首页 > 解决方案 > 干电极采集方案
干电极产品及应用方案
2022-3-22
随着脑科学,人工智能、芯片、算法等技术的快速发展,无创脑机接口(BCI)在近些年来也取得诸多进步,因其具有实时交互,准确性高等优势,在诸多领域已展示了其独特的应用价值,如医疗康复,睡眠检测,驾驶,脑控打字等。
无创脑机接口电极一般分为湿电极和干电极两大类。传统的湿电极技术方案,需要使用带针头的注射器对受试者进行凝胶注射过程,以降低电极和头皮之间的接触阻抗。佩戴过程繁琐,需要耗费大量时间,且随着导电膏的蒸发,信号质量也会受到影响,无法实现长时间的稳定采集。
干电极技术则不依赖于导电膏,使用方便,持续采集时间长。常见的干电极有皮肤贴片式干电极,微针干电极,与金属柱状干电极等。尽管通过材料与工艺的创新,皮肤贴片式干电极与微针干电极在性能上已提升非常大,但因无法克服头发的阻隔,在应用场景上仍有一些限制。而金属柱型干电极,质地较为坚硬,使用时压迫感、疼痛感较强,往往需要通过复杂的机械结构设计如头盔、弹片等,去兼顾使用的舒适性与接触的稳定性。
Greentek 干电极旨在提高佩戴舒适度。电极由柔软的导电弹性体材料制成,这样在紧密按压时会自身产生形变,而减少对头皮的压迫感。接触的爪式前端区域修饰有银/氯化银材料,借助银氯化银材料天然的低极化和低噪音特点,最大程度的保留了记录电极记录的信噪比。同时电极采用三种不同爪子长度,可以更好地穿过头发,并贴合不同形状的人体头部。
图1 干电极在电解质中的一对电极电位差
图2 干电极在电解质中一对电极胶的交流阻抗谱(10mV扰动,1-10k Hz带宽)
表3 干电极指标参数
经测试,在BP放大器(V-amp 16通道)可基本满足采集脑电的功能性要求。所述干电极配合蓝色三角帽,电极-头皮阻抗>100 kΩ,采集脑电波信号波形平稳,信号质量好,眨眼,闭眼状态下 能观测到明显的特征波形。电极舒适性良好。所述干电极采用柔性材料,硬度适中,舒适性良好,佩戴 1hr 无明显不适。
需说明的是,尽管目前干电极可以在一定程度上采集相应范围内的脑电,但由于是电子导体直接接触皮肤,无导电膏、盐水等离子导体界面,相较于湿电极仍有非常高的接触阻抗,这也容易带来更高的脑电采集噪声,降低了脑电信号的质量。通常需要借助主动电极技术或者算法,以弥补干电极采集过程中的高噪音与信号干扰问题。
![](http://www.greenteksensor.com/wp-content/uploads/2019/12/aboutus_reference_dot.jpg)
今天,我们更详细地知道,当我们感知刺激时,当我们准备和执行身体动作时,或当我们学习和记忆事物时,哪些大脑区域是活跃的。这产生了非常强大和有针对性的EEG应用,以使用大脑活动来引导设备。这可以帮助瘫痪患者操纵轮椅或在屏幕上移动光标。
![BCI](http://www.greenteksensor.com/wp-content/uploads/2020/05/BCI.png)