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廊坊网站制作费用,做网站备案 空间是什么意思,社区电商app定制开发多少钱,zzzcms建站系统2025年12月#xff0c;北京邮电大学脑认知与智能医学中心与清华大学材料学院合作#xff0c;在国际知名期刊《npj Flexible Electronics》#xff08;中科院大类一区#xff0c;IF15.5#xff09;上发表了题为“Cholinium-based eutectogel electrode for high-quality dy…2025年12月北京邮电大学脑认知与智能医学中心与清华大学材料学院合作在国际知名期刊《npj Flexible Electronics》中科院大类一区IF15.5上发表了题为“Cholinium-based eutectogel electrode for high-quality dynamic EEG/ECG monitoring exceeding 48 hours”的研究论文。该研究聚焦于生物电信号监测领域的技术瓶颈开发了一种创新的低共熔凝胶ChCl-egel电极能够实现超过48小时的高质量动态心电图ECG监测以及18小时的稳态视觉诱发电位SSVEP脑电EEG记录。这一成果为长期动态生物电信号采集提供了全新的解决方案并在临床与产业化应用方面具有重要价值。未来通过结合深度学习技术该电极能够为脑机交互BCI系统提供更精确的数据支持有望推动智能医疗和健康监测的发展。论文链接https://doi.org/10.1038/s41528-025-00494-5北京邮电大学人工智能学院徐光远研究员、物理科学与技术学院黄凯教授与清华大学材料学院伍晖教授为文章共同通讯作者北京邮电大学人工智能学院博士研究生王伟光为第一作者。研究背景生物电信号特别是脑电图EEG和心电图ECG是健康评估和疾病诊断的重要依据广泛应用于癫痫、心律失常的识别以及脑机交互BCI系统等领域。然而现有生物电电极技术面临一个长期的挑战——在“高质量信号采集”和“长期稳定监测”之间难以兼顾。目前的商用电极中干电极虽然便捷但皮肤接触阻抗极高导致信号质量差湿电极虽然能够提供低阻抗但佩戴不适、凝胶干涸等问题依然困扰着长期监测的需求。此外人体运动和汗液等因素会改变皮肤阻抗进而影响电极的贴合性和信号质量造成动态场景下信号失真。近年来深度学习在EEG和ECG信号的处理和分析中展现了巨大潜力尤其是在脑机交互BCI应用中。通过卷积神经网络CNN等深度学习算法和大模型可以对复杂的生物电信号进行精准分类、特征提取及实时识别从而提高信号的准确性和稳定性。因此开发一种兼具低阻抗、柔性和长期稳定性的电极将为深度学习在生物电信号监测中的应用提供有力支持。电极设计氯化胆碱ChCl作为常见的氢键受体其经济性、无毒性和生物可降解性已广泛认可。甘油作为氢键供体不仅具有出色的保湿性能还能够与氯化胆碱形成低共熔溶剂DESs构建复杂的氢键网络从而调节导电性和黏度。为了提升电极的柔韧性与生物相容性本文选用了明胶作为外部交联网络材料借助其热可逆相变特性可以确保电极在室温下保持良好的凝胶态避免长期使用中的液化现象。这些低共熔溶剂DESs和明胶的结合不仅提升了电极的导电性和柔韧性还通过非共价相互作用增强了电极的物理交联性。基于这种电极采集的EEG和ECG信号有望通过与深度学习模型的结合进行高效的实时分析与分类为BCI技术提供了精准的信号支持。图1胆碱基低共熔凝胶ChCl-egel的制备及其在生物电信号采集中的应用示意图该凝胶呈现透明多孔结构在可见光范围内透光率接近100%便于长期佩戴时观察皮肤状态其相变温度约45℃高于人体皮肤温度可避免使用中液化在常温环境下5天保水率达93%为长效监测奠定了基础。图2ChCl-egel电极表征电学和力学特性为了实现长期稳定的电生理信号采集电极与皮肤之间的接触阻抗必须维持在低水平同时确保接触界面的稳定性。ChCl-egel电极在0.1~100,000 Hz频率范围内展现出低于6 kΩ的阻抗显著低于传统电极具备良好的信号采集能力。此外ChCl-egel在抗疲劳测试中的表现也十分突出经过多轮应力循环电极几乎未出现性能衰退表现出优异的弹性。该电极能够在运动、汗液等因素影响下保持稳定的信号质量为动态生理信号的长时间监测提供了可靠保障。图3ChCl-egel的电学和力学特性心电性能ChCl-egel电极在ECG信号的长时间监测中表现出极佳的稳定性。实验中电极采集的ECG信号在48小时内未出现明显变化P波、QRS波群和T波均清晰可辨。相较于传统的商用电极ChCl-egel的信噪比高达47.8 dB能够提供更高质量的信号采集且不会干扰日常活动。结合深度学习模型进行实时信号分析能够更精确地检测心率变化和心电异常支持动态心率监测和健康预警。图4日常活动中的连续动态心电图ECG监测脑电性能稳态视觉诱发电位SSVEP是EEG实验的重要范式通过采用特定频率闪烁的视觉刺激SSVEP能够在信号采集中实现更高的识别准确率与信息传输率。在18小时脑电监测期间ChCl-egel电极能够维持低阻抗确保长时间内稳定采集脑电信号。而商用凝胶电极其会随时间逐渐干涸导致阻抗不断升高难以满足长期监测的需求。本文总结了ChCl-egel、商用湿电极及商用3M电极在接触阻抗、成本、拉伸性、长期稳定性、信噪比等制备与性能参数上的综合对比。与已报道的电极相比ChCl-egel同时实现了超低阻抗与长期记录的特性。这些结果表明该电极具备显著的性能优势是日常场景下实现高质量动态生理信号采集的理想平台。图5高保真脑电图EEG记录与稳态视觉诱发电位SSVEP分类研究结论本文设计了一种新型的ChCl-egel电极能够在10Hz频率下实现低至4.7 kΩ的皮肤阻抗和5.3 kΩ的头皮阻抗适用于长期、高质量的生理电信号监测。该电极能够在48小时以上的ECG监测中信噪比提升8 dB支持高强度运动下的动态心率监测。在EEG监测中ChCl-egel电极的性能可媲美商用湿电极且记录时长显著增加。未来通过结合深度学习技术进一步提升了生理电信号的分类与分析能力为脑机交互和智能健康监测提供了坚实的技术基础。仅用于学术分享若侵权请留言即时删侵欢迎加入脑机接口AI星球获取更多脑机接口AI等领域的知识和资源。加群交流、商业合作请添加微信:RoseBCI【备注姓名行业/专业】。欢迎来稿1.欢迎来稿。投稿咨询请联系微信RoseBCI点击投稿脑机接口社区学术新闻投稿指南2.加入社区成为兼职创作者请联系微信RoseBCI一键三连「分享」、「点赞」和「在看」不错过每一条脑机前沿进展