「紋身」電極技術揭秘,記錄腦電圖數據

2020-12-23 藍鯨財經

投稿來源:陳根

一般來說,為了測量心臟或肌肉組織的電活動,會將相對堅硬的電極與接觸凝膠一起應用於皮膚。不過,可能很快就會有一種更加便捷的替代方式,以臨時「紋身」電極的形式出現。

近日,據外媒報導,歐洲工程師優化了一項新技術,即使用臨時紋身電極來記錄腦電圖(EEG)大腦活動。這項技術成本低廉,可以用噴墨印表機列印出來,並且還能像傳統電極一樣準確地輸出腦電圖數據。

該項新研究的作者之一Laura Ferrari表示:「腦電波屬於低頻範圍且EEG信號的振幅非常低。它們比EMG或ECG信號更難捕捉到。」

而紋身電極是首個適用於長期腦電圖測量的乾式電極,同時又能與磁腦成像(MEG)兼容。

紋身電極由標準噴墨印表機列印的導電聚合物製成,電極僅僅使用水施用於皮膚。由於它們的厚度小於1微米,所以能夠很好地貼合在不平整的表面上。當患者四處移動時它們保持在原位,據報導將其放置在皮膚上幾乎感覺不到。

此外,電極在施用後仍保持粘附和可操作狀態(儘管可以用肥皂和水擦洗它們),從而可以對患者進行長期監測,不過它們現在仍然需要連接電線才能讀取數據。

新電極提供準確和穩定的皮膚接觸,其可以在需要頻繁腦電圖測量的長時間內保持這種狀態。這種電極的發明者之一、Francesco Greco認為這種創新電極比傳統的溼式電極更便宜且穿戴起來更加舒適。

印表機創建的紋身電極的另一個特徵是,甚至紋身的穿孔,例如通過頭髮的生長,也不會損害電極的導電性和信號傳輸。這在長期應用的情況下尤其相關,因為毛髮生長導致使用傳統測量方法的結果不準確。

臨床試驗發現,這項新技術在測量腦電圖信號方面跟傳統電極一樣有效,而傳統電極需要訓練有素的人員進行耗時的應用。另外,他們的應用還需要用到一種溼的導電凝膠,這種凝膠會在幾小時內逐漸變幹,使得長時間內的一致測量結果可能性變得有限。

Greco表示,目前正在開發具有集成電晶體的無線紋身電極,可用來測量賣場和有針對性地刺激身體區域,這意味著發送和接收信號成為可能。

可以預見,這項技術在未來的成熟將助力於醫療,從神經工程到腦部計算機接口都將迎來新突破,電子紋身將在醫療保健領域存在著巨大的應用潛力。但在此之前「電子紋身」還有很長的路要走。

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