5 月 11 日消息，腦電圖（EEG）在診斷和管理癲癇、睡眠障礙以及腦損傷等疾病中發揮著至關重要的作用。然而，傳統的腦電圖監測系統存在諸多不便，例如使用硬質金屬電極和導電凝膠，不僅佩戴過程繁瑣、容易造成皮膚不適，而且信號質量常常不穩定。

為了解決傳統腦電圖監測設備的這些問題，賓州州立大學的研究人員開發了一種類似頭發的新型設備，用于長期、非侵入式的腦部監測。這種新型電極輕巧且靈活，可直接貼附于頭皮，能夠穩定地記錄高質量的腦電信號，同時不會引起皮膚刺激。

注意到，研究人員在《npj 生物醫學創新》雜志上發表的研究中指出，這種微型腦電圖監測設備在連續佩戴超過 24 小時后仍能保持穩定的性能表現。該技術不僅可用于臨床醫療場景，還可能應用于消費級健康和保健產品中。

賓州州立大學工程科學與力學系沃姆利家族早期職業教授、論文通訊作者周濤（Tao Zhou，音譯）表示，這種新型電極能夠在幾乎不被察覺的情況下，實現更一致、更可靠的腦電圖信號監測，從而提升患者的功能體驗和佩戴舒適度。

相比之下，傳統的腦電圖監測過程既繁瑣又雜亂。電極需要與頭皮緊密貼合以獲取準確的腦部活動信號，但頭發和皮膚的間隙會導致信號不清晰。為了確保電極與頭皮的良好接觸，通常需要涂抹導電凝膠，但這些凝膠可能會刺激皮膚。

此外，傳統的腦電圖電極是硬質的，即使是輕微的頭部運動也可能導致電極移位，從而影響數據的一致性。為了解決這一問題，周濤及其研究團隊開發了一種由 3D 打印水凝膠制成的小型、類似頭發的設備。該設備由一個小圓點狀的電極組成，用于從頭皮捕捉腦電信號，而一根細長的導線則將其連接到監測系統。

該設備使用一種可 3D 打印的生物粘附性墨水，使電極能夠直接粘附在頭皮上，無需使用粘膩的凝膠或進行皮膚預處理。這種設計減少了電極與頭皮之間的間隙，從而提高了信號質量。其輕巧、靈活且可拉伸的特性確保了即使在梳理頭發或佩戴棒球帽等活動時，電極也能保持穩定，非常適合長期使用和慢性監測。

研究團隊發現，這種新型類似頭發的電極在性能上與標準的金電極相當，而在與皮膚接觸方面表現更好，并且能夠在連續佩戴超過 24 小時后保持可靠的信號質量。與傳統腦電圖系統不同，這種新型電極無需頻繁更換，能夠確保在多次監測過程中獲得一致的數據。

目前，腦電圖監測系統仍需通過導線連接到機器，限制了患者的活動范圍。研究人員計劃未來將該系統升級為無線版本，從而在監測過程中為患者提供更大的活動自由度。