便携式柔性石墨烯电极脑电采集系统

发布时间：2024-02-19 21:53

　　脑电能反映人脑的健康及认知活动状况,是脑疾病诊治及认知神经科学的重要参数。基于头皮脑电的脑电信号监测也是脑机接口的重要手段。该文开发一种基于柔性石墨烯干式脑电(EEG)电极和便携式无线终端的脑电采集系统。利用真空抽滤的方法制备了柔性聚酯纤维(织物)基底石墨烯织物电极,基于ADS1299模拟前端和超低功耗单片机设计实现了便携式低功耗无线脑电采集系统,能够实现脑电信号的采集、处理、存储和无线传输。对石墨烯电极的导电特性、耐久性、稳定性进行了测试并和商用氯化银电极进行了对比。结果表明,文中开发的石墨烯电极能够实现脑电信号的高信噪比精确采集,并且满足长期佩戴所需的耐摩擦性。与皮肤连续摩擦接触的测试结果表明,随着时间的推移,石墨烯电极本征阻抗及采集的脑电信号质量并没有发生明显变化。基于石墨烯电极的便携式无线脑电采集系统数据采集准确可靠,设计合理,运行稳定,能够满足便携式脑电采集设备的需要。

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【部分图文】：

图4耐摩察性测试

图37天内的石墨烯电极与氯化银电极采集脑电信号的对比图5不同频率下电极的阻抗

图1两种电极测得眨眼时前额的脑电信号

为了研究石墨烯柔性电极对于脑电信号的检测灵敏度，将直径1cm的石墨烯电极片利用具有弹性的脑电帽固定在24岁健康男性受试者前额处，并通过固定长度的线缆连接至脑电系统，以商用氯化银电极作为参考电极和地电极采集脑电信号进行对比。图1所示为石墨烯电极和氯化银电极采集得到的眨眼时前额处脑....

图2石墨烯电极阻抗随时间变化曲线

本实验测试结果表明石墨烯电极在长期内采集到的脑电信号稳定，克服了大多数湿电极在长时间检测过程中存在的信号衰减问题。在电极长期佩戴的过程中必然会存在和皮肤接触摩擦的情况。为了测试石墨烯电极抗摩擦能力，将石墨烯电极与皮肤摩擦1000次，并在每摩擦50次后用万用表测量一次电极阻抗。为....

图37天内的石墨烯电极与氯化银电极采集脑电信号的对比

图5为石墨烯电极在12Hz～1kHz之间频率范围内的阻抗数据，通过测试数据可以看出在此测量区间石墨烯阻抗值从80Ω逐渐变化到115Ω左右。在较宽的频率范围内具有较高的导电性，保证了对不同频率生物电信号的精确采集及频带宽度的需求。图4耐摩察性测试

本文编号：3903375