论文部分内容阅读
脑电的应用对脑电的采集电极提出了更高的需求。高密度脑电电极是针对现有电极密度提出的,目的是在一定的空间范围内提取到更多独立的有效信号。高密度脑电电极对探索脑电活动规律,研究大脑机理以及脑-机接口等领域研究具有重要的意义。 本文通过综合考虑电极的阻抗、固定方式、界面噪声、舒适度、尺寸等主要因素,研制了几种适用于高密度脑电信号采集的电极方案,并进行了应用验证。主要研究成果及创新点如下: (1)研制了一种点接触式的指状干电极阵列。以金作为界面导电材料,利用PCB加工技术布局导线,形成电极间距为5mm的高密度电极。通过四分类的脑-机接口应用,验证了高密度电极对采集系统分类准确率的贡献。 (2)为了改善干电极干性接触阻抗高、信噪比较差的问题,研制了一种基于电解液的微渗电极。在保持了干电极结构优势的同时,利用毛细效应和电解液润湿电极-皮肤接触界面,降低了接触阻抗;通过对多孔材料弹性模量和孔隙率的调整,以及不同电解液的特性筛选,对柔性微渗电极在舒适度、信噪比、储液时间、压力与阻抗关系等进行了系统的研究。研发了一种电极间距在5mm的半干高密度电极阵列。 (3)通过对干电极及微渗电极研究,提出了一种目前最优方案制备高密度电极方案。即水凝胶作为高密度电极界面,设计了直径最小仅为3mm的凝胶电极。测试结果表明凝胶电极在串扰、阻抗及噪声方面表现出了综合性能最佳的优势。