冲层和第一加强层构成所述第一抑制运动伪迹层，导电海绵构成所述第一缓冲层，导电布构成所述第一加强层;绝缘橡胶板构成填充层;第二加强层和第二缓冲层构成所述第二抑制运动伪迹层，导电布构成所述第二加强层，导电海绵构成所述加第二缓冲层;石墨烯涂层构成所述触面层;绝缘织物构成所述绝缘遮挡层。
[0012]优选的，所述织物导电层设置在基底层上，放置中心位置且通过医用粘胶与其粘合;所述第一抑制运动伪迹层设置在所述织物导电层上，放置中心位置且通过导电银胶与其粘合;所述第一抑制运动伪迹层内部各层均由导电银胶粘合;所述填充层设置在所述第一抑制运动伪迹层上，放置中心位置且通过导电银胶与其粘合;所述第二抑制运动伪迹层设置在所述填充层上，放置中心位置且通过导电银胶与其粘合;所述第二抑制运动伪迹层内部各层均由导电银胶粘合;所述触面层设置在所述第二抑制运动伪迹层上，放置中心位置且通过导电银胶与其粘合;所述绝缘织物遮挡层中心镂空，设置在织物导电层上，完全覆盖且通过缝纫连接、固定。
[0013]优选的，柔性织物是具有一定柔韧性和弹性的莱卡布块，主要用来支撑电极。织物基底合适的压力既保证脑电电极与人体紧密贴合，又保障穿戴的舒适性。
[0014]优选的，所述三层导电布的基材为聚酯纤维，在高强度下镀以镍与铜，形成金属化表面，具有卓越的柔软性、导电性与优异的耐曲折特性，穿戴舒适，表面的导电阻抗值小于等于0.5Ω/Π!2，具有良好的导电能。
[0015]优选的，所述织物导电层的导电布形状为直径30-50mm的圆，厚度小于等于0.05mm。其作用在于支撑电极、传导电信号(相当于导线)。
[0016]优选的，所述第一加强层和二的导电布需在石墨烯溶剂中浸泡，风干形成石墨烯导电布，形状均为直径20-40mm的圆，厚度小于等于0.05mm。其作用是增加导电性和加强电极，使其不易发生永久形变，在一定程度上，使电极触面层紧贴皮肤表面，在动态情况下使电极与皮肤表面保持相对平行，抑制运动伪迹。
[0017]优选的，所述第一缓冲层和二的导电海绵由高分子复合材料发泡技术生产，发泡孔径均匀，导电海绵柔软，主要成分为聚酯海绵和金属镍，无毒无味，富有弹性，导电性能好。导电海绵直接与皮肤接触，其柔软特性可以保证穿戴的舒适性，也能在皮肤与电极相互作用时起到缓冲作用，自适应人体头部外轮廓，很好地贴合与皮肤表面，以减少噪声和抑制运动伪迹。
[0018]优选的，所述第一缓冲层导电海绵形状为直径20-40mm的圆，厚度为0.5mm。其作用为抵消或缓冲皮肤-基底之间的水平滑动，一定程度抵消和缓冲垂直挤压。
[0019]优选的，所述第二缓冲层导电海绵形状为直径20-40mm的圆，厚度为0.5mm。其作用为抵消或缓冲皮肤-电极的局部滑动和垂直挤压。
[0020]优选的，所述抑制运动伪迹层均由缓冲层和加强层共同作用来抵消或缓冲由人在运动中产生的基底震动，滑动或挤压，带来的电极和皮肤之间的相对滑动，挤压，扭曲形变，导致皮肤-电极的双电层发生电荷重新分配而引起的运动伪迹。
[0021 ]优选的，所述绝缘橡胶板形状为直径20-40mm的圆，厚度为0.1-0.5mm。其材料为聚氨酯橡胶，扯断力大于等于5Mpa，伸长率为250%-280%，硬度小于等于70°，具有良好的柔韧性，在厚度方向不易压缩。在电极中充当容性电极的电容介质，保持第一加强层与第二加强层之间的距离基本不变，从而保证电容不变，有效抑制运动伪迹。
[0022]优选的，所述电极整体厚度小于等于3mm，在佩戴时以免产生异物感，影响穿戴舒适性。整体形状为直径20-40mm的圆。心电电极需贴合胸部特征，太大的尺寸会影响其穿戴舒适性，使得心电R波易发生畸变;太小的尺寸会削弱心电的有效信号。
[0023]优选的，所述石墨烯是电极核心材料，其纯度大于95%，导电率105S/m，氧和硫的含量均为0.5%,金属杂质含量为lOOppm，比表面积为100-300m2/g，涂层厚度为0.005mm。石墨烯优良的导电性和极高的灵敏度能够感应皮肤表面微弱生物电势信号，提高了微弱电信号数据采集的精准度。
[0024]优选的，所述绝缘织物，厚度为0.5-0.8mm，整体宽度为50-70mm，长度为80-1 1mm的矩形，中心镂空图形为电极触面层形状。绝缘织物封装电极，隔离导电层与皮肤接触，避免产生干扰信号。
[0025]优选的，所述绝缘织物与织物基底用缝纫机缝纫连接、固定。
【附图说明】
[0026]图1为抑制运动伪迹石墨稀柔性脑电容性电极的结构不意图；
[0027]图2为抑制运动伪迹石墨烯柔性脑电容性电极覆盖绝缘遮挡层的结构示意图；
[0028]图3为现有技术中的脑电微针结构示意图。
[0029]其中，I为柔性织物;2为导电布;3为导电海绵;4为导电布;5为绝缘橡胶板;6为导电布;7为导电海绵;8为石墨烯涂层;9为绝缘织物。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本领域技术人员应当知晓，下述具体实施例或【具体实施方式】，是本发明为进一步解释具体的
【发明内容】
而列举的一系列优化的设置方式，而该些设置方式之间均是可以相互结