IMEC和代尔夫特理工大学开发出3D打印的无线脑电图耳机
近日，比利时微电子研究中心（imec）、霍尔斯特中心（Holst Centre）、荷兰应用科学研究组织与代尔夫特理工大学工业设计工程中心共同使用3D打印技术研发出了一种无线脑电图（EGG）头戴装置，该装置既舒适，又能够提供高品质的信号。
科学家们称，这种新型的头戴式装置使人脑与计算机直接接口成为可能，而且通过相关联的智能手机App它甚至能够监视用户的情绪和心情。Imec和霍尔斯特中心说，这项技术通过“医疗级的数据采集”使得医疗检测技术也能在普通消费应用中使用。
Imec是全球著名的微电子独立研究机构，该机构主要利用自有的科学技术与其全球合作伙伴网络为信息和通信技术、医疗保健和能源等行业提供技术解决方案。IMEC总部位于比利时鲁汶，并在比利时、荷兰、台湾、美国、中国、印度和日本设有办事处，员工人数超过2200人。
这个无线脑电图头戴装置使用干电极，可以用于消费应用，比如用于游戏中监视玩家的精神松弛、紧张或者注意力集中程度。研发人员表示，它也可以用于睡眠训练和治疗ADHD（注意缺陷多动障碍）等。
“利用imec在脑电图感应、干聚合物、活性电极、小型化低功耗的数据采集和低功耗的智能手机无线接口方面的强大实力，我们得以专注于这个项目的人体工程学设计。”imec脑电图系统架构师Bernard Grundlehner说。
在开发过程中，研究人员在无线脑电图头戴装置和干电极系统的设计上遇到了一些技术挑战。其中一个要求研发人员在舒适和信号质量之间找到平衡。为了确保其信号质量达到最佳，干电极必须将足够的压力施加到用户头上。开发人员称，由于检测需要在较长时间里进行，所以保持接触至关重要。
此外，这个装置还使用了自适应性滤波器，并利用带通滤波，以创建高质量的脑电图信号，这中间由于运动伪像导致的任何阻抗和失真都能够被滤除。
“运动伪像和阻抗信号之间的相关性非常高，因此我们已经成功地利用阻抗信号减少运动伪像在脑电图信号中的幅度。”Grundlehner说，“我们使用的是标准蓝牙和低能量无线蓝牙技术，如何将其与非常敏感的脑电图放大器结合在一起就变得非常具有挑战性。”
研发人员在设计过程产生了一系列不同形状和硬度的原型，并由代尔夫特理工大学的六名研究生组成的团队对其进行反复迭代。
而且为了简化制造工艺，这个脑电图头戴装置被设计为一体，可以一次3D打印出来。正如Grundlehner在下面视频中介绍的那样，这个头戴装置在3D打印出来后，只需装上电子部件，再加上一个3D打印的橡胶盖就能使用了。其中获取脑电波信号的传感器位于装置的前部，以实现最佳的脑电信号采集效果。
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