打印的纹身电极测量大脑信号

2015年，格拉茨科技大学固体物理研究所印刷与软电子应用材料实验室负责人弗朗西斯科·格列柯(Francesco Greco)开发了所谓的“纹身与意大利科学家一起研究电极。这些是导电聚合物，用喷墨打印机打印在标准纹身纸上，然后像转移一样粘在皮肤上，以测量心脏或肌肉活动。

这种类型的电极在2018年进行了优化，在电生理检查中开辟了全新的路径，如心电图(ECG)或肌电图(EMG)。由于其700到800纳米的厚度——大约是人类头发厚度的100倍——这种纹身能适应不均匀的皮肤，在身体上很难被发现。此外，“纹身”是干电极;与凝胶电极不同的是，它们在没有液体界面的情况下工作，而且不会变干。它们非常适合长期测量。即使是刺青上长出的毛发也不会干扰信号记录。

新一代纹身电极

在这一开创性成就的基础上，格列科与Esma Ismailova(生物电子系，École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne，法国)和Laura Ferrari(生物机器人研究所，意大利圣安娜高等学校)现在在生物电信号测量方面取得了进一步的里程碑:该小组对纹身电极进行了改进，使其也可以用于脑电图(EEG)，即测量大脑活动。

为此，研究人员使用了与2018年相同的方法，即在纹身纸上喷墨打印导电聚合物。转移纸的成分和厚度和导电聚合物优化达到一个更好的纹身电极与皮肤之间的联系和记录EEG信号以最高的质量,因为:“脑电波在低频率范围和脑电图信号有一个非常低的振幅。它们比肌电或心电信号更难捕捉到高质量的信号，”劳拉·法拉利解释道，她在博士期间参与了这个项目，现在是法国的一名博士后研究员。

在真实的临床条件下的测试表明，优化纹身的脑电图测量与传统的脑电图电极一样成功。格列柯说:“由于喷墨打印和商业上可用的衬底，我们的纹身比目前的脑电图电极要便宜得多，而且在穿戴舒适和直接比较的长期测量方面也有更多优势。”

第一个meg兼容的干电极

新的纹身电极是第一个干电极类型，适合长期脑电图测量，同时兼容磁脑描记(MEG)。脑磁图是一种成熟的监测大脑活动的方法，目前只能使用所谓的“湿电极”。这种电极是在电解液、凝胶或电极糊的基础上工作的，因此干燥得很快，不适合长期测量。新一代纹身电极完全由导电聚合物组成，也就是说，它不包含任何可能对MEG检查有问题的金属，而且只使用喷墨打印。“用我们的方法，我们生产出了完美的与meg兼容的电极，同时降低了成本和生产时间，”格列柯高兴地说。这位格拉茨理工大学的研究人员目前正在研究如何将这项技术应用于临床、神经工程以及其他领域大脑的计算机接口。