RU231163U1 - DRY ELECTRODE OF THE POGOPIN SYSTEM FOR REGISTRATION OF BIOELECTRIC POTENTIALS - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Полезная модель относится к области вычислительной техники. Датчик для регистрации биоэлектрических потенциалов включает в себя 5 электродов PogoPin, при этом высота каждого электрода PogoPin составляет 14 миллиметров, а диаметр каждого электрода PogoPin составляет 3,5 миллиметра, при этом поверхность электродов PogoPin покрыта химическим золотом, а рабочая часть электродов PogoPin закруглена и представляет собой полусферу, при этом электроды PogoPin соединены между собой и смонтированы на печатной плате методом поверхностного монтажа, при этом печатная плата устанавливается на пружину.The utility model relates to the field of computer engineering. The sensor for recording bioelectric potentials includes 5 PogoPin electrodes, wherein the height of each PogoPin electrode is 14 millimeters, and the diameter of each PogoPin electrode is 3.5 millimeters, wherein the surface of the PogoPin electrodes is coated with chemical gold, and the working part of the PogoPin electrodes is rounded and is a hemisphere, wherein the PogoPin electrodes are connected to each other and mounted on a printed circuit board using the surface mounting method, wherein the printed circuit board is installed on a spring.

Description

Translated fromRussian

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

Полезная модель относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам для регистрации биоэлектрических потенциалов.The utility model relates to the field of computer technology, in particular to devices for recording bioelectric potentials.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Наиболее близким аналогом настоящего технического решения является источник информации RU 222921 U1, опубл. 23.01.2024. В данном решении раскрывается устройство для измерения электроэнцефалограммы головного мозга, содержащее соединенные между собой помехозащищенным кабелем: электронную плату с размещенными на ней аналого-цифровым преобразователем с частотой дискретизации 250 Гц, кварцевым резонатором Real Time Clock (RTC), постоянным запоминающим устройством и модулем связи Bluetooth; четыре подпружиненных сухих электрода PogoPin в виде гребенки из штырьковых подпружиненных позолоченных контактов; сухой подпружиненный референтный электрод PogoPin: REF; два сухих подпружиненных электрода PogoPin: заземление GND; модуль включения/выключения устройства для измерения электроэнцефалограммы головного мозга, при этом устройство выполнено с возможностью встраивания в полноразмерную стереогарнитуру.The closest analogue of the present technical solution is the information source RU 222921 U1, published 23.01.2024. This solution discloses a device for measuring the electroencephalogram of the brain, comprising, connected to each other by a noise-protected cable: an electronic board with an analog-to-digital converter with a sampling frequency of 250 Hz, a Real Time Clock (RTC) quartz resonator, a read-only memory device and a Bluetooth communication module placed on it; four spring-loaded dry PogoPin electrodes in the form of a comb of pin spring-loaded gold-plated contacts; a dry spring-loaded reference electrode PogoPin: REF; two dry spring-loaded PogoPin electrodes: grounding GND; an on/off module for measuring the electroencephalogram of the brain, wherein the device is designed with the possibility of being built into a full-size stereo headset.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает регистрацию биоэлектрических потенциалов при проведении электрофизиологических исследований, в том числе биоэлектрических потенциалов электроэнцефалограммы головного мозга.The proposed technical solution ensures the registration of bioelectric potentials during electrophysiological studies, including bioelectric potentials of the electroencephalogram of the brain.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF UTILITY MODEL

Задачей заявленной полезной модели является разработка датчика для регистрации биоэлектрических потенциалов.The objective of the claimed utility model is to develop a sensor for recording bioelectric potentials.

Техническим результатом заявленной полезной модели является реализация назначения заявленной полезной модели, а именно регистрация биоэлектрических потенциалов, в частности регистрация ЭЭГ.The technical result of the claimed utility model is the implementation of the purpose of the claimed utility model, namely the registration of bioelectric potentials, in particular the registration of EEG.

Заявленный технический результат достигается посредством датчика для регистрации биоэлектрических потенциалов, включающего: 5 электродов PogoPin, при этом высота каждого электрода PogoPin составляет 14 миллиметров, а диаметр каждого электрода PogoPin составляет 3,5 миллиметра, при этом поверхность электродов PogoPin покрыта химическим золотом, а рабочая часть электродов PogoPin закруглена и представляет собой полусферу, при этом электроды PogoPin соединены между собой и смонтированы на печатной плате методом поверхностного монтажа, при этом печатная плата устанавливается на пружину.The claimed technical result is achieved by means of a sensor for recording bioelectric potentials, including: 5 PogoPin electrodes, wherein the height of each PogoPin electrode is 14 millimeters, and the diameter of each PogoPin electrode is 3.5 millimeters, wherein the surface of the PogoPin electrodes is coated with chemical gold, and the working part of the PogoPin electrodes is rounded and is a hemisphere, wherein the PogoPin electrodes are connected to each other and mounted on a printed circuit board using the surface mounting method, wherein the printed circuit board is installed on a spring.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Полезная модель будет более понятной из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The utility model will be more understandable from a description that is not limiting in nature and is provided with references to the accompanying drawings, which show:

фиг. 1 иллюстрирует вид датчика без пружины снизу и сбоку;Fig. 1 illustrates a view of the sensor without a spring from below and from the side;

фиг. 2 иллюстрирует электрод PogoPin;Fig. 2 illustrates the PogoPin electrode;

фиг. 3 иллюстрирует общий вид устройства.Fig. 3 illustrates the general appearance of the device.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A UTILITY MODEL

В приведенном ниже подробном описании реализации полезной модели приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящей полезной модели. Однако квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящую полезную модель, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы излишне не затруднять понимание особенностей настоящей полезной модели.In the detailed description of the implementation of the utility model given below, numerous implementation details are provided, intended to provide a clear understanding of the present utility model. However, it will be obvious to a person skilled in the subject matter how the present utility model can be used, both with and without these implementation details. In other cases, well-known methods, procedures and components have not been described in detail, so as not to unnecessarily complicate the understanding of the features of the present utility model.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что полезная модель не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящей полезной модели, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.In addition, it will be clear from the above presentation that the utility model is not limited to the given implementation. Numerous possible modifications, changes, variations and replacements, preserving the essence and form of the present utility model, will be obvious to specialists qualified in the subject area.

Настоящее техническое решение представляет собой универсальный датчик для регистрации биоэлектрических потенциалов. Полученные данные о биоэлектрических потенциалах могут передаваться на получающее устройство посредством соединительного кабеля.The present technical solution is a universal sensor for recording bioelectric potentials. The obtained data on bioelectric potentials can be transmitted to the receiving device via a connecting cable.

Датчик выполнен в формате матрицы подвижных подпружиненных контактов (электродов) PogoPin, благодаря используемым материалам (латунь и техническое золото), обеспечивается высокий уровень токопроводимости, учитывая саму суть ЭЭГ измерений - как измерений разности электрических потенциалов между целевым и референтным электродом, имеющих контакт с кожей головы, данное решение позволяет достичь низких значений импеданса, что крайне важно при использовании датчиков без применения токопроводящего геля.The sensor is made in the format of a matrix of movable spring-loaded contacts (electrodes) PogoPin, thanks to the materials used (brass and technical gold), a high level of conductivity is ensured, taking into account the very essence of EEG measurements - as measurements of the difference in electrical potentials between the target and reference electrodes in contact with the scalp, this solution allows achieving low impedance values, which is extremely important when using sensors without the use of conductive gel.

Благодаря подвижным подпружиненным электродам PogoPin для съема ЭЭГ-сигнала, достигается качественный и эффективный съем данных с участков головы, покрытых волосами, без какой-либо предварительной подготовки (использование физраствора и/или геля).Thanks to the movable spring-loaded PogoPin electrodes for EEG signal acquisition, high-quality and efficient data acquisition is achieved from hairy areas of the head without any preliminary preparation (use of saline and/or gel).

Благодаря конструкции подвижных подпружиненных электродов PogoPin для съема ЭЭГ-сигнала, установленных на пружины, достигается более комфортное и длительное использование устройств с сухими подпружиненными электродами PogoPin для пользователя.The design of the PogoPin movable spring-loaded electrodes for EEG signal recording, mounted on springs, makes the use of devices with dry spring-loaded PogoPin electrodes more comfortable and longer for the user.

Датчик для регистрации биоэлектрических потенциалов (5 PogoPin, длинные) предназначен для регистрации биоэлектрических потенциалов при проведении электрофизиологических исследований, в том числе биоэлектрических потенциалов ЭЭГ. Использование датчиков с количеством 5 PogoPin, позволяет использовать их в миниатюрных устройствах для съема ЭЭГ-сигнала с сохранением высокого качества без необходимости серьезной переработки конструкции.The sensor for recording bioelectric potentials (5 PogoPin, long) is designed to record bioelectric potentials during electrophysiological studies, including EEG bioelectric potentials. The use of sensors with 5 PogoPin allows them to be used in miniature devices for recording EEG signals while maintaining high quality without the need for serious redesign.

