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用于颅脑内电生理信号采集的神经微电极新技术
《本文同步发布于“脑之说”微信公众号，欢迎搜索关注~~》 在神经科学领域，研究者往往需要采集动物脑内的神经电生理信号，即神经元放电产生的动作电位，或神经核团众多神经元电活动形成的局部场电位。 比如说，在动物执行工作记忆任务时采集动物前额叶皮层的神经电信号，以此来研究工作记忆的神经机制。那么问题来了，如何才能采集或检测到动物脑内的神经电信号呢？ ，在微电极表面会产生一层胶质细胞层，从而降低了神经放电信号采集的质量，甚至使得微电极采集不到神经元放电信号）以及功能单一（即微电极只能用于采集神经电信号）。 NeuroSeeker电极为宽100 um，长8mm的针状，其上分布有多达1356个神经电信号采集位点，可最大化地实现高空间分辨率的神经电信号采集。 但是这些神经微电极一般采用硅基作为制造材料，生物兼容性差，并且只能用于神经电生理信号的采集，功能单一。 2. 长期稳定性的提高 一些研究者试图提高电极的生物兼容性和长期进行电信号记录的稳定性。
86700发布于 2020-11-20 - 来自专栏云深之无迹
电生理小信号采集系统-依托KS109x的实现
EEG信号主要反映大脑神经元的电活动，是一种非常微弱的生物电信号。它包含了直流成分和交流成分。 直流成分： 主要反映大脑的静息状态，以及慢波活动，如深度睡眠时的δ波。 直流漂移： 直流信号容易受到漂移的影响，需要采取相应的措施，如使用差分放大器、自动零点校准等。 传统的EEG采集系统通常采用交流耦合，即通过一个高通滤波器来滤除直流成分。 差分输入引脚 (INP1, INN1, INP2, INN2)：用于采集脑电信号的差分输入。 电源引脚 (VDD, LDOIN)： 为芯片提供工作电源。 上面是参数表，很简单，来分析一下电性能 输入端性能： 差分输入模式：支持DC耦合，适用于采集静态和动态脑电信号。这里就看上面 输入范围：根据公式(VDD-0.15)/Gain计算，输入范围可调。 在生物电测量系统中，电源线、荧光灯等都会产生共模噪声，这些噪声会叠加在测量信号上，影响测量精度。 偏置驱动电路通过对共模信号进行感知和反馈，从而减小共模信号的幅度，提高系统的抗共模干扰能力。
96811编辑于 2025-01-17 - 来自专栏biosignalsplux
BITalino + XBee 串口通信实现远程生理信号采集
作者：科采通一、项目背景与应用场景BITalino 是一款开源、低成本的生理信号采集套件，适用于科研、教学和可穿戴设备开发。 为解决此问题，本文将介绍如何将 BITalino 的蓝牙模块替换为 Zigbee（XBee）通信模块，实现远程 ECG（心电）、EDA（皮肤电）、EMG（肌电）等信号的无线传输，适用于如远程医疗监测、传感器网络 serial.Serial('COM5', 115200)while True: frame = ser.readline() print(frame)若需按 BITalino 协议解析生理信号帧 七、采集效果展示 ✅ 采集 ECG 信号 ✅ 实时传输到 PC（无需蓝牙） ✅ 多个接收端可组网监听 ✅ 信号质量稳定（建议测试不同间距与干扰条件） 可拓展案例： 心电监测自行车把手 医院病床远程监测系统 本项目展示了将 BLE 替换为 Zigbee（XBee）模块以实现远程无线生理信号传输的完整流程，极大拓展了 BITalino 在物联网与健康科技领域的应用潜力。
25700编辑于 2025-06-25 - 来自专栏biosignalsplux
BITalino：面向开发者与科研人员的开源生理信号采集平台
