一次性脑电测量探头的测试评估装置和方法与流程

本技术涉及生物电子，具体涉及一种一次性脑电测量探头的测试评估装置和测试评估方法。

背景技术：

1、医用脑电连续监测一般采用一次性探头，为了在多个点位进行电信号探测，通常要多个电极片与人体脑组织对应的体外表皮贴合，该电极片通常由吸附了导电凝胶或导电膏的海绵等具有液体吸附效果的柔软材料而形成的可形变的电极片或电极块与柔性电路板上的裸漏电极形成的对应形状的导电线路贴合形成，相较于常见的金属材料(如铜，锡，金等)，导电凝胶或导电膏会随着存储时间和环境的影响发生导电特性的改变，因此通常通过吸塑罩或者离型贴作为保护膜，来对其以及探头上的粘胶及进行保护，在使用时撕下保护膜直接将电极片贴敷在人体皮肤上即可。电极片的导电特性决定了该电极片所采集到的信号质量，并且由于脑电的测量是通过同时采集多个电极上的信号，并在这些信号之间进行相关性数学运算来得到相应的可用的多路信号，并在后续的分析中需要这些多路信号进行综合分析从而到达不同的分析目的，因此，需要保证每个电极片其除了要能电导通和一致性之外，还要满足一定的导电特性(如对于特定频率，幅度信号的响应能力)。同时在一次性脑电探头的生产、组装、存储过程中，均有可能会引入各种具有潜在风险的问题，导致探头质量出现不同程度的下降。例如，制备电路板时，因为工艺控制误差导致电路走线相对靠近的线路出现漏铜，造成线路之间短路或者阻抗过低，从而出现线路之间短路或者信号串扰严重；类似的工厂组装过程中的意外的导电颗粒附着到线路板上间隙较近两个导电区域，导致短路等。

2、在实际应用中，制作好的脑电探头，想要测试其电连性能，需要将电极片上贴敷保护膜移除后，直接将测量的电触点和电极片接触进行测量，增加了电极片被污染和损坏的可能性，由于电极片周围有粘胶覆盖，对于采用将直接将测量的电触点和电极片接触进行测量的，该探头基本无法再次使用。对于采用直接测量电触点的形式，除非测量完立刻使用，否则并不适用在需要批量检测的场景。

3、在现有技术中，也有部分心电探头测试装置，可以在保留贴敷保护膜的情况下进行探头的电连接特性的测量，但是通常这样的测量装置通常都是针对单个电极片设置的，对脑电探头中，存在多个电极的情况下，需要依次进行测量，测量效率低下。而且，现有技术中的测量装置，只进行了电连接测试，只能测试相应的单个电回路是否接通，并不能对具体的电特性进行测试，对有些虽然能电连接上，但是电特性出现问题的探头就不能筛选出来，非常容易遗漏这样的潜在故障品，对于医用这种非常严谨的场景中，如一次性脑电探头常用于手术过程中的麻醉深度监测，可能会造成相当严重的后果。

4、电极片上的导电材料有一定的保质期限，其电连接特性会随着存放时间推移而变化，对一些库存时间较长的脑电探头也需要进行测试，避免电极片中的导电材料以及用于黏贴的粘胶材料变性或失效导致的脑电探头故障和潜在故障。然而对所有脑电探头在生产环节和使用环节进行使用前的性能检测，要依次对每个探头中的每个电极片依次进行连接再进行测试，是效率极低的。

技术实现思路

1、本技术中的技术方案要解决的技术问题在于提出一种基于脑电探头拓扑结构的多电极片同时检测的一次性脑电测量探头的测试评估装置和测试评估方法，能一次连接或一次对准设置就完成脑电测量探头中所有电极对应的电连接关系的检测，极大提升了测试效率；不仅如此，还能在此基础上施加相应的信号激励，进行信号传输特性的检测，能筛选出潜在故障品。

2、本技术解决上述问题的技术方案是一种一次性脑电测量探头的测试评估装置，包括第一耦合组件、激励信号发生组件、主控制组件和信号检测组件；信号检测组件用于和外部一次性脑电测量探头的导电接头电连接；第一耦合组件用于和外部一次性脑电测量探头中的各电极耦合形成与各电极对应的类电容结构；第一耦合组件中包括多个电耦合部，一个电耦合部和外部一次性脑电测量探头中的一个电极相对设置，耦合形成一个类电容结构；第一耦合组件和激励信号发生组件电连接，激励信号发生组件用于向各个类电容结构输出激励信号a；信号检测组件用于获取外部一次性脑电测量探头中各电极对应的检测信号b；主控制组件分别和激励信号发生组件和信号检测组件电连接，主控制组件依据激励信号发生组件输出的激励信号a对信号检测组件上获取的检测信号b进行一次性脑电测量探头评估，输出外部一次性脑电测量探头的评估结果。

3、第一耦合组件中的多个电耦合部形成的拓扑结构和待测外部一次性脑电测量探头的拓扑结构对应；第一耦合组件中的任意一个电耦合部，包括导电电极片或限定的导电区域，导电电极片或限定的导电区域和激励信号发生组件电连接；导电电极片或限定的导电区域用于和外部一次性脑电测量探头中的各电极相对设置，耦合形成一个类电容结构。

4、第一耦合组件中的任意一个电耦合部，包括从下至上依次设置的保护膜、导电凝胶和导电电极片，导电电极片和激励信号发生组件电连接；导电电极片用于和外部一次性脑电测量探头中的各电极相对设置，耦合形成一个类电容结构。

5、第一耦合组件中还包括多个电缆线和导电接头；各电缆线分别与各电耦合部中的导电电极片电连接，电缆线和导电接头电连接，导电接头和激励信号发生组件电连接。

6、主控制组件包括脑电测量仪，信号检测组件为脑电测量仪中的信号检测组件。

7、一次性脑电测量探头的测试评估装置，还包括辅助固定组件，辅助固定组件为由非导电材料制作的辅助固定结构，用于将待测的一次性脑电探头固定在第一耦合组件上，保证在检测的过程中，待测的一次性脑电探头和第一耦合组件之间的相对位置不发生位移；还包括显示模块或指示灯模块，用于显示测试评估状态。

8、激励信号发生组件产生激励信号a是一组激励信号an，从第一耦合组件的导电电极上输入至一次性脑电测量探头；n表示第一耦合组件中的第n个电耦合部；n的数值和一次性脑电测量探头中的电极数量对应；第一耦合组件的每个电耦合部对应输入一个激励信号；第一耦合组件的各个电耦合部输入的激励信号是不同的激励信号；相应地，信号检测组件获取各电极对应的检测信号b也是一组检测信号bn；依据一组检测信号bn进行评估，输出外部一次性脑电测量探头的评估结果。

9、本技术解决上述问题的技术方案还可以是一种一次性脑电测量探头的测试评估方法，基于上述一次性脑电测量探头的测试评估装置，包括以下步骤：s1：将第一耦合组件与一次性脑电测量探头中的各电极相对应设置，形成与各电极对应的类电容结构；s2：主控制组件控制激励信号发生组件，借助第一耦合组件向各个类电容结构输出激励信号an；

10、s3：信号检测组件，获取激励信号a条件下外部一次性脑电测量探头中各电极对应的检测信号bn；s4：主控制组件依据获取的检测信号bn进行评估，输出外部一次性脑电测量探头的评估结果。

11、激励信号发生组件产生激励信号a是一组激励信号an，从第一耦合组件的导电电极上输入至一次性脑电测量探头；n表示第一耦合组件中的第n个电耦合部；n的数值和一次性脑电测量探头中的电极数量对应；第一耦合组件的每个电耦合部对应输入一个激励信号；第一耦合组件的各个电耦合部输入的激励信号是不同的激励信号；相应地，信号检测组件获取各电极对应的检测信号b也是一组检测信号bn；依据一组检测信号bn进行评估，输出外部一次性脑电测量探头的评估结果。

12、所述的一次性脑电测量探头的测试评估方法，包括以下技术特征中的任意一项：特征1：激励信号a是一组激励信号an；激励信号an包括n个频率不同的信号；依据一组检测信号bn的信号频率特征进行一次性脑电测量探头各电极和相应电缆连接状态的评估；特征2：激励信号a是一组激励信号an；激励信号an包括n个信号幅度不同的信号；依据一组检测信号bn的信号幅度特征进行一次性脑电测量探头各电极和相应电缆连接状态的评估。

13、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，在不揭开电极表面贴附的保护膜即吸塑罩或离型膜，也不破坏电极片状态以及探头黏性的情况下，通过电容耦合方式测试脑电传感器导通性。

14、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，设置独立的信号激励组件，可以根据情况调整激励信号的频率和幅度，使得测试激励信号和测试条件更匹配，测试结果更准确。现有技术中，一般电容耦合的常规测试方法中如万用表中的电容档测量，其测试聚焦于测量电容本身的电特性。而本技术中，其实电容本身的特性并不是关注的要点，目标在于测试整个一次性脑电测量探头中各个电缆的信号传输能力，是否接通只是第一步，更重要是要测试其接通后的信号传输能力，如电缆线上的信号衰减情况等。而本测试方法可将不同频率、幅度的周期信号以电容耦合方式传导至脑电传感器输入通道上，这样的测试更接近于真实的应用场景，能筛选出虽然能连接，但是传输特性不过关的潜在故障品，提高了测试的效率，便于后续放大检测电路及指示电路的处理。

15、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，激励信号发生组件中可以通过频率可调的信号发生电路与衰减电路，模拟一定频段内mv级乃至uv级脑电信号用作耦合输入信号，更符合于真实的应用场景的信号条件，增强测试的有效性。

16、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，第一耦合组件中的多个电耦合部形成的拓扑结构和待测外部一次性脑电测量探头的拓扑结构对应，提高了测试的效率。

17、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，第一耦合组件完全可以借用一次性脑电测量探头中的电极进行测试，免除了重新设计测试部件的工作量。

18、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，将一次性脑电测量探头整体作为测试评估装置的一部分，降低了一次性脑电测量探头的测试评估装置的设计工作量，只需要将激励信号发生组件和一个一次性脑电测量探头连接就能完成测试。

19、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，将脑电测量仪用作主控制组件，信号检测组件共享，进一步降低了一次性脑电测量探头的测试评估装置的设计工作量，且测试效率更高，测试场景更接近真实应用环境中的信号检测条件。

20、同现有技术相比较，本技术的有益效果之一，显示模块或指示灯模块，能及时显示测试评估状态。