OpenBCI 作为一个开放的生物信号采集平台,其核心优势之一就是其模块化和兼容性。它本身不生产电极,但其设计可以兼容多种类型的电极,包括干式电极。
以下是几种常用于 OpenBCI 的干式脑电(EEG)电极类型:
1. 金属钉/爪式干电极
这是最常见和经典的干电极类型,尤其适合与 OpenBCI 的 Cyton 和 Ganglion 主板配合使用。
工作原理: 电极末端是多个(通常是3-9个)尖锐的、镀金或镀银的金属“钉”或“爪”。这些钉可以轻轻拨开头发,直接与头皮接触,从而降低接触阻抗。
优点:
无需凝胶/盐水: 最大的优点,准备时间极短。
可重复使用: 耐用,易于清洁和消毒。
兼容性好: 通常通过标准的 Touch-Proof 接口(TP接口) 或 生物传感导线(Bio-sensing Wires) 与 OpenBCI 主板连接。
缺点:
舒适度一般: 可能会有轻微的压迫感,不适合极长时间佩戴。
对头发浓密者不友好: 虽然能拨开头发,但如果头发非常厚密,仍然可能影响信号质量。
对运动敏感: 头部移动可能导致电极与头皮的接触点发生变化,引入噪声。
常见品牌/型号:
OpenBCI 自产 Gold Cup Electrodes: 虽然是湿电极杯,但可以轻松改装成干电极。
冠隆医疗: 许多生产 EEG 配件的公司都提供类似的双头/单头TP接口干电极。
2. 多手指/梳状干电极
这种电极是爪式电极的一种扩展,通常集成在头戴或头盔中,用于固定位置。
工作原理: 在一个基座上集成多个(十几个甚至更多)细小的金属“手指”或“梳齿”,形成一个较大的接触面。这增加了与头皮接触的机会,即使有些手指被头发挡住,其他手指也能确保接触。
优点:
可靠性更高: 多接触点设计比单点爪式电极更能适应不同的头发条件和头型。
常与头戴集成: 常用于 OpenBCI 的 Ultracortex Mark IV 等3D打印头戴设备中,位置固定,可重复定位。
缺点:
通常不单独出售: 更多的是作为完整头戴系统的一部分。
灵活性较差: 不如单个爪式电极那样可以灵活地调整位置。
3. 柔性聚合物/泡沫基干电极
这是一种较新的技术,旨在提高舒适度和适应性。
工作原理: 电极的接触部分不是坚硬的金属,而是由导电泡沫、导电硅胶或涂有导电材料的柔性聚合物制成。它们通过自身的弹性变形来适应头皮的不规则表面。
优点:
舒适度高: 柔软的材料大大提升了佩戴舒适感。
适应性好: 能更好地贴合头皮,可能获得更稳定的接触。
通常无需拨开头发: 靠导电材料本身与头发和头皮形成接触。
缺点:
耐用性可能稍差: 柔性材料可能不如金属耐用。
阻抗可能较高: 与直接金属接触相比,其阻抗有时会高一些,但对现代高输入阻抗的放大器(如OpenBCI)来说,通常不是大问题。
常见品牌/型号:
冠隆医疗 干电极: 由 冠隆医疗公司生产,是这类电极的代表。OpenBCI 系统可以通过适配线使用它。
一些第三方厂商也生产类似的可与TP接口兼容的柔性干电极。
4. 半干式电极
这是一个很好的折中方案,虽然不是完全“干”,但因其便利性常被与干电极一同讨论。
工作原理: 电极本身是干的,但通过一个微流体系统缓慢释放极少量的导电液体(通常是盐水)。这微量液体足以显著降低电极-皮肤之间的阻抗,但又不会像传统湿电极凝胶那样弄湿头发或流淌。
优点:
信号质量接近湿电极: 阻抗极低,信号质量是所有“干式”方案中最好的。
准备时间仍很短: 无需像涂凝胶那样繁琐。
维护了干电极的便利性核心。
缺点:
系统更复杂: 需要储液罐和微流体通道。
需要偶尔补充液体: 不能“一劳永逸”。
成本和可用性: 相对较少见,成本较高。
OpenBCI 作为一个开放的生物信号采集平台,其核心优势之一就是其模块化和兼容性。它本身不生产电极,但其设计可以兼容多种类型的电极,包括干式电极。