一款即插即用、低成本的生理信号开发平台，助力智能硬件原型设计与科研教学落地。 一、BITalino 简介 BITalino 是由 PLUX 公司推出的一款生理信号采集平台，专为教育、科研与原型设计打造。 五、典型应用场景 ✅ 教学实验 心电、脑电、肌电实验教学 生理信号分析课程实践 情绪识别与人机交互演示 ✅ 快速原型开发 肌电控制机械臂/门锁 EEG 驱动的注意力反馈系统 它不仅让生理信号采集变得“触手可及”，更通过开放的接口生态，让开发者能够快速构建创新项目。 如果你正在寻找一套能快速验证生理信号相关想法的平台，不妨尝试一下 BITalino —— 用几百块就能开启脑电、心电、肌电的探索之旅。
38810编辑于 2025-06-19 - 来自专栏思影科技
电生理绘图和源成像
我们将提供各种例子，说明电生理源成像技术如何帮助研究正常和病理状态下的大脑。 我们还将简要讨论如何将来自EEG的电生理信号与来自功能磁共振成像(fMRI)的血流动力学信号结合起来，帮助提高对潜在脑源估计的时空分辨率，这对研究大脑的时空过程至关重要。 电生理脑图 EEG脑图 由于EEG/MEG对神经事件的快速反应，EEG/MEG信号的主要用途是观察它们的时间过程。大量的时间成分已被很好地定义并在各种范例中被广泛接受。 图5 EEG/MEG电生理神经成像示意图：采用多通道数据采集系统对头皮EEG/MEG进行记录。 这种多模态整合的基本原理是，产生EEG和MEG信号的神经活动增加了葡萄糖和氧气需求。越来越多的证据表明，电生理信号和血流动力学反应之间存在着密切的空间耦合。
1.3K40编辑于 2022-02-28 - 来自专栏biosignalsplux
用 BITalino 快速构建你的生理信号采集系统：从实验到智能硬件原型
想采集心电、脑电、肌电信号做智能硬件项目或心理实验？BITalino 为你提供一站式开源平台！ 前言在人工智能、智能穿戴和脑机接口飞速发展的今天，生理信号采集系统成为了构建情绪识别、人机交互、健康检测等应用的“感知入口”。 它以超高集成度、极低门槛和开源灵活性，帮助开发者和研究者快速落地生理信号采集相关项目。 什么是 BITalino？ BITalino 是由葡萄牙公司 PLUX 推出的开源生理信号采集平台，拥有： 即插即用的集成主板 多种生理传感器（ECG、EMG、EEG、EDA、ACC 等） 支持蓝牙与 BLE 双模式传输 Python as a Service）” 的生理采集平台，无需你焊接电路板、自己设计模电采集模块，也无需自己从底层通信协议开发开始。
44710编辑于 2025-06-19 - 来自专栏biosignalsplux
BITalino：低成本模块化生理信号采集平台，助力科研与原型开发 | 科采通
在生物信号与健康追踪技术逐渐普及的今天，科研人员、开发者以及硬件爱好者对于“快速搭建、低成本、生理信号精准采集”的平台需求日益增长。 BITalino 正是为此而生 —— 它是一个开源、模块化、即插即用的生理信号采集套件，面向从高校实验室到医疗初创企业等广泛用户群体。一、什么是 BITalino？ BITalino 是由葡萄牙无线生物信号公司 PLUX Wireless Biosignals 与电信研究所（Instituto de Telecomunicações） 联合开发的生理信号采集平台。 标准的 BITalino 套件包含以下传感器与控制模块：模块名称功能说明EMG（肌电图）用于检测肌肉活动EDA（皮肤电活动）检测皮肤湿度、压力等心理生理反应ECG（心电图）记录心率、压力状态等心脏相关数据 六、总结：赋能生物信号开发的民主化平台BITalino 是一个为“让生理信号采集更平民化”而生的开源平台。
31300编辑于 2025-06-25 - 来自专栏思影科技
大规模电生理网络动力学
表1 一些用于电生理数据的常规连通性指标，可用于动态数据及其相关特性 信号泄漏的控制 脑磁图/脑电图源重建的一个问题是，源可能不能完全在空间上被解析，而是在相对较大的脑容量上被抹掉。 鉴于我们对电生理振荡的复杂频谱动力学的了解，我们无法捕捉到许多这样的联系是合情合理的。 虽然将分析扩展到包含多个神经元振荡频带是比单一频带的改进，但可以认为，这仍然是过于简单的图像来描述电生理连接体。 从计算模型中获得的见解 电生理学的首次建模研究旨在了解脑电图信号中观察到的二元同步的特殊性质和特征。特别感兴趣的是了解存在的非线性同步人类脑电图数据。 复杂网络研究也有助于阐明静态功能电生理网络是如何从结构中产生的，解释在缺乏直接结构连接的情况下存在的强大的功能连接。
76430发布于 2021-09-27 Intan RHD 脑电记录系统详解：模块化、高通道、低成本的电生理采集解决方案
作者：科采通（Scivaro）一、系统简介Intan RHD 记录系统是一款基于 RHD 系列芯片 的高性价比电生理信号采集平台。 与传统模拟放大方案不同，RHD 系统采用“前端数字化”的架构，即在靠近电极的头端进行信号放大、滤波和数字化处理，极大降低了噪声和布线复杂度。 二、系统组成一个完整的 RHD 电生理记录系统通常由以下三个模块组成：1. Deuteron Technologies DSPW Micro-Leads Jinga-Hi SpikeGadgets Neuralynx Doric Lenses 五、适用场景 小动物神经电生理记录 demo 模式，无需硬件） 用户手册 芯片数据手册 C++ 源码（可移植至 Linux） MATLAB / Python 数据加载脚本 七、总结Intan RHD 系统代表了一种现代、高度集成的电生理数据采集解决方案
45110编辑于 2025-07-07- 来自专栏应用案例
基于生理信号量化观众的情感反应
摘要— 本文提出了一种新颖的度量方法，从心电图和皮肤电活动信号中提取特征，以近乎实时地将每位观众的反应量化为无、中等和高。该度量方法直观，并且与生物特征数据的手动编码结果吻合良好。 关键词— 媒体研究，生理信号，心率，皮肤电导，拐点，信号处理，自适应阈值。引言情感反应可以广义地定义为对特定内心感受的反应，伴随着可能或可能不外显的生理变化。 ANS激活的常用评估指标基于皮肤电（即汗腺）或心血管（即血液循环系统）反应。皮肤电活动是人体导致皮肤电特性持续变化的属性。 Ravaja [15]概述了心理生理测量在媒体研究中用于注意力和情绪的应用，重点介绍了三种最常用的测量方法：心率、面部肌电图和皮肤电活动。 能量化观众群体中不同等级的情绪唤起强度4.可在统一量纲下实现不同刺激源的比较评估总结与结论本文提出了一种使用生理信号（ECG和EDA）来量化受试者情感反应（反应率度量）的信号处理方法。
27110编辑于 2025-12-09 - 来自专栏云深之无迹
脑电采集+TGAM脑电模块
同时，还需要使用滤波器来去除来自周围环境的干扰和不需要的信号。 数据采集和存储：需要选择适当的数据采集器和存储设备，以便记录脑电信号并将其保存在计算机或移动设备上。 它需要外部电源和运算放大器来实现放大和滤波，适合用于高性能的脑电放大器设计。 滤波器是脑电放大器中非常重要的组成部分，用于滤除不需要的信号和噪声，以保留感兴趣的生物电信号。 通常，前置放大器会将经过电极采集到的微弱脑电信号放大，并通过连接线将放大后的信号传输到主放大器。主放大器会将前置放大器传来的信号进一步放大，以达到记录和分析的要求。 多通道放大器芯片一般具有多个独立的前置放大器和主放大器，可以同时对多个电极的信号进行放大和处理，而且能够在一个芯片上实现多个通道之间的高度匹配和同步采集，以确保信号的一致性和准确性。 TGAM模块的特点及优势 •能直接连接干接触点，不像传统医学用的湿传感器使用时需要上导电胶 • 单EEG脑电通道有3个接触点：EEG（脑电采集点）REF（参考点）GND（地线点） • 上电后若接触点连续四秒没有采集到脑电或连续七秒收到差的脑电信号
