16、利用皮下电极作为基于运动的脑机接口的非侵入性替代方案

利用皮下电极作为基于运动的脑机接口的非侵入性替代方案

1. 引言

长期脑电图（EEG）监测对于监测大脑功能的生理变化（如癫痫发作）以及用于控制脑机接口（BCI）设备的脑信号变化非常有用。然而，由于肌肉和电子干扰产生的伪影增加，在清醒、活动的患者身上进行连续、长期的EEG监测十分困难。当前的表面EEG系统需要持续的监督和频繁的电极调整，才能在较长时间（数天至数月）内获取高质量的数据。此外，这些记录系统在运动过程中产生的常见伪影可能导致误导性的临床诊断和BCI系统的次优控制信号。

植入式、稳定的皮下电极系统可以为BCI设备的长期控制提供高保真信号。先前的研究表明，皮下线电极在长期监测EEG信号时能保持良好的记录特性和稳定的阻抗，并且比表面电极更不易受到伪影的影响。研究还发现，皮下记录系统在长期使用（26天）时能提供稳定的信号，并且皮下电极已在重症监护室、医疗保健环境以及长期监测中得到应用。

本研究的目的是研究使用皮下EEG电极记录的健康受试者在μ（8 - 12 Hz）、β（12 - 30 Hz）和高伽马（70 - 110 Hz）频段的与运动相关的大脑活动。在健康受试者进行手指敲击任务时，记录对侧运动皮层的脑信号，并将皮下记录与同时进行的表面EEG记录进行比较。

2. 材料和方法

2.1 受试者

数据来自八名健康受试者，他们根据华盛顿大学机构审查委员会批准的方案提供了知情同意书。

2.2 电极和电极放置

为了检测运动开始，将表面肌电图（EMG）电极放置在前臂屈肌上，参考电极和接地电极放置在手腕的骨隆突处，以尽量减少心电图伪影。使用清洁技术，将FDA批准的裸金属皮下针电极放置在