腦電能反映人腦的健康及認(rèn)知活動狀況,是腦疾病診治及認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的重要參數(shù)�；陬^皮腦電的腦電信號監(jiān)測也是腦機(jī)接口的重要手段。該文開發(fā)一種基于柔性石墨烯干式腦電(EEG)電極和便攜式無線終端的腦電采集系統(tǒng)。利用真空抽濾的方法制備了柔性聚酯纖維(織物)基底石墨烯織物電極,基于ADS1299模擬前端和超低功耗單片機(jī)設(shè)計實現(xiàn)了便攜式低功耗無線腦電采集系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)腦電信號的采集、處理、存儲和無線傳輸。對石墨烯電極的導(dǎo)電特性、耐久性、穩(wěn)定性進(jìn)行了測試并和商用氯化銀電極進(jìn)行了對比。結(jié)果表明,文中開發(fā)的石墨烯電極能夠?qū)崿F(xiàn)腦電信號的高信噪比精確采集,并且滿足長期佩戴所需的耐摩擦性。與皮膚連續(xù)摩擦接觸的測試結(jié)果表明,隨著時間的推移,石墨烯電極本征阻抗及采集的腦電信號質(zhì)量并沒有發(fā)生明顯變化�；谑╇姌O的便攜式無線腦電采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確可靠,設(shè)計合理,運行穩(wěn)定,能夠滿足便攜式腦電采集設(shè)備的需要。

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圖4耐摩察性測試

圖37天內(nèi)的石墨烯電極與氯化銀電極采集腦電信號的對比圖5不同頻率下電極的阻抗

圖1兩種電極測得眨眼時前額的腦電信號

為了研究石墨烯柔性電極對于腦電信號的檢測靈敏度，將直徑1cm的石墨烯電極片利用具有彈性的腦電帽固定在24歲健康男性受試者前額處，并通過固定長度的線纜連接至腦電系統(tǒng)，以商用氯化銀電極作為參考電極和地電極采集腦電信號進(jìn)行對比。圖1所示為石墨烯電極和氯化銀電極采集得到的眨眼時前額處腦....

圖2石墨烯電極阻抗隨時間變化曲線

本實驗測試結(jié)果表明石墨烯電極在長期內(nèi)采集到的腦電信號穩(wěn)定，克服了大多數(shù)濕電極在長時間檢測過程中存在的信號衰減問題。在電極長期佩戴的過程中必然會存在和皮膚接觸摩擦的情況。為了測試石墨烯電極抗摩擦能力，將石墨烯電極與皮膚摩擦1000次，并在每摩擦50次后用萬用表測量一次電極阻抗。為....

圖37天內(nèi)的石墨烯電極與氯化銀電極采集腦電信號的對比

圖5為石墨烯電極在12Hz～1kHz之間頻率范圍內(nèi)的阻抗數(shù)據(jù)，通過測試數(shù)據(jù)可以看出在此測量區(qū)間石墨烯阻抗值從80Ω逐漸變化到115Ω左右。在較寬的頻率范圍內(nèi)具有較高的導(dǎo)電性，保證了對不同頻率生物電信號的精確采集及頻帶寬度的需求。圖4耐摩察性測試

本文編號：3903375