3K22编辑于 2023-05-24 - 来自专栏脑电信号科研科普
重磅综述：人类电生理的脑连接组学
图1处理电生理数据以得出电生理连接组测量的基本方法 与所有类型的生物信号分析一样，对电生理连接的最大威胁源于数据质量的固有限制，最值得注意的是空间分辨率和信号泄漏有关——尤其是对于 MEG/EEG。 虽然fMRI信号的带宽为~ 0.25 Hz，但电生理信号的名义带宽至少为100 Hz。这意味着，在电生理学中，基于滑动窗口的连接测量的时间窗口比fMRI短约400倍。 这反过来又使电生理学成为动态功能连接测量的首选技术。在实践中，电生理信号在不同波段包含不同的特征，人们通常会考虑计算窄带信号(如alpha、beta、gamma波段)的连通性。 简而言之，PDD探测固定相位关系的存在，采集来自远端区域的信号的瞬时相位，并随时间测量它们之间的差异。如果差分导数为零，则暗示瞬态固定相位关系。近年来，基于隐马尔可夫开发的一种技术能够回避窗口问题。 一个 250Hz 的大脑信号频带代表了一个由慢到快波动的广阔领域，以表征电生理连接组。从电气工程的角度来看，电生理数据因此被认为是宽带信号。
80140编辑于 2022-04-18 - 来自专栏联远智维
心电信号采集系统
心电信号采集系统 随着现代社会的发展和医疗意识的逐渐增强，人们对便携式医疗设备的需求日益增长，希望在日常生活中能够随时对心电、血压以及血糖等生理指标进行检测，进而为医疗保健方案的确定提供相应的参考依据。 近来，在好奇心的驱动下，在心电信号采集系统方面进行了初步的工作，本推文主要介绍了心电采集模块的基本组成部分，心电采集芯片的选型，并且对该系统进行了简要的测试，具体内容如下： 图a表述为心电监测的意义， 图a表述为心电采集系统整体示意图，左侧黑色方盒为电源模块，右侧为心电采集核心电路板，蓝色LED灯反映信号采集的状态；图b为电源模块，具体选用的芯片为SGM2020，采用SOT23-5封装形式；图c为电源模块实物图 ，512Hz采样频率；h~i表述为蓝牙模块，具体型号为HC-05，能够将心电芯片BMD101采集到的数据通过串口的方式传输到手机端；j表述为心电采集模块信号接口； 2、心电采集结果展示？ 图a表述为心电电极，测试过程中贴附在目标位置；图b表述为信号采集系统，共含有三个引脚；图c表述为心电采集结果示意图，其中心跳速率为75次/分钟，相关的数据能够通过蓝牙模块，传输到手机端，显示出相关的波形
1.3K20编辑于 2022-01-20 - 来自专栏思影科技
电生理源成像：脑动力学的无创窗口
关键词：电生理源成像，EEG，MEG，源定位，功能连接，逆问题 EEG和MEG测量到的电场或磁场变化反映的是瞬时神经元电流，因为大脑中的电信号可以认为在准静态条件下处理。 图1 脑电和脑磁图的生理基础和生物物理模型的正向/反向问题。 大脑的电活动来源于进入和离开神经元选择性膜的离子。头皮上的EEG/MEG信号代表同步神经元群的潜在激活，这些神经元群编码脑功能或功能障碍。 对于运动表象（脑机接口的一个研究范式），相比于直接使用传感器的空间信号，ESI（电生理源成像）增强了主体意图的解码能力。ESI和fMRI数据的结合也揭示了事件相关同步的本质。 电生理连接 ESI允许映射源空间中的功能/有效连接，即电生理连接体（electrophysiologicalconnectome , eConnectome）。 同时采集EEG和fMRI的可行性使得EEG比MEG更好，特别是在无任务或自然状态的功能成像中。 ? 图4 电生理连接体(EConnectome)的概念。
1.7K10发布于 2019-08-22 - 来自专栏脑电信号科研科普
Brain Stimulation: 大脑电生理记录和刺激工具包（BEST）
此外，NIBS与无创的电生理和神经成像手段的结合越来越多，如肌电、脑电和功能磁共振成像(EMG、EEG、fMRI)。 为了提高NIBS研究的客观性和可重复性，鼓励开放科学，并支持新手使用者可以按照最高标准开展NIBS研究，本研究开发了大脑电生理记录和刺激(BEST)工具包。 BEST工具包兼容各种常用的记录和刺激设备，可以在线分析和可视化电生理和行为数据，并自动实时调整刺激参数，以促进数据质量监测和闭环实时应用。 3 输入/输出界面 & 时间问题说明 BEST 工具包不仅兼容各种传统硬件设备（图 1 A），它既可以采集EMG 、EEG信号，或按键信息，也可以控制 TMS、tES、TUS 或 PES 设备进行脑刺激 测量设备(如EEG/EMG放大器)将数字化信号发送到接口设备(如bossdevice)或直接发送到BEST工具包，该工具包对信号进行评估，远程设置刺激参数并触发刺激设备。
1.2K20编辑于 2022-04-04 - 来自专栏联远智维
信号采集系统——传感器（二）
传感器信号采集系统 近一年来，身边的老师同学主要研究方向为传感器的设计、研发以及应用，例如：电容传感器、大应变传感器以及位移传感器等将外界信号转换为电压信号进行输出；然而实验中采用的数据采集系统极为笨重 ，在实际工业推广中极其不利，因此，近些天对数据采集相关的资料进行调研，经过一番捣鼓，，成功实现了稳压电源的功能，并且能够对外界电压的测量，还是很不错的， 附录：补充材料 1、电路原理图是信号采集系统最核心的内容 感觉这次电路板焊接比上次好多了， 3、实际效果测试：信号采集系统的性能直接影响着传感器的测试精度，本部分通过相关的实验，对信号采集系统的性能进行具体的验证，主要包含两方面内容：1、电源输出的波动情况；2 、电压表测试的精度；主要用到的设备包含RIGOL DP831A稳压电源和Keysight 34972A多通道数据采集器，具体结果如下图所示： 实验一主要的步骤为：将采集系统输出电压调整为3V，然后采用多通道数据采集仪对该电压信号进行测试 实验二主要的步骤为：调节稳压电源的输出电压（4V），接着采用信号采集系统对该信号进行测试，具体结果如上图所示，从图中可知，电压表能够准确的做出测量，其采集精度基本上满足实际应用需求。
1K30编辑于 2022-01-20 - 来自专栏Shimmer3
Shimmer3 可穿戴传感器技术全景解析：模块、优势与应用前景
在生物医学工程、运动科学、心理学实验和人机交互研究领域，高质量生理信号采集是实现数据驱动分析和科研创新的基础。 二、核心模块介绍1️⃣ Shimmer3 ECG 心电采集模块 采集动态或静态心电信号； 支持心率变异性（HRV）与心律失常分析； 适合远程心脏监护与心血管研究。 2️⃣ Shimmer3 EMG 肌电模块 记录肌肉活动电信号； 支持非侵入式表面肌电采集； 应用于动作识别、运动康复与肌肉疲劳分析。 、科研数据采集与建模分析五、技术优势总结 科研级数据质量：采集高精度原始生理信号； 模块化与灵活性：多种传感模块自由组合； ️ 开放性开发接口：支持多种语言与科研平台集成； 低成本与可扩展性 结语作为全球知名的可穿戴传感技术品牌，Shimmer3平台凭借其模块化硬件设计与开放软件生态，构建起面向多行业、多场景的生理信号采集与分析解决方案。
30300编辑于 2025-07-16 - 来自专栏脑机接口
DEAP数据库介绍--来自于音乐视频材料诱发得到的脑电数据
该数据库可以研究多模态下的生理信号，对情绪脑电的研究具有非常重要的意义。 生理信号采用512Hz采样，128Hz复采样（官方提供了经过预处理的复采样数据）每个被试者的生理信号矩阵为40*40*8064（40首实验音乐，40导生理信号通道，8064个采样点）其中40首音乐均为时长 1分钟的不同种类音乐视频，40导生理信号包括10-20系统下32导脑电信号、2 导眼电信号（1导水平眼电信号，1导竖直眼电信号）[眼电信号EOG]、2导肌电信号（EMG）、1导GSR信号（皮电）、1导呼吸带信号 在采集的40个生理信号通道中，前32个通道采集的为脑电信号，脑电通道按照国际10-20系统选择32个通道的位置，分别为Fp1、AF3、F3、F7、FC5、FC1、C3、T7、CP5、CP1、P3、P7、 Biosemi ActiveTwo脑电采集系统主要组成为：128 导的电极帽、信号接收器、A/D转换 器和一个正常运行的笔记本电脑。
1.4K20发布于 2020-06-30 Intan Technologies：微型化电生理系统的引领者
™Intan Technologies 是一家致力于神经科学与生物医学工程领域的芯片与系统开发公司，成立于美国加州，旨在将传统笨重昂贵的电生理设备“微型化”“数字化”和“可扩展化”。 公司核心产品——RHD/RHS 系列芯片与配套硬件系统，现已被全球超过 50 个国家的顶尖科研机构广泛应用于神经记录、脑机接口、肌电刺激、无线神经采集等前沿实验。 可嵌入系统级设计Intan 的技术核心在于将高性能 模拟放大与滤波 电路，与 高分辨率 ADC 和数字通信 技术集成于单颗芯片，实现前端数字化（Digitizing at the headstage）的信号采集架构 、皮层电位 (LFP)、单元活动 (spikes) 脑机接口（BCI）系统脑信号实时采集 + 行为控制闭环 神经工程与脑疾病研究癫痫、帕金森等疾病建模与神经反馈 无创或微创电刺激实验搭配 RHS 芯片开展神经刺激研究 等公司协作开发无线产品 六、未来展望与国内应用趋势随着脑科学、脑机接口、智能神经调控领域在中国的快速发展，Intan 系统凭借其： 高通道 模块化设计 开放软件生态 将成为高校、医院、科研所神经信号采集与闭环控制研究的核心底层平台
52700编辑于 2025-07-07- 来自专栏Shimmer3
Shimmer3 在多领域生理信号监测的创新应用与案例分析
作为全球知名的可穿戴传感平台，Shimmer3 凭借其模块化设计与科研级信号采集性能，广泛应用于心理学、生物医学工程、运动科学与人机交互等领域。 本文将基于典型应用案例，系统分析 Shimmer3 在多领域生理信号监测中的创新实践与技术优势。 二、医疗健康：远程心电与运动康复监测Shimmer3 ECG 模块支持多通道心电信号（ECG）采集，结合无线传输与本地存储技术，可构建远程心脏健康监测系统。 、iMotions、Python 等支持多设备同步与群体监测NeuroLynQ 支持多被试同步生理信号采集轻量化与高佩戴舒适度整机仅约 28g，长时间监测无明显佩戴负担科研级数据质量输出原始生理信号数据 ，Shimmer3 以其高度模块化、科研级数据质量与灵活集成优势，构建了从原始信号采集到多场景应用的一体化解决方案。
27600编辑于 2025-07-16
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