基于水的电极

特殊的EEG电极
在欧洲脑计划期间European BRAIN，科学家们开发了一个全新操作简单、佩戴舒适、信号质量好的EEG传感器。基于此技术，我们研发出了一种以纯净水为介质的测量生理信号的电极， 此电极具有信号强、操作简单、佩戴舒适的特点。

1.1 材质
传感器的主要部件是一集成Agal电极的外壳。

球形电极整合到传感器外壳
传感器外壳装配进一块浸了纯净水的海绵。海绵、清水和皮肤接触在一起，从而测量EEG信号。为了提高舒适度，降低运动伪迹，传感器外壳插在一个橡胶载体里，并集成EEG电极帽。并为测量BCI信号设计了一款佩戴简单、舒适的发带。发带包括许多传感器载体，传感器固定在传感器载体上面。


整合到发带里的橡胶传感器载体
此载体有一个橡胶环，可以防止传感器很快变干，但是更重要是防止传感器相对于皮肤移动。这样可达到双重的功能。这个载体由一种很软的橡胶制成，佩戴非常舒适。


将传感器固定于发带里的传感器载体中
1.2 水电极的噪音测试
在一个模拟环境里，新电极和标准的Ag/AgCl进行对比测试。浸透了海水的毛巾被用于测量电极和放大器的噪音。该放大器的噪声是已知的，并且我们也对电极抵消的DC稳定性有一个大概了解。

测试表明水电极的DC稳定性略微好于EEG杯状电极，而且噪声也更低一些。在1-300赫兹的频率带内，我们看到一个0.79uVrms的噪声。

我们测量所有类型电极的阻抗，两者之间没有发现差异。没有对皮肤进行任何的预处理，测量到大约20KΩ的阻抗。

1.3 Vivo测试
当然我们已经在vivo测试中广泛地测试了这个系统。

粘贴发带
下图展示了在vivo测量中如何使用发带。发带可以使用超出8个小时，带着非常舒适，使用非常方便。在这8小时内，信号质量没有降低。


用发带和轻巧型生理信号放大器（Mobita）测量
为了在正常的（嘈杂的）测量环境下，有一个关于信号质量的指标，我们在枕骨区域放置了一个3通道的EEG测量系统。下图呈现了采集到的信号。

在嘈杂环境下的EEG测量
结论：

• 水电极效果极佳。
• 正确佩戴电极情况下，水电极对移动伪迹不敏感。
• 使用新固定方式，不会测量到血液流动的伪迹。
• 噪音比市面上的其他电极更低
• DC特征比其他电极更好。
• 水电极对光不敏感。
• 可便携性更突出，发带佩戴更方便。
• 采集过程更加简单。
• 最少可测量8小时。
• 通过用一个传感器载体，可以更好地放置和固定在头部，减少伪迹。
• 粘贴发带非常快并且简单。
• 长时间使用（＞8小时）被试者仍然感觉非常舒适。