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《AM》:多功能水凝胶传感界面,实现脑电信号高质量无创采集
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论文链接: https://doi.org/10.1002/adma.202209606 无创地从人体表面采集高质量的脑电信号一直是一项极具挑战性的任务。高质量的脑电信号不仅能用于脑部相关疾病的诊疗,也能用于评估持续性注意力水平,在航空航天、外科手术、军事行动等高难度任务领域具有重大应用价值。然而,现有的脑电采集系统通常笨重而复杂,不但会影响受试者的脑活动,而且噪声功率高、抗干扰能力差。因此,开发一种便携、稳定的传感电极用于获取高质量的脑电信号仍是一项亟待解决的科学难题。 中国科学院过程工程研究所白硕研究员、闫学海研究员和王安河副研究员联合清华大学张沕琳副教授提出了采用多功能水凝胶传感界面的策略来解决无创采集高质量脑电信号的问题。通过多功能纳米颗粒增强效应和均质网络效应同时构建导电性、粘附性、柔性、弹性、生物兼容性和透明性俱佳的水凝胶体系,用于建立人体组织和电极之间高效稳定的传感界面,从而实现直接从人体表面采集到高质量的脑电信号。基于该水凝胶的多通道电极轻巧便携,具有在线信号分析、无线信号传输的能力,且稳定性优异。进一步通过算法将采集到的脑电信号转化为注意力水平并可从低到高细分为7个等级,各等级平均预测准确度可达91.5%。该研究以题为“Hydrogel Nanoarchitectonics of a Flexible and Self-adhesive Electrode for Long-term Wireless Electroencephalogram Recording and High-accuracy Sustained Attention Evaluation”的论文发表在最新一期《 Advanced Materials 》上。
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