脑电信号采集项目需求增加：要求高质量有积累的方案商

【导读】随着脑机接口、医疗保健及脑科研究技术的发展，推动了脑电设备的市场需求。据DIResaerch研究统计，全球脑电设备市场规模呈现稳步扩张的态势，2023年全球脑电设备市场销售额将达到29.3亿元，预计2030年将达到40.9亿元。虽然这是一个垂直小众领域，但是，今年快包雇主发布脑电设备相关外包项目超过20+，脑电设备外包开发需求增长趋势明显。由于脑电设备的项目需求技术复杂，难度高，快包分析师首先介绍脑电数据采集技术，随后推荐一个预算10万的脑电信号采集器开发需求，欢迎有相关开发经验服务商来对接雇主，获取项目商机。

图片来源于网络

人的大脑是由数以万计的神经元组成的，脑电波就是这些神经元之间的活动产生的电信号。应用相关设备进行脑电信号的收集与处理，可以帮助我们理解大脑功能、诊断疾病、研究心理过程，并有望在未来发展中发挥更重要的作用。脑电信号幅度弱、频率低，容易受环境及其他内源性电生理信号干扰。在规划设计脑电信号采集设备时，首先要确定信号采集方式，然后，选用合适的运放和AD/DA 器件，构建高性能滤波电路，包括被采集微弱信号的识别和甄用。

脑电信号采集方法

图片来源于网络

脑电采集方法可以分为侵入式和非侵入式两种。

（1）侵入式

侵入式技术一般用于采集单个神经元的电位信号，往往需要在外科手术的帮助下完成。侵入式方式操作复杂，具有安全性风险。而且随着时间的推移，植入脑内的电极会被不导电的神经纤维包裹，进而导致电极性能下降。主要用于需要做脑外科手术的病人或者重建特殊感觉(例如视觉)以及瘫痪病人的运动功能。

（2）非侵入式

非侵入式是利用无损的方式在头皮表面采集信号。非侵入式因具有良好的时间分辨率、易用性、便携性和相对低廉的价格而受到更多研发团队的青睐，主要有脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）、近红外光谱（NIRS）、功能性磁共振成像（FMRI）等研究方式。

脑电信号采集系统组成：

●  电极

●  带滤波器的放大器

●  模数转换器

●  寄存器

设计指南

通常的脑电采集设备体积大、功耗高，且易引入大量干扰。想要设计出高性能、低噪声和低功耗的脑电采集设备，您需要注意如下事项：

1.电极类型

电极是脑电信号采集设备与脑之间的传感器，其设计和制作的质量直接影响到信号的稳定性和准确性。设计或者选择电极时需要从材料、形状、导电膏等多方面综合考虑。

传统的湿电极由于其良好的信噪比和较高的重复性等优点成为临床和科研脑电测量的主要选择和标准。但其操作不便、舒适度差、持续操作时间短的缺点也限制了其在穿戴式日常动态脑电监测的应用。

当获取的脑电信号质量至关重要时，最佳选择是作为金标准的湿电极；当准备和清理时间至关重要时，并且没有训练有素的技术人员可测试时，干电极和半干电极是不错的选择；此外，由于半干电极相较于湿电极更舒适，相较于干电极更不易出现伪影，在许多情况下，半干式电极是首选。与此同时，随着技术的不断发展完善，许多脑电系统都可配置多种电极，方便不同场景使用。

2、放大器和模数转换器

脑电信号非常微弱，一般只有50uV左右，幅值范围为5uV~100uV。所以，脑电信号放大增益要比一般的信号高得多，一般要放大20000 倍左右。因此，必须使用放大器来放大脑电信号以便进行记录和分析。选择合适的放大器需要考虑多个因素，例如信噪比、输入阻抗、输出阻抗、噪声、增益、带宽等。

脑电信号头皮与颅骨通常有几千欧姆的电阻，所以要求前置部分有很高的输入阻抗，以提高脑电信号索取能力，一般输入阻抗至少100 MΩ。

在普通环境下脑电信号采集受到工频等共模干扰，信噪比通常低于-10dB，工频干扰主要是以共模形式存在，幅值在mV 数量级，所以要求放大器具有很高的共模抑制比，一般要大于120 dB。

综上，对于放大器，推荐高输人阻抗(至少为100MΩ)和高共模抑制比(至少为120dB)。 对于模数转换器，推荐高电压分辨率(超过20位)。

3、滤波器

滤波器是脑电放大器中非常重要的组成部分，用于滤除不需要的信号和噪声。如果模数转换器的分辨率足够高，建议在采集脑电数据时不要使用模拟滤波器，因为可以用更好的数字滤波器对数据进行离线滤波。如果模数转换器分辨率不够高，建议在采集数据的时候使用高通滤波器，其半幅截止频率在0.01~0.1Hz为好。

相关项目推荐：

项目名称：脑电信号采集器(PCB)

项目预算：100000

项目详情：

1、需要做一款脑电信号采集器，主要是硬件方面的方案；

2、要求信号采集采用高灵敏度ADC和DSP，具体参数另行沟通；

3、有脑电信号采集研发经验者优先；

4、拟采用技术文件+工程资料和样机的交付形式；

5、具体的方案细节、预算详谈。

发布需求，竞标项目，请扫二维码