NanoEDGE:德以色列合作开发可穿戴电子设备,用于精神障碍诊断和功能恢复

  • A+

NanoEDGE项目图像中的印刷测试电极

由弗劳恩霍夫生物医学工程研究所IBMT协调的NanoEDGE BMBF项目旨在开发用于喷墨印刷和可扩展印刷工艺的基于石墨烯的油墨,以及资源节约型工艺链,用于生产直接电极皮肤接触。

NanoEDGE项目中的印刷测试电极

石墨烯基油墨的开发基于商业石墨烯油墨。必须进行墨水修改才能使其可打印。添加乙醇以避免气泡并降低油墨的表面张力。加入碳纳米颗粒以改善印刷结构的耐磨性。添加表面活性剂以改善可印刷性并增加印刷结构的电导率和表面光滑度。

皮肤电极的制造包括在柔软的材料上进行油墨印刷,然后进行刀片切割和粘合剂钝化层的层压过程。每个组件(导电墨水,软支撑层和钝化层)的厚度决定了电极与皮肤的耦合程度,因此决定了可以实现的信噪比。

对于EEG应用,如果需要,可以通过减小厚度和刚性来进一步优化这些层。这种超薄电极与低成本的皮肤电子设备相结合,可以构成新一代的可穿戴传感器。

使用这些传感器,可以对指示精神状态的生物信号(例如神经,生理和肌肉信号)进行精密检测,从而可以更全面地描述精神过程,从而大大改善精神障碍的诊断和功能恢复。

印刷过程分为两个步骤:首先,使用银墨印刷轨道和接触垫。其次,使用改性石墨烯油墨印刷电极。具有16喷嘴打印头的喷墨打印机用于优化打印参数。此外,开发了合适的预处理和后处理过程和参数。在第二步骤中,将印刷过程转移到适合于批量制造的喷墨系统。

该项目中的可穿戴电子产品基于SensoMedical Labs LTD的BIOPOT。BIOPOT是具有数据传输和数据采集设备的无线生物阻抗和生物电势放大器,该设备被用作神经技术产品开发的平台。它是一款体积小巧,外形低矮的可穿戴设备,具有可定制的外形尺寸,可进行几天的活动监控。它使用蓝牙低能耗5.0技术进行数据传输,并具有板载数据缓冲区。它还被设计为用于数据采集的补丁设备。它提供8或19通道选项,并且可以配置为EEG,EMG或其他生物电势读数。

NanoEDGE研究项目的跨学科方法旨在融合功能化电极的生产技术,该技术在纳米材料的制造和表征,最新技术以及神经科学方面具有专业知识。因此,将提高多级传感器的生产效率,并增强EEG和EMG等监测方法的性能。通过将印刷电极与可穿戴电子设备和无线信号传输的高级电子设备设计相结合,可以增强最先进的皮肤电子设备。

NanoEDGE将开发资源高效的生产技术和可扩展的工艺,以进行小规模和高通量的电极制造和功能化。为此,项目联盟中可用的基于碳纳米材料的电极的制造和功能化的实验室规模工艺将与喷墨打印机和喷墨打印技术开发方面的专业知识相结合。这种专业知识的结合将导致新的生产工艺和工艺链,并简化可用性并降低成本。

具体而言,该项目将针对基于脑电图的神经反馈系统的新型低成本皮肤电子技术进行测试,以实现在精神障碍诊断和心理功能恢复中的实施。

NanoEDGE是由德国和以色列的参与者组成的联合研发项目。


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: