Egy rugalmas érzékelő az EEG és a PPG integrálásához

Egy PET-alapú platform, amely homlokfelszíni EEG-elektrodákat és reflektív PPG optikai trendérzékelést kombinál.

DONGGUAN, Kína — 2026. szeptember 23. — A VMANX INDUSTRIAL CO., LIMITED fejlesztett egy rugalmas orvosi érzékelőplatformot, amely homlokfelszíni EEG-elektrodákat és reflektív PPG optikai trendérzékelést integrál egyetlen PET-alapú szerelvénybe. Az orvosi eszközök OEM-fejlesztéséhez készült koncepció egy gyakorlati integrációs kihívást old meg: hogyan lehet kiegészítő elektromos és optikai hullámformákat egyetlen alacsony profilú homlokfelszíni interfészről rögzíteni úgy, hogy a jel-előfeldolgozás, az algoritmusok és a végleges klinikai állítások a kész eszköz gyártójának érvényesítési folyamatában maradnak.

Miért érdemes az EEG-t és a PPG-t egyetlen homlokfelszíni interfészbe integrálni?

Az EEG és a PPG különböző fiziológiai jelenségeket figyel meg. Az EEG-elektródák alacsony szintű biopotenciáljeleket észlelnek, amelyek a cerebrális elektromos aktivitással kapcsolatosak. A reflektív PPG fényforrásokat és egy fotodetektort használ, amelyeket ugyanazon a szövetoldalon helyeznek el, hogy rögzítsék a visszatérő fény pulzáló változásait.

Sok monitorozási munkafolyamatban ezeket a funkciókat külön érzékelőként valósítják meg, külön elhelyezési lépésekkel, kábelekkel és mechanikai interfészekkel. Egy közös rugalmas szerelvény egyszerűsítheti az OEM-csoportok számára a fizikai integrációs feladatot úgy, hogy egyetlen homlokformátumú platformon regisztrálja az elektróda- és az optikai régiót.

A cél nem két jel összevonása egyetlen mérésbe. Ehelyett az architektúra az érzékelőn belül funkcionálisan elkülöníti az elektromos és az optikai utakat, miközben lehetővé teszi a gazdagépeszköz számára, hogy az eredményül kapott hullámformákat alkalmazásspecifikus elemzés céljából szinkronizálja.

A nyilvános kommunikáció szintjének funkcionális architektúrája. A kapcsolási és csatlakozási pontok szintjén végzett részletes leírás szándékosan kimarad.

Funkcionálisan elkülönített összetett szerkezet

A nyilvános architektúrát három funkcionális zónaként értelmezhetjük:

• Rugalmas EEG-elektrodás zóna – egy fehér PET-alapú réteg hordozza a nyomtatott elektroda-geometriát, és vezeti a biopotenciáljelet a gazdakészülék elektronikája felé. Az elektroda-elrendezés, a kontaktanyag és a bőr-felületi konstrukció minden OEM-projekthez külön meghatározott.

• Tükröző PPG-optikai zóna – egy fekete rugalmas áramkör támogatja az optikai adó- és érzékelő-elrendezést. A fényvezérlési funkciók segítenek meghatározni a kibocsátási és fogadási utakat, miközben csökkentik a közvetlen optikai kereszthatást.

• Gazdarendszer-felület – egy kompakt csatlakozó köti össze az összetett érzékelőt a vevő elektronikájával. A csatlakozópontok meghatározása, a jel-előfeldolgozás, a mintavételezés és a kommunikáció projekt-specifikus marad.

Ez a szétválasztás fontos. Az EEG teljesítménye az elektróda-bőr érintkezéstől, a zajszabályozástól és a differenciális jelgyűjtéstől függ, míg a PPG teljesítménye az optikai csatolástól, a környezeti fény elutasításától, a mozgásvezérléstől és a kiválasztott analóg előerősítőtől függ. A mechanikai platform egyesíti mindkét területet anélkül, hogy ugyanazon jelvezetékként kezelné őket.

Hibrid gyártás: nyomtatott elektródák találkoznak az optikai FPC-összeszereléssel

A platform gyártása hibrid folyamatot igényel, nem egyetlen áramköri technológiát. Az EEG oldal a rugalmas fólia előkészítésével, a vezető minta nyomtatásával és az elektróda-minta meghatározásával kezdődik. A PPG oldal rugalmas áramkör-összeszerelést használ az optikai komponensekhez és az ahhoz kapcsolódó összeköttetésekhez. A két oldal az illesztés és a laminálás során találkozik.

• PET-fólia előkészítése és felületkezelése;

• az EEG vezető minta nyomtatása és keményítése;

• az optikai rugalmas áramkör összeszerelése és ellenőrzése;

• folytonossági és optikai funkciós vizsgálat;

• a feszültségelem, az optikai és ragasztó rétegek regisztrált laminálása;

• kivágás, csatlakozó integráció és végleges vizuális ellenőrzés.

Az alábbi kép szándékosan lett leegyszerűsítve nyilvános felhasználásra. A kapcsolási hivatkozások, belső azonosítók és finom nyomvezeték-információk el lettek távolítva a projekt-specifikus tervezési adatok védelme érdekében, miközben megmaradt a gyártási folyamat leírása.

Az optikai rugalmas áramkör-összeszereléstől a regisztrált kettős módú integrációig.

A befejezett eszközök fejlesztőinek mérnöki prioritásai

Mivel a platform egy OEM-összetevő, a teljes rendszerrel együtt kell meghatározni a jelentős teljesítménykorlátokat az ügyfél részéről. A fő fejlesztési prioritások a következők:

A látható csatlakozó forma kizárólag mechanikai interfész. Nem jelent szabványos USB protokollt. Az elektromos lábkiosztás és a kommunikáció az OEM gazda-rendszerrel együtt van meghatározva.

A VMANX az optikai csatornát visszaverő PPG hullámformaként és oxigénellátási trendfejlesztési útvonalként jeleníti meg. A komponens szintjén nem történik kijelentés a SpO₂ vagy a regionális agyi oxigénszaturáció pontosságára; az ilyen teljesítmény a teljes optikai rétegcsomagot, az elektronikát, a kalibrációt, az algoritmust és a klinikai érvényesítéstől függ.

Alkalmazásorientált fejlesztés

A közös homlokformátum több fejlesztési környezetben is releváns, ahol alacsony profilú, szinkronizált hullámformák rögzítése értékes lehet:

• Intenzív ellátás – folyamatos elektromos és optikai tendenciák rögzítése az ágy mellett;

• Műtő – egységesített, használat előtti elhelyezési munkafolyamat az altatás-figyelő rendszerek fejlesztéséhez;

• Alváslabor – hosszú távú homlokérzékelés éjszakai, multimodális tanulmányokhoz;

• Neