一种体表肌电信号探测组合对称三电极的制作方法

1.本发明涉及生物探测电极技术，特别是涉及一种体表肌电信号探测组合对称三电极。


背景技术：

2.当前各种医疗电子器件在诊疗领域得到了广泛的应用，尤其是在神经与肌肉疾患检测分析和瘫痪肢体功能重建中发挥着越来越重要的作用。探测电极是电子器件中的一种部件，用做导电介质，相当于生物体与电路系统中间的连接器。本专利提出的电极是人体体表探测电极，应用于对体表浅层肌电信号的采集。
3.肌电信号是人体进行运动时肌肉纤维因体内的导电离子运动形成的电势差所构成的生物电信号，这些信号在人体皮肤表面的空间和时间交叠形成了体表肌电信号。体表肌电信号是人体肌肉活动情况的映射，即能够为神经和肌肉疾病的分析判断提供信息，又可以用于神经控制策略和神经肌肉系统研究的肌肉动作电位探测提供有效的信息。对于偏瘫病人，在其健康肢体一侧的皮肤表面采集肌电信号，经过处理后作用于其另一侧的瘫痪肢体上，对肌肉施加功能性电刺激，以此对病人瘫痪肢体的运动功能进行重建，称为肌电桥接控制。对于偏瘫侧肌肉活动弱化的患者，可对偏瘫肌肉进行自主肌电信号提取，并以此作为此偏瘫肌肉电刺激的调制控制源，这将更契合患者的自主运动意愿，辅助肢体的任务指向性训练，称为同侧生物反馈增强控制。但在进行肌电信号探测与放大处理时，由于待测肌电信号幅度在毫伏量级，需要采用高倍的差动放大才能加以进一步的信号处理，而差动输入端的直流偏差有可能导致放大电路饱和而失去放大作用。因此，肌电信号放大电路通常采用三电极结构，即引入一个放在两差动电极之间、平衡直流偏差的参考电极。但是，来自非对称方向的高幅值的干扰信号在两探测电极上形成的差动信号则可能如肌电信号一样得到放大从而淹没有用的肌电信号。因此，如何减小干扰信号的影响既是肌电信号放大电路设计者需要解决的技术难题，更是探测电极设计者需要解决的技术难题。并且电极设计者从源头上解决问题更为关键。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种体表肌电信号探测组合对称三电极，以减小两探测电极的电位差和各方来的干扰信号对待测肌电信号的影响。
5.技术方案：本发明的一种体表肌电信号探测组合对称三电极，包括正端探测电极，负端探测电极和参考电极，其中，正端探测电极和负端探测电极组成差动探测电极对，差动探测电极对用于肌电信号探测，参考电极用于为差动探测对提供参考零电平，正端探测电极、负端探测电极和参考电极之间相互绝缘。
6.优选的，正端探测电极和负端探测电极为银/氯化银电极，且正端探测电极的背面设有第一金属公扣，负端探测电极的背面设有第二金属公扣。
7.优选的，参考电极为矩形自粘式贴片电极，其上设有两个通孔，两通孔的圆心与参
考电极的中心点在同一水平线上且与中心点等距，参考电极背面在两个通孔之间设有第三金属公扣，第三金属公扣与参考电极之间电连接。
8.优选的，参考电极上的两个通孔半径略大于正端探测电极的第一金属公扣的半径和负端探测电极的金属公扣的半径，第一金属公扣圆心和第二金属公扣圆心分别与通孔圆心重合。
9.优选的，参考电极的两个通孔的圆心之间的距离根据待探测肌电信号的肌肉尺寸分级定型，且圆心距离小于4cm。
10.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下好的技术效果：
11.(1)使用本发明的组合对称三电极能够大大减小探测电极对之间的直流电位差，减小各方向传来的干扰信号的影响。新型电极的探测电极对和参考电极形成了一个对称平衡的结构，且参考电极与人体体表接触面积大，可更强抵消刺激电流在皮肤组织上产生的电位波动，从而减小伪迹对自主肌电信号的干扰。
12.(2)探测电极与参考电极组合成一个整体，可以标准化制作；
13.(3)可简化电极的贴敷操作。
附图说明
14.图1是本发明的三电极结构正面示意图；
15.图2是本发明的三电极结构背面示意图；
16.图中：1、正端探测电极，11、第一金属公扣，2、负端探测电极，21、第二金属公扣，3、参考电极，31、通孔，32、第三金属公扣。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
18.如图1和图2所示，用于体表肌电信号探测的组合对称三电极包括正端探测电极1、负端探测电极2和参考电极3，正端探测电极和负端探测电极组成差动探测电极对，差动探测电极对用于肌电信号的差动探测，参考电极用于为差动探测电极对提供参考零电平，且正端探测电极、负端探测电极和参考电极之间相互绝缘。
19.电极结构正面，即与皮肤的接触面；电极结构背面，即与肌电信号探测电缆的连接面。
20.参考电极为正方形自粘式贴片电极，其上设有两个通孔31，两通孔的圆心与参考电极的中心点在同一水平线上，且与中心点等距，参考电极背面在两个通孔之间设有第三金属公扣32，第三金属公扣与参考电极之间电连接。
21.参考电极的两个通孔的圆心之间的距离根据待探测肌电信号的肌肉尺寸分级定型，例如：有4、3.5、3、2.5厘米4种型号；可选的圆心距离小于4cm。
22.本发明实施例中，正端探测电极1和负端探测电极2为银/氯化银(ag/agcl)电极，且正端探测电极的背面设有第一金属公扣11，负端探测电极的背面设有第二金属公扣2)参考电极3为有两个圆形通孔的圆角矩形自粘式贴片电极，均通过黏胶面贴在皮肤上使用，参考电极3背面通过其第三金属公扣和带母扣接头的线缆实现与肌电信号放大与处理装置相连接。
23.参考电极3上的两通孔半径略大于正端探测电极1和负端探测电极2的金属公扣的半径，正端探测电极1和负端探测电极2的金属公扣分别穿过参考电极上的两个通孔31，且金属公扣圆心与通孔圆心重合。
24.体表肌电信号探测组合对称三电极的工作原理是：差动探测电极对和参考电极构成经典的人体肌电信号探测三电极系统。其中差动探测电极对用来实现对肌电信号的差动探测，而参考电极为差动探测电极对提供浮动的参考零电平。此外，以导电的片状材料从四面包围差动探测电极对的矩形参考电极结构可衰减来自各方的干扰信号。
25.综上，本发明的一种体表肌电信号探测组合对称三电极，其探测电极与原有的分立探测电极的不同是：探测电极部分的参考电极由ag/agcl电极换成正方形自粘式贴片电极；参考电极与人体体表的接触面积大，且从四周包围者探测电极，可最大程度地减小差动探测电极对的电位差和来自各方的干扰信号对待测肌电信号的影响。该结构的组合对称三电极可以减小各类共模信号干扰，实现人体体表肌电信号的稳定与灵活探测，同时具有简易贴敷的优点。这种组合三电极既可作为诸如常规肌电图仪等肌电信号探测用电极，更高质量和方便地探测肌电信号，分析神经与肌肉疾患，亦可作为微电子肌电桥式偏瘫肢体运动功能康复训练系统和同侧生物反馈式运动功能康复训练系统的肌电信号探测电极，适合于多类肌电信号探测。


技术特征：
1.一种体表肌电信号探测组合对称三电极，其特征在于，包括正端探测电极(1)、负端探测电极(2)和参考电极(3)，其中，正端探测电极和负端探测电极组成差动探测电极对，差动探测电极对用于肌电信号探测，参考电极用于为差动探测对提供参考零电平，正端探测电极、负端探测电极和参考电极之间相互绝缘。2.根据权利要求1所述的体表肌电信号探测组合对称三电极，其特征在于，正端探测电极和负端探测电极为银/氯化银电极，且正端探测电极的背面设有第一金属公扣(11)，负端探测电极的背面设有第二金属公扣(21)。3.根据权利要求1所述的体表肌电信号探测组合对称三电极，其特征在于，参考电极为矩形自粘式贴片电极，其上设有两个通孔(31)，两通孔的圆心与参考电极的中心点在同一水平线上且与中心点等距，参考电极背面在两个通孔之间设有第三金属公扣(32)，第三金属公扣与参考电极之间电连接。4.根据权利要求3所述的体表肌电信号探测组合对称三电极，其特征在于，参考电极贴片上的两个通孔半径大于正端探测电极的第一金属公扣的半径和负端探测电极的金属公扣的半径，第一金属公扣圆心和第二金属公扣的圆心分别与通孔圆心重合。5.根据权利要求3所述的体表肌电信号探测组合对称三电极，其特征在于，参考电极的两个通孔的圆心之间的距离根据待探测肌电信号的肌肉尺寸分级定型。

技术总结
本发明公开了一种体表肌电信号探测组合对称三电极，包括差动探测电极对和参考电极，差动探测电极对为银/氯化银电极，参考电极为开有两个圆形通孔的正方形自粘式贴片电极。参考电极上的两个通孔半径略大于差动探测电极对的金属公扣的半径，参考电极两通孔圆心与参考电极中心点在同一水平线上，两圆心与中心点等距；差动探测电极对的金属公扣分别穿过参考电极上的两个通孔，金属公扣圆心与通孔圆心重合。参考电极背面也设有金属公扣，该金属公扣与参考电极连接；三个电极之间相互绝缘。本发明的组合对称三电极可以减小各类共模信号干扰，实现人体体表肌电信号的稳定与灵活探测，同时具有简易贴敷的优点。同时具有简易贴敷的优点。同时具有简易贴敷的优点。


技术研发人员：王志功 吕晓迎 王博多
受保护的技术使用者：南京智映博康医疗器械有限公司 郑州神桥医疗器械有限公司
技术研发日：2021.04.26
技术公布日：2022/4/15