天津理工大学研究生，天津理工大学研究生院
成果简介
本文，天津理工大学《Adv Intell Syst》期刊发表名为“Flexible Silver/Carbon Nanotube-Graphene Oxide-Polydimethylsiloxane Electrode Patch for Electroencephalography Language”的论文，研究制备了一种柔性银/碳纳米管-氧化石墨烯-聚二甲基硅氧烷（Ag/CNT-GO-PDMS）贴片电极，用于记录脑电图（EEG）信号和识别单词。这些贴片在CNT-GO-PDMS贴片的非接触电容模式和银爪接触电流模式的协同传感机制下记录脑电信号，头皮接触电阻低至6.4 kΩ。在枕区，α波的信噪比 （SNR） 为 约90dB，视觉诱发信号为9dB;颞区听觉诱发脑电信号的信噪比为约10dB。
EEG帽包括七个 Ag/CNT-GO-PDMS 贴片，用于记录稳态视觉诱发电位 （SSVEP） 和多听觉稳态响应 （MASSR） 中的 EEG 信号。这些斑块可以识别SSVEP-MASSR范式中的九个单词（“1”到“9”），视觉准确率为90.4%，听觉准确率为54.0%。统计分析还表明，刺激频率和头皮通道是单词识别准确性的显著影响因素。我们开发了灵活的Ag/CNT-GO-PDMS补丁的标准化流程，并提出了一种新的单词识别策略，对脑电语言数据库的建立和脑电在信息传输领域的应用具有重要意义。
图文导读
图1、A）柔性Ag/GO-CNT-PDMS电极贴片的制备过程示意图，B）其在视觉和听觉耦合诱发脑电信号采集中的应用。
图2、A） CNT-GO-PDMS 复合薄膜的 SEM 图像。B）Ag/CNT-GO-PDMS复合膜的电子转移路径图、SEM图像和相应的EDS元素映射分布。C） Ag/CNT-GO-PDMS 复合薄膜的 EDS 光谱。D）调查XPS和E）CNT-GO-PDMS复合材料的FTIR和拉曼光谱。
图3、不同碳纳米管-GO比的Ag/AgCl、Ag/CNT-GO-PDMS、CNT-GO-PDMS电极的阻抗和脑电图特性。
图4、A）SSVEP离线实验的周期。B） 电极位置图。C） 在 SSVEP 范式中的九个刺激频率（9.5、10.5、11、11.5、12.5、13、13.5、14 和 14.5 Hz）下的视觉诱发脑电信号（在 Oz 上）。D）（C）中诱发脑电信号的频率-幅度谱。E） 刺激频率为 9.5 Hz 的诱发脑电信号的频率-幅度和 F） 时-频谱。G） 枕区三个电极通道（O1、Oz 和 O2）的振幅分布。H） 枕位（O1、Oz 和 O2）和头顶（P3、Pz 和 P4）通道的平均信噪比值。
图5、A）描述SSVEP-MASSR刺激实验的场景。B）实验流程图。C）SSVEP-MASSR刺激软件代码的屏幕截图。D） 脑电图帽上七个 Ag/CNT-GO-PDMS 贴片的头皮通道。E）“八”字的声波，视觉诱发的脑电图段和听觉诱发的脑电图段。
图6、基于 7 导联 Ag/CNT-GO-PDMS 的 EEG 帽识别单词“一”到“九”的诱发 EEG 信号的准确性。
小结
采用旋涂和热固化技术制备了基于柔性Ag/CNT-GO-PDMS的脑电贴片电极。在未来的研究中，我们将在制备Ag/CNT-GO-PDMS干电极的同时优化电容和电流模式的分布。我们还将建立一个基于MASSR和SSVEP-MASSR范式的脑电语义数据库，为开发在线脑电语义通信软件系统奠定基础。
文献：
https://doi.org/10.1002/aisy.202300018
天津理工大学研究生(天津理工大学研究生院)
