前言

在現代醫療與認知科學應用中，生理訊號感測已被廣泛的應用。隨著 科技的進步，微小化的晶片量測系統已經試著被做出來取代傳統的大型量測 系統，讓病人可以在更高的活動性下進行長時間的量測紀錄而不影響其正常 活動。一個典型的腦波量測系統如圖2-1[4]。它包含了國際標準的 10-20 系 統頭套和連接到電腦紀錄器的量測電路。

圖2-1 傳統腦電波量測系統[4]

10-20 系統頭套是國際標準的腦波量測系統，10-20 指的是電極與電極 間的距離，每個電極都有其標示的標籤來紀錄電極的訊號。此標準電極設置 系統的主要目的是在於將電極放置在頭皮上的位置標準化，對於研究或是醫 療上也可以較容易達到溝通與瞭解，劃分的方式是將頭殼眼睛中點到後腦杓 之間的部份等分的劃分為數個區域。每個電極位置都有其標示的代碼，例如 左半腦使用單數，右半腦使用雙數，F 代表前額，C 代表中央位置，A 代表耳 朵，O 代表枕骨。除了量測電極之外，另外還需要一個參考電極來連接到產 生固定電位的穩定訊號點，這個位置通常是耳垂或是耳後的乳突骨。一個標 準的 10-20 system 如圖 2-2 所示[4]。

圖2-2 10-20 system[4]

在量測電極方面，生理訊號感測電極(bio-potential electrode)可看做是一 個將離子電流轉換成為電壓訊號的傳感器(transducer)，在另一方面來說，生 理訊號感測電極同時也是一種感測器(sensor)來感測如腦電波的電壓訊號。

因此，這些使用生理訊號感測電極所感測到之生理訊號的強弱會因為與神 經細胞之間的距離增加而減弱，或是因為神經細胞與電極之間的介面阻抗 的增加而衰減。

現今已有許多市售的傳統電極可供腦電波之類的生理訊號感測，有著 不同的形狀與材料。通常為了兼顧生物相容性與導電性，如金(Au)、氯化 銀(AgCl)以及鉑(Pt)是最常使用的材料。

傳統濕式電極通常是圓盤型，上有塗佈一層金屬導電層，因為使用導 電膠，因此稱之為濕式電極，如圖 2-3。傳統濕式電極為了要克服過高的皮 膚-電極介面阻抗達到較好的量測訊號品質，它們通常需要一些預先的皮膚 處理(如去除角質層)以及使用導電膠。完全的去除角質層是非常疼痛的，而 導電膠的使用則會造成紅腫發癢等不舒適的感覺。此外，使用導電膠需要 較久的設置時間與穩定時間(讓導電膠些微的滲透進表皮)，而且導電膠在長 時間的觀測中會逐漸變硬，使得導電性下降。

圖2-3 濕式電極，左為塗佈氯化銀，右為金

傳統乾式電極包括兩種，第一種電極外型與濕式電極相似，差別只在於 導電性的銀膠(silver glue)將針狀乾式電極裝置在軟性電路板(flexible printed circuit broad, FPCB)之上，導電銀膠同時提供了附著性以及針狀乾式電極和 軟性電路板之間的導電性。接著透過軟性電路板即可針狀乾式電極的電性連 接到後級的測試電路之上，在實際使用的時候，必需要另外使用透氣膠布將電極 固定在頭皮之上[8]。

圖2-5 針狀乾式電極[8] (a) 4×4mm² (b) 3×3mm²