В датчике для регистрации биоэлектрических потенциалов (5 PogoPin, длинные) в качестве токосъемной поверхности применена гребенка из длинных сухих подпружиненных позолоченных электродов PogoPin (фиг. 1), состоящая из 5 штырьков электродов PogoPin (фиг. 2), соответствующих размерам:In the sensor for recording bioelectric potentials (5 PogoPin, long), a comb of long dry spring-loaded gold-plated PogoPin electrodes (Fig. 1) is used as a current-collecting surface, consisting of 5 PogoPin electrode pins (Fig. 2), corresponding to the following dimensions:

высота: 14 мм,height: 14 mm,

диаметр: 3,5 мм.diameter: 3.5 mm.

Подробная конструкция проиллюстрирована на фиг. 1.The detailed design is illustrated in Fig. 1.

Поверхность электродов PogoPin покрыта химическим золотом. Золотое покрытие контактов (0,127 мкм, 5U) обеспечивает высокое электрохимическое качество контактов в месте соприкосновения с поверхностью кожи.The surface of the PogoPin electrodes is coated with chemical gold. The gold coating of the contacts (0.127 µm, 5U) ensures high electrochemical quality of the contacts at the point of contact with the skin surface.

Рабочая часть электродов PogoPin закруглена и представляет собой полусферу. Площадь контакта с поверхностью кожи отдельного штырька 3,14 мм².The working part of the PogoPin electrodes is rounded and is a hemisphere. The contact area with the skin surface of an individual pin is 3.14 mm² .

Электроды объединены в матрицу (фиг. 3) и монтируются на печатную плату (102) методом поверхностного монтажа, которая устанавливается на пружину. Суммарная площадь контакта электрода (5 PogoPin) с поверхностью кожи не более 15,7 мм².The electrodes are combined into a matrix (Fig. 3) and mounted on a printed circuit board (102) using the surface mounting method, which is installed on a spring. The total contact area of the electrode (5 PogoPin) with the skin surface is no more than 15.7 mm² .

Сухие подпружиненные электроды PogoPin могут быть расположены на основаниях различных форм и размеров для использования в различных устройствах. Большое число контактов (5 PogoPin) и независимое подпружинивание каждого из контактов обеспечивает высокое качественного съема сигнала ЭЭГ.Dry PogoPin spring-loaded electrodes can be placed on bases of various shapes and sizes for use in various devices. A large number of contacts (5 PogoPin) and independent spring loading of each contact ensures high-quality EEG signal acquisition.

Учитывая саму суть ЭЭГ измерений - как измерений разности электрических потенциалов между целевым и референтным электродом, имеющих контакт с кожей головы, датчики регистрируют слабую электрическую активность участков коры больших полушарий головного мозга, благодаря высокой степени токопроводимости материалов, из которых они изготовлены. Далее электрический сигнал, имеющий определенные значения частоты и амплитуды, поступает посредством экранированного соединительного кабеля в аналогово-цифровой преобразователь и далее, в зависимости от реализации, может быть усилен, оцифрован и передан на получающее устройство посредством интерфейса связи (как проводного, так и беспроводного).Considering the very essence of EEG measurements - as measurements of the difference in electrical potentials between the target and reference electrodes in contact with the scalp, the sensors record weak electrical activity in the areas of the cerebral cortex due to the high degree of conductivity of the materials they are made of. Then the electrical signal, having certain values of frequency and amplitude, is sent via a shielded connecting cable to an analog-to-digital converter and then, depending on the implementation, can be amplified, digitized and transmitted to the receiving device via a communication interface (both wired and wireless).

Заявленный датчик для регистрации биоэлектрических потенциалов реализован в качестве единого устройства и не разнесен в пространстве.The claimed sensor for recording bioelectric potentials is implemented as a single device and is not distributed in space.

В настоящих материалах представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.These materials present a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution, which should not be used as limiting other, particular embodiments of its implementation that do not go beyond the scope of the requested scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.

Claims (1)

Translated fromRussian

Датчик для регистрации биоэлектрических потенциалов, включающий 5 электродов PogoPin, при этом высота каждого электрода PogoPin составляет 14 миллиметров, а диаметр каждого электрода PogoPin составляет 3,5 миллиметра, при этом поверхность электродов PogoPin покрыта техническим золотом, а рабочая часть электродов PogoPin закруглена и представляет собой полусферу, при этом электроды PogoPin соединены между собой и смонтированы на печатной плате методом поверхностного монтажа, при этом печатная плата установлена на пружину.A sensor for recording bioelectric potentials, including 5 PogoPin electrodes, wherein the height of each PogoPin electrode is 14 millimeters, and the diameter of each PogoPin electrode is 3.5 millimeters, wherein the surface of the PogoPin electrodes is coated with technical gold, and the working part of the PogoPin electrodes is rounded and is a hemisphere, wherein the PogoPin electrodes are connected to each other and mounted on a printed circuit board using the surface mounting method, wherein the printed circuit board is installed on a spring.