《面向腦機接口的柔性MEMS電容乾電極技術基礎研究》是依託上海交通大學，由楊春生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向腦機接口的柔性MEMS電容乾電極技術基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊春生
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過腦機接口能直接認知和理解大腦意識，可幫助癱瘓患者及交流障礙者恢復運動和交流功能。但目前的腦機接口主要基於濕電極技術，傳統的濕電極易乾而不能長時間檢測腦電信號。基於MEMS的乾電極技術可用於長時間檢測腦電，是有效解決方案之一。本項目提出一種面向腦機接口的柔性MEMS電容乾電極技術。針對乾技術目前研究存到的主要問題，重點研究採用柔性電容腦電極解決目前剛性電極與頭部曲面不匹配的問題，研究柔性電容電極採集腦電的規律和特性；分析基於MEMS三維微結構對提高柔性乾電極採集性能的影響，並探討在MEMS三維微結構表面進行納米改性以進一步提高電容電極的比表面積；研究有頭髮區域電容電極的採集特性，分析電極與頭皮接觸與非接觸狀態對採集效果的影響；並對電容電極阻抗轉換電路的抗干擾方法進行研究。為研究下一代攜帶型腦機接口和實現癱瘓患者及交流障礙者的運動和交流功能恢復打基礎。
結題摘要
高質量的腦電信號是腦機接口技術的基礎。目前，採集腦電信號主要用傳統的銀氯化銀濕電極，這類電極需要配合導電膠一起使用，雖然濕電極採集信號的質量好，但由於導電膠容易變乾而導致採集信號的質量下降，因此濕電極不能用於長時間的記錄腦電信號。因此，需要開發柔性乾電極來代替濕電極。本項目研究採用等效電路方法建立了柔性乾電極記錄腦電信號的理論模型，分析了乾電極採集腦電時噪聲的來源，為乾電極的設計提供了理論依據。本項目中研製了5種乾電極：接觸柔性乾電極，非接觸式乾電極，乾粘接乾電極，導電聚合物乾電極，微針乾電極。相對剛性電極，柔性電極有利於增大電極和皮膚的有效接觸面積，從而減小接觸阻抗，有利於記錄到高質量的腦電信號；研製了乾電極的阻抗轉換電路，分析了柔性乾電極因其結構形狀和尺寸、電介質特性等對採集腦電信號的影響，並對電極進行最佳化設計，套用所研製的電容乾電極、相應的電路及無線模組構成了腦電記錄系統。全面完成本項目的研究內容和研究目標。本項目執行期內發表論文10篇，申請專利9項，授權專利8項，培養研究生2名。
