模块化智能头带设计与验证：用于舒适脑电图监测的刺绣电极
新兴技术
2026-01-23 v3
摘要
可穿戴脑电图设备领域正在快速发展，能够实现快速可靠的大脑活动检测以研究大脑功能与病理。然而，许多当前脑电图系统对神经系统疾病患者仍具有挑战性，原因包括笨重的布线、漫长的皮肤准备、凝胶引起的不适、刺激风险和高成本，这些都限制了长期监测。本研究提出一种模块化智能头带原型，采用可调节、可替换的刺绣电极进行脑电图采集。与传统设备相比，智能头带减少了布线复杂度，无需皮肤准备，并最小化了与凝胶电极相关的刺激。其模块化结构允许可调节贴合而无需多个尺寸选项，增强了日常脑电图监测的舒适性和适应性。智能头带原型在 10 名健康大学生身上进行了测试，使用三种行为任务：（1）睁眼/闭眼，（2）听觉 oddball，（3）视觉 oddball 范式。智能头带成功捕获了睁眼/闭眼任务中的 alpha 峰（p = 0.01），并可靠记录了与 oddball 效应相关的事件相关电位——听觉 P300（p = 0.014）和视觉 N170（p = 0.013）——展示了与商业海绵脑电图帽相当的性能。用户调查表明舒适性和可用性有所改善，参与者报告柔软且结构设计的头带相较于传统帽子提升了穿戴性。总体而言，该原型为真实场景中的可靠脑电图监测提供了一种舒适、模块化且经济的解决方案。
引用
@article{arxiv.2511.19348,
title = {Design and Validation of a Modular Smart Headband with Embroidered Electrodes for Comfortable EEG Monitoring},
author = {Komal Komal and Frances Cleary and Ram Prasadh Narayanan and John Wells and Marco Buiatti and Louise Bennett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.19348},
year = {2026}
}