研究人员近日发表了一项突破性脑波监测技术，开发出一种创新的液态墨水，能够直接印于头皮上，实现精确的脑波监测。这项电子刺青技术提供了一个舒适且非侵入性的替代方案，相较于传统脑电图（EEG）设置，对病患更为友善。

据Sci Tech Daily报导，此项研究于周一（2日）发表于《Cell Biomaterials》期刊，展示了这种液态墨水如何用于创建电子刺青，准确追踪脑部活动并在长时间内保持稳定连接。这一创新可能彻底改变脑机介面（BCI）技术，使其更加高效并提升使用者的舒适度。

脑电图（EEG）是诊断各类神经疾病的重要工具，尤其是癫痫、脑瘤、脑损伤等病症。在传统的EEG检查中，技术人员需要使用尺规与铅笔，标记患者头皮上的多个位置，并将电极黏贴于这些点上，然后通过长线连接至数据收集机器以监测脑部活动。这一过程既繁琐又不舒适，患者通常需要忍受数小时的检测。

此次的研究团队由德州大学奥斯汀分校的卢楠舒教授领导，专注于开发可用于人体表面的小型感测器，这一技术被称为电子刺青（e-tattoo）。此前，电子刺青已被应用于胸部监测心脏活动、肌肉疲劳监测以及腋下汗水分析等领域。


新型液态墨水能够直接印于头皮上，实现精确的脑波监测。

以往，电子刺青通常是先印刷于薄型胶带材料上，然后转印到皮肤上，但这只能在无毛区域有效。卢教授指出，“设计适用于毛发区域的材料一直是电子刺青技术中的一大挑战。”

为了解决这一问题，研究团队设计了一种由导电高分子组成的液态墨水，这种墨水能够顺利流过头发，并在干燥后形成薄膜感测器，从头皮表面捕捉脑波信号。

研究人员利用计算机算法设计了EEG电极的位置，并使用数位控制喷墨打印机将电子刺青墨水喷洒到指定区域。这一过程快速、无接触，且不会对患者造成不适。

关于电子刺青与传统EEG的比较，研究团队在5位参与者的头皮上印刷了电子刺青电极，并同时安装了传统EEG电极。

电子刺青噪音少

结果显示，电子刺青在脑波侦测方面的表现与传统电极相当，且噪音较少。经过6小时后，传统电极上的凝胶开始干燥，超过三分之一的电极无法捕捉任何信号，剩下的电极则因与皮肤接触不良而信号减弱。相比之下，电子刺青电极则能保持稳定连接，至少维持24小时。

此外，研究人员调整了墨水的配方，并在电极上印制了从头部基部延伸至脖部的电子线，取代了传统EEG测试中的导线。这一创新设计使得印制的线路能够稳定传导信号，同时不会接收不必要的信号。

德州大学奥斯汀分校的共同研究作者米兰教授表示，“这项研究可能彻底改变非侵入性脑-机介面设备的设计方式”。脑机介面设备通过记录与某一功能相关的脑部活动（如语言或运动），来控制外部设备，无需移动任何肌肉。

脑机介面通常包含一个笨重的头戴设备，使用起来不便。电子刺青有可能取代这些外部设备，将电子元件直接印刷在患者的头部，从而使脑机介面技术更加便捷和普及。

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