ЭЛЕКТРОД-РАСЧЕСКА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ БИОСИГНАЛОВ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА

Техническое решение относится к области электротехники и медицинского приборостроения, а именно к устройствам измерения электрического поверхностного биосигнала с областей головного мозга человека.
Из предшествующего уровня техники известны устройства электродов, выполненные в виде плоских металлических пластин, одна сторона которых является контактирующей поверхностью, которая накладывается на кожную поверхность, а на другой стороне укреплен электропровод, соединяющий электрод с аппаратурой [патент РФ №2230483, МПК А61В 5/0476, 2004 г].
Недостатком является отсутствие надежного контакта с кожей головы, так как такие электроды неплотно прилегают к поверхности кожи - отсутствуют конструктивные детали, обеспечивающие плотное прилегание. Вследствие этого возникают искажения в регистрируемых электрических биосигналах. Также недостатком является трудность установки на коже головы человека, покрытой волосяным покровом, который также может внести искажения в регистрируемый сигнал.
Вторым аналогом являются одноразовые липкие электроды, которые обеспечивают жесткую фиксацию на поверхности кожи. Различные их реализации могут требовать использования электропроводного геля [авторское свидетельство №798639, МПК А61В 5/0402, 1964 г].
Недостатком таких электродов является одноразовое их применение и необходимость нанесения электропроводного геля, который со временем пересыхает. Как следствие, теряется контакт с поверхностью кожи головы, и возникают искажения в регистрируемых электрических биосигналах. Вторым недостатком является то, что эффект прилипания к поверхности ограничен во времени. Третьим недостатком является использование липкого материала, создающего эксплуатационное неудобство, связанное с трудностью снятия электрода с тела после использования. Четвертым недостатком является трудность установки электрода на коже головы человека, покрытой волосяным покровом, который также может внести искажения в регистрируемый сигнал.
Третьей группой аналогов являются электроды чашевидной формы. Такие электроды могут требовать применения электропроводного геля [авторское свидетельство №1690675, МПК А61В 5/04, 1991 г]. Применяются многоразово.
Недостатком их использования без электропроводного геля является отсутствие надежного контакта с кожей головы. Но для решения этой проблемы может применяться массивный электродный шлем, недостатком которого является его длительная установка на пользователя и давление на голову. Также недостатком является трудность установки на коже головы человека, покрытой волосяным покровом, который также может внести искажения в регистрируемый сигнал.
При применении электропроводного геля, надежный контакт имеет временный характер, так как со временем гель пересыхает и контакт ослабевает, вследствие чего возникают искажения в регистрируемых электрических биосигналах
Четвертой группой аналогов являются электроды, контактная поверхность которых выполнена рифленой [патент РФ №2082449, МПК A61N 1/04, 1995 г; патент РФ №2002135006 МПК A61N 1/04, 2002 г]. За счет этого повышается жесткость крепления контакта на теле и площадь электрода в зоне контакта с кожей. Это повышает надежность крепления и возможные искажения в регистрируемых сигналах. Уменьшение влияния неровности поверхности кожи в зоне контакта с электродом на качество контакта позволяет также обеспечить электродный гель, который наносят на рифленую поверхность электрода.
Недостатком таких электродов является отсутствие конструктивных деталей, обеспечивающие плотное прилегание к поверхности головы. Применение электропроводного геля для обеспечения надежности контакта также носит временный характер. Также недостатком является трудность установки на коже головы человека, покрытой волосяным покровом, который также может внести искажения в регистрируемый сигнал.
Пятым аналогом является ленточный электрод с гофрированной поверхностью, который производят по параметрам расстояния между соседними изгибами гофр и линейными размерами контактных участков гофрированных поверхностей [патент РФ №2248817, МПК A61N 1/04, 2000 г]. Они могут быть не равными между собой и соответствовать рельефу изгибов мест наложения на кожную поверхность. Перед фиксацией ленточного электрода на теле на его гофрированную поверхность наносят электропроводящие гель или жидкость. В соответствии с принятой методикой обследования обматывают электрод, например, вокруг запястья, груди, голеностопа и т.п., и фиксируют зажимным фиксатором.
Недостатком является невозможность применения данных электродов на поверхности головы, а также необходимость использования электропроводного геля.
Прототипом данного технического решения является электрод, содержащий контактный элемент в виде пластины из пористого материала, связанный с токоподводящим элементом, дополнительные контактные элементы игольчатой формы из электропроводного материала, установленные в контактном элементе перпендикулярно его рабочей поверхности, отличающийся тем, что токоподводящий элемент выполнен в виде пластины, закрепленной на нерабочей поверхности контактного элемента, а нерабочие концы дополнительных контактных элементов контактируют с токоподводящим элементом [патент РФ №64912, МПК A61N 1/04, 2006 г]. Данный электрод обладает возможностью регистрации сигналов с поверхности кожи головы, покрытой волосяным покровом.
Недостатком прототипа является возможность использования электрода только для электростимуляции, без возможности регистрации биосигналов. Еще одним недостатком является то, что контактный элемент выполняется из дорогостоящего и дефицитного материала, а это значительно усложняет его промышленное изготовление.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в обеспечении высокой точности регистрации электрических биосигналов с кожи головы человека, имеющей волосяной покров, а также повышение удобства установки и использования таких электродов.
Поставленная задача достигается за счет использования металлического датчика высокой электропроводности, имеющего отполированную контактирующую поверхность, которая накладывается на кожу головы человека, а также поверхность, к которой крепится электропровод, отличающийся тем, что не требуется использование электропроводного геля. Датчик помещается в диэлектрический корпус, контактирующая поверхность датчика является круглой и выполнена в виде «расчески» с выпирающими штырями для обеспечения прохождения свозь волосяной покров, и помещен в диэлектрический корпус. К части датчика, которой крепится электропровод, посредством клейкой ленты приклеена фольга для обеспечения дополнительного экранирования
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является надежный контакт с поверхностью кожи головы с волосяным покровом и как следствие полное отсутствие или наличие только малых искажений биосигналов.
Недостатком технического решения является неудобство использования электродов на лобной части головы, так как размер электродов слишком велик и применение выпирающих металлических штырей слишком избыточно и не обосновано в данном случае.
Техническое решение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующим материалом частного случая выполнения.
На фиг. 1 представлен электрод-расческа для регистрации биосигналов активности головного мозга человека в различных проекциях. Согласно фиг. 1, датчик 1 помещен в диэлектрический корпус 2. К датчику 1 внутри корпуса 2 посредством клейкой ленты приклеена фольга 3. Корпус 2 выполнен из материала, способного плотно удерживать внутри датчик 1. Из корпуса 2 снаружи видима только контактирующая поверхность датчика 1. Электрод имеет отверстие 4 для подведения электропровода.
На фиг. 2 представлен металлический датчик в виде расчески с 20 выпирающими штырями в различных проекциях, являющийся частью электрода-расчески, представленного на фиг. 1.