脑电信号是大脑中众多神经元放电产生的，获取这些神经放电信号能够帮助人们识别或了解大脑的作用机理或进行调控干预，是脑机接口技术的重要的一个环节。

目前脑电电极分为侵入式和非侵入式。侵入式一般是通过外科手术打开颅骨，将电极探针直接放入脑内进行探测，这种方法获取到的脑电信号质量非常高，有助于后期数据处理分析，然而手术中需要大面积开颅，这会带来极高的风险，并且开颅后将电极长时间与脑组织接触会引起排异及相关炎症，对机体损伤极大，整体操作难度较高。非侵入式是将电极采集触点贴附在皮外，或为增加导电性可以在中间涂上导电膏，这种方法不进行破坏性手术，对机体无损伤，也无后期炎症风险。然而由于电极触点距放电的神经元间隔了颅骨和皮肤，所以信号强度损失严重，采集到的信号质量不高，不利于后期数据分析处理。

我们想要获取的脑电信号是点状分布，实际上这些点处的信号可以通过在颅骨打微孔的方式把他们导出，这样大大降低了开颅所带来的的风险。为此，我们设计开发了一种柔性电极片，电极片上分布有高密度孔位，这些孔位根据颅骨的形状均匀分布，孔位上有导电位层，所有的孔位的导电层通过设计好的电路分别连接到电极接头上。

 

使用中，将头上的皮肤切开，清除掉颅骨表面的粘膜，暴露出颅骨，根据电极片上的孔位尺寸和位置，在颅骨上钻出小口（可拧入螺丝钉即可），将电极片贴合在钻好的孔位上后，依次将相应的螺丝钉旋入颅骨内，螺丝钉将电极片和颅骨紧紧贴合，孔位上的导电层也与螺丝钉紧密接触，脑电信号依靠穿过颅骨的螺丝钉传导出来，再通过电极片传输给接头，最终传递给后端设备。

 

 

为方便在颅骨上钻孔方便以及孔的定位足够精准，可选择性地按照电极片形状切割出同样尺寸的柔性薄膜（同样大小、位置的孔位），将薄膜定好位后紧密贴附在颅骨表面，使用颅骨钻在薄膜孔位上钻出适当的小洞，该薄膜可以固定电极片的下方，给电极片一定弹性高度，使螺丝钉与电极片上的触点接触更紧密。

 

 

为采集长期性的脑电数据，可使用生物相容性胶（如牙科水泥等）将拧上螺丝钉的电极片密封固定在颅骨上，只将接头外露，这样防止组织体液直接接触电极片，将孔位上的导电层腐蚀掉或引起炎症。

 

来源：科斗（苏州）脑机科技有限公司专利《一种高密度皮下脑电电极》，202021835736.8