用于人体体表经络信号探测的电极阵列.pdf

一种用于人体体表经络信号探测的电极阵列，包括带状载体，在带状载体上设有探测电极且探测电极在带状载体上呈现阵列分布，探测电极包括金属针，金属针穿过带状载体，在金属针的一端设有用于接触人体体表的探测头。本发明可以非平面多点同时探测或激励，实现高速、高通量的测试。当电极固定好后，电极的相对位置及条件不变，保证了数据的稳定性，减小误差。这种电极阵列，可以使得电极与皮肤获得良好的接触。电极接触点与基底间所衬薄层弹性垫可以确保在体表不绝对平整的情况下较好的接触体表，并且基本保证各个电极点与皮肤间的接触条件一致。电极接触点与基底间所衬薄层垫圈可以方式防止电极点内陷进弹性垫影响电极与体表接触。

权利要求书
1、  一种用于人体体表经络信号探测的电极阵列，其特征在于：包括带状载体(1)，在带状载体(1)上设有探测电极(2)，并且所述的探测电极(2)在带状载体(1)上呈现阵列分布，所述的探测电极(2)包括金属针(7)，金属针(7)穿过带状载体(1)，在金属针(7)的一端设有用于接触人体体表的探测头(8)。

2.  根据权利要求1所述的用于人体体表经络信号探测的电极阵列，其特征在于：在金属针(7)上套有弹性垫(4)且弹性垫(4)位于带状载体(1)与探测头(8)之间，在金属针(7)上还套有垫圈(5)且垫圈(5)位于弹性垫(4)与探测头(8)之间。

3.  根据权利要求1所述的用于人体体表经络信号探测的电极阵列，其特征在于：金属针(7)由铆钉(3)固定。

4.  根据权利要求1、2或3所述的用于人体体表经络信号探测的电极阵列，其特征在于：探测头(8)呈半球状。

5.  根据权利要求4所述的用于人体体表经络信号探测的电极阵列，其特征在于：在探测头(8)上设有镀金层、铂铱合金层或其它生物相容性好的良导电层。

说明书用于人体体表经络信号探测的电极阵列
技术领域
本发明涉及一种用于人体体表经络信号探测的电极阵列，尤其涉及一种电子信息系统的经络路径及生物信号传输特性的电极阵列探测方法。
背景技术
中医学是中华文化遗产中的一块瑰宝。针灸是祖国医学的重要组成部分，其完整的理论体系、独特的风格和确切的疗效，享誉国际医林，并己被100多个国家应用于临床。
经过几十年的研究，各国研究人员普遍确认，中华医学中所论述的人体经络作为一种具有低流阻特性的通道，具有传输电流等物理量的作用。在采用电子学手段对经络电气特性研究方面，首先出现的进展是日本学者中谷义雄等发现的穴位低阻抗特性：一定电流通过电表，连接于人体经穴或非经穴表面时，在体表上有容易通电的和不容易通电的区域，即阻抗是有差异的，这种差异可以通过被测区与电源之间的电流表显示出来：如果电流表显示的电流量大则该区域为低电阻点；反之，电流量小者为高电阻点，这样就可以反应出经穴和非经穴的电学特征。
但是，目前穴位低阻抗特性研究方法存在如下缺点：
1)这种方法是以直流或单一频率电流作为电源进行的，关注的仅是阻抗这个单一电学特性，没有涉及信息的动态传输作用及其规律研究。而根据经络学说推理，经络传递的信号应该与神经信号类似，是动态的，即以非衰减或慢衰减的脉冲波的形式自源端(刺激点)向靶端(包括内脏)传递。如此，阻抗测量方法就不能发挥作用了。
2)目前阻抗测量方法是通过两根与皮肤表面接触的电极进行的。用电学理论来解释，所测试的是两点之间的分布电流特性。也就是说，是体表下连接两个接触点的无数条电力线引起的电流总和。因此存在着灵敏度低，空间分辨率低的缺点，难以对经络的“线”进行精确定位。实质上，阻抗测量方法关注的仅是作为“点”的“穴位”之间的阻抗。
3)目前经穴阻抗测量的双电极系统由于其开放式分布特性很容易受到体内外电磁信号的干扰，导致测试结果的不确定性。
4)现有体表电极无法保证与体表的良好接触以及接触条件的一致性。
为了克服穴位阻抗测试法确定经络的缺点和困难，本发明专利申报人于2008年提出了“用于人体经络的电子信息学测量方法及测量装置”的发明专利申请。这一申请书中提出的人体经络测量方法与穴位低阻抗测试方法的最大不同是：将经络视为分布于体内的多端口网络，利用在一个端口加电信号激励，在其它端口上进行电信号探测，通过比较信号响应幅度的方法，发现经络在体内的分布。但该发明专利申请的基本权利要求只涉及插入体内两对或多对针灸电极的应用。
本发明提出的新型电极系统是在上述发明专利申请的思想基础上形成的，但主要针对经络在体表的非侵入式探测，主要权利要求涉及在体表进行的电信号激励和探测的电极阵列系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为人体体表的经络电信号探测提供一种用于人体体表经络信号探测的电极阵列，以实现经络体表电信号的稳定、高效探测。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于人体体表经络信号探测的电极阵列，包括带状载体，在带状载体上设有探测电极，并且所述的探测电极在带状载体上呈现阵列分布，所述的探测电极包括金属针，金属针穿过带状载体，在金属针的一端设有用于接触人体体表的探测头。
本发明的用于人体体表经络信号探测的电极阵列，采用柔性、绝缘的材料作为电极阵列排布的带状载体，电极按照阵列的形式穿过载体后用铆钉进行固定。电极底部半球状表面与体表接触，穿透载体露出的钉状部分接引导线，可以连接信号发生器作为激励电极，也可以连接示波器或信号采集装置作为探测电极，亦可以接地作为屏蔽电极。与现有穴位阻抗探测技术相比，本发明更适合体表电信号的高速、准确的测量。
这种用于人体经络的测量装置，包括类似大头针的金属针状电极，阵列形式的电极排布，柔性绝缘材料制成的带状载体。
所述的类似大头针的金属针状电极，还包括固定装置如铆钉，以及为了更好与皮肤接触而采用的衬垫，如海绵、橡胶等。同时在与人体体表接触处可以镀金等金属或铂铱合金等，以增大导电率，减小接触电阻，提高生物相容性。
所述的阵列形式的电极排布，还可以将一排或多排电极通过导线接在一起实现单、多排的良好接地。
与现有的穴位阻抗探测技术相比，本发明具有以下优点：
1)可以非平面多点同时探测或激励，实现高速、高通量的测试。
2)当电极固定好后，实验条件、实验环境已经确定，电极的相对位置及条件不变，保证了数据的稳定性，减小误差。如果采用传统单点测量方法，每次测量的压力、相对位置、温度等因素将引入大量误差。
3)这种电极阵列，可以使得电极与皮肤获得良好的接触。电极接触点与基底间所衬薄层弹性垫可以确保在体表不绝对平整的情况下较好地接触体表，并且基本保证各个电极点与皮肤间的接触条件一致。电极接触点与基底间所衬垫圈可以防止电极点陷进弹性垫影响电极与体表接触。
4)通过设定电极阵列上的几个、一排或多排电极的接地，可以有效的实现激励信号、探测信号在电学上的隔离，以防止伪迹的出现。如图3所示，可将测试电极通道两侧的整排电极接地，并且将探测、激励电极之间的整排电极接地，最终在电极上形成一个信号传输通道，隔离其他的干扰信号。
附图说明
图1是用于人体体表经络电信号探测的电极阵列俯视示意图。
图2是用于人体体表经络电信号探测的电极阵列侧视示意图。
图3是用于人体体表经络电信号探测的电极阵列接地方案举例示意图。
图4是探测电极结构放大图。
具体实施方式
一种用于人体体表经络信号探测的电极阵列，包括带状载体1，在带状载体1上设有探测电极2，并且所述的探测电极3在带状载体1上呈现阵列分布，所述的探测电极2包括金属针7，金属针7穿过带状载体1，在金属针7的一端设有用于接触人体体表的探测头8。
本实施例还进一步采取以下技术措施：
在金属针7上套有弹性垫4且弹性垫4位于带状载体1与探测头8之间，在金属针7上还套有垫圈5且垫圈5位于弹性垫4与探测头8之间；金属针7由铆钉3定位，即：通过固定在金属针7上的铆钉3的作用，使金属针7只能沿着与探测头8连接的金属针7的一端向金属针7的另一端位移，同时阻止反向位移；探测头8呈半球状；在探测头8上设有镀金层、铂铱合金层或其它生物相容性好的良导电层。
下面结合附图，对本发明作详细说明，如图1、图2所示，采用柔性、绝缘的材料如软皮革、软橡胶等作为带状载体1，采用类似大头针的金属针作为电极2，电极按照阵列的形式排列在带状载体上，同时使用铆钉3进行固定。电极底部类似大头针的半球型头端与体表接触。为了确保良好的接触效果，带状载体上可以衬上弹性垫4和垫圈5等。针头处引出导线，可以连接信号发生器、示波器或者地线等。该装置通过带有接地线的绷带6绑在人体待测部位如手臂上，按照实验方案即可开展实验。
使用本发明探测方法的步骤是，将电极阵列通过绷带6绑在人体待测部位上，根据实验方案，先将相关的单排、多排电极接地。如图3所示，如果使用第4列、第6列电极进行实验，则可将这两列电极两侧的第3、5、7列电极均接地，并且将第3行、第4行电极接地，实现激励、探测信号在电学上的隔离，在电极上形成一个信号传输通道。将激励用电极与信号发生器相连接，探测电极与示波器或信号采集装置相连接。