伴隨著無(wú)線技術(shù)、放大技術(shù)及集成電路不斷地進(jìn)步，腦電信號(hào)的采集和應(yīng)用在可穿戴、腦信號(hào)溯源、疾病診斷、人機(jī)交互、醫(yī)療健康等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

無(wú)創(chuàng)地從人體表面采集高質(zhì)量的腦電信號(hào)一直是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。開發(fā)一種便攜、穩(wěn)定的腦電傳感器用于獲取高質(zhì)量的腦電信號(hào)成為很多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)孜孜不倦追求的目標(biāo)。

在體外無(wú)創(chuàng)式腦電傳感器的研發(fā)領(lǐng)域，江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院腦機(jī)融合智能技術(shù)研究所(簡(jiǎn)稱“集萃腦機(jī)所")走在了行業(yè)的前端。這家研究所成立于2019年7月，是一家專注于為教育娛樂、醫(yī)療健康、安防等行業(yè)，提供技術(shù)領(lǐng)先的腦機(jī)融合智能技術(shù)關(guān)鍵模塊和解決方案的研發(fā)型企業(yè)，其中神經(jīng)電極傳感器是其研發(fā)攻克難關(guān)的重點(diǎn)之一。

3月29日，在深圳國(guó)際傳感器與應(yīng)用技術(shù)展覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，感知芯視界對(duì)集萃腦機(jī)所神經(jīng)電極傳感器研發(fā)中心負(fù)責(zé)人章祥先生進(jìn)行了采訪。這次他為了我們帶來(lái)了最新推出的64導(dǎo)全腦便攜式腦電帽，分享了體外式腦電傳感器的技術(shù)發(fā)展情況以及未來(lái)前景。

江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院腦機(jī)融合智能技術(shù)研究所神經(jīng)電極傳感器研發(fā)中心負(fù)責(zé)人章祥

據(jù)介紹，章祥先生主要從事體外式腦電傳感器材料的研發(fā)，研究所團(tuán)隊(duì)熟悉電極相關(guān)的傳感材料和腦電采集的后端數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用，能夠快速打通相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)，突破技術(shù)瓶頸。

此外，章祥先生還擔(dān)任集萃腦機(jī)所的孵化企業(yè)蘇州意憶計(jì)科技有限公司（下文簡(jiǎn)稱“意憶計(jì) ”）的總經(jīng)理。意憶計(jì)主要從事腦電、生物電在體傳感技術(shù)、材料及器件的研發(fā)，提供腦電傳感器的產(chǎn)品以及定制化技術(shù)服務(wù)。其中，便捷式凝膠腦電電極和配套產(chǎn)品處于行業(yè)領(lǐng)先水平，并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并連續(xù)兩年成為世界機(jī)器人大賽腦機(jī)接口比賽的供應(yīng)商，受到研究人員的廣泛好評(píng)。

以下是專訪對(duì)話內(nèi)容：

專注腦電傳感器 技術(shù)實(shí)力走在國(guó)際前列

Q：感謝您接受感知芯視界的專訪，請(qǐng)您介紹一下您的研究方向和企業(yè)專注的領(lǐng)域？

章祥：我主要負(fù)責(zé)體外式神經(jīng)電極傳感器的研發(fā)和制作。蘇州意憶計(jì)科技專注于腦電信號(hào)采集傳感器，我們即將推出一款64導(dǎo)便攜式凝膠腦電帽。

腦電信號(hào)的采集的第一步是將腦電電極材料貼在人的腦袋上，采集生物電信號(hào)，經(jīng)后端放大器、軟件算法進(jìn)行處理后，進(jìn)行一系列的場(chǎng)景應(yīng)用。

目前市面上主流的腦電信號(hào)采集傳感器采用濕電極法，需要用針管注射導(dǎo)電膏，導(dǎo)電膏中的氯、鉀、鈉等離子擴(kuò)散進(jìn)入人體皮膚的角質(zhì)層，降低了電極與皮膚之間的接觸阻抗。導(dǎo)電膏的形態(tài)類似現(xiàn)在醫(yī)院做B超時(shí)用的液態(tài)膠體，這種方式采集到的腦電信號(hào)質(zhì)量非常好。

但是濕電極法想要走出實(shí)驗(yàn)室、走出醫(yī)院是行不通的。因?yàn)橐簯B(tài)膠體狀的導(dǎo)電膏涂到人的頭發(fā)上，做完測(cè)試以后仍有很多殘留，需要立刻洗頭，使用不便利。

除此以外，市面上還有干電極法采集腦電信號(hào)，即用一個(gè)很硬的材質(zhì)的電極扣在頭上，它采集的腦電信號(hào)質(zhì)量取決于干電極與頭皮之間接觸的壓力，壓力越大，信號(hào)越清晰。但可想而知，一個(gè)非常硬的東西緊緊勒住人的頭皮，很容易讓人接受不了。

目前，我們的凝膠腦電帽綜合考慮干、濕電極使用中的不足之處，提供了一種折中的最優(yōu)解決方案。在確保較高的腦電采集信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)，做到舒適性、便捷性兼?zhèn)?，使用后無(wú)需清洗頭皮。

圖：意憶計(jì)部分展品

Q：請(qǐng)您談?wù)劤四z材料上的創(chuàng)新以外，我們的腦電帽還有哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì)？

章祥：還有一種優(yōu)勢(shì)是它可調(diào)節(jié)。目前市面上很多的腦電帽都是不可調(diào)節(jié)的。按照人的不同頭圍分為大、中、小號(hào)，不同的頭圍需要佩戴不同的腦電帽。我們這款腦電帽不僅可以適配不同的頭圍，還可以適配不同的頭型，可調(diào)節(jié)使電極良好貼附。

Q：請(qǐng)問(wèn)凝膠方式的腦電傳感器采集效率更高嗎？

章祥：目前我們采集的效率對(duì)標(biāo)導(dǎo)電膏，二者之間的信號(hào)相似度達(dá)到98.8%左右。而干電極跟導(dǎo)電膏比起來(lái)，信號(hào)相似度大概只在80%左右。相比干電極，凝膠電極采集的腦電信號(hào)質(zhì)量更好一些?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，凝膠電極信號(hào)質(zhì)量是介于干電極和導(dǎo)電膏之間，優(yōu)點(diǎn)是采集信號(hào)質(zhì)量更接近于導(dǎo)電膏，但又提升了信號(hào)采集的便捷性和舒適性。

Q：請(qǐng)問(wèn)國(guó)內(nèi)大概有多少企業(yè)從事凝膠腦電帽的研發(fā)、生產(chǎn)工作？

章祥：在國(guó)內(nèi)做腦電帽的企業(yè)比較多，但是做便捷式凝膠腦電帽的應(yīng)該還沒有。我們這款64導(dǎo)便捷式腦電帽兼容市面上的很多方案，包括導(dǎo)電膏、凝膠，也兼容市面上另外一種比較通用的鹽水電極方式。

Q：請(qǐng)問(wèn)凝膠腦電電極產(chǎn)品和國(guó)際上的產(chǎn)品對(duì)比，處于什么水平？