Исследование вариантов построения активных резистивно-емкостных электродов для применения в интерфейсах «мозг-компьютер»

Аннотация:

Как известно, эталоном, обеспечивающим наиболее качественную передачу биопотенциалов, являются классические электроды влажного типа с покрытием Ag/AgCl. Однако для работы таких электродов требуется трудоемкая и затратная по времени установка каждого электрода на голове оператора с помощью помощника, а также смачивание места контакта специальным электропроводным гелем. Поэтому использование таких электродов в интерфейсах «мозг-компьютер» (ИМК) достаточно проблематично. Альтернативой являются пассивные либо активные резистивно-емкостные и емкостные электроды сухого типа. Такие электроды способны обеспечить требуемую быстроту и самостоятельность установки нейрогарнитуры самим оператором, поэтому их разработка весьма актуальна. Однако они имеют очень малую поверхность соприкосновения с головой, что приводит к сильному ослаблению/ искажению полезного сигнала и увеличению количества помех. Отдельной проблемой является неконтролируемая поляризация, приводящая к сильной нестационарности (дрейфу) изолинии. Вследствие этого разработчики прибегают к специальным схемотехническим методам подавления помех и ста билизации работы электродов. Это позволяет добиться баланса между качеством регистрируемого сигнала и возможностью использования электродов сухого типа в ИМК. В работах представлена разработка емкостных и резистивноемкостных электродов. Показано, что с сухими емкостными электродами отношение сигнал/шум увеличивается в среднем на 2...3 дБ, при этом средняя точность классификации волн Р300 падает на 5...10%. Диаметр разработанных печатных плат (ПП) активных электродов составлял 25...40 мм, что затрудняет наложение электродов по системам 10-20, 10-10 из-за их большого размера. В работе добились повторения характеристик электродов Ag/AgCl, однако разработанные электроды были полусухими, что также накладывает ограничения на их использование в ИМК. В последние годы активно предпринимались попытки разработки сухих электродов различных конструкций: штырькового типа, пассивных точечных гибких (микстродов), для измерения импеданса, пассивных твердотельных на основе полимеров, активных трехполюсных. Характеристики всех рассмотренных конструкций электродов непременно сравнивались с характеристиками стандартных Ag/AgCl-электродов. Также проводились комплексные исследования когерентности сухих электродов различного типа и влажных электродов. Во всех работах показаны целесообразность применения сухих электродов и перспективность их развития. Целью рассматриваемой работы являлась разработка активных резистивно-емкостных электродов сухого типа для использования в ИМК. Достижение указанной цели было осуществлено путем решения задач по имитационному моделированию, разработке эффективных схемотехнических решений, минимизирующих влияние высокого импеданса перехода кожа-электрод на качество регистрируемого сигнала, конструктивному исполнению электродов. Проведенные натурные эксперименты и сравнение со стандартными Ag/AgCl-электродами показали эффективность разработанных изделий.

Авторы:

Издание: Медицинская техника
Год издания: 2025
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2025.-N 6.-С.21-25. Библ. 13 назв.
Просмотров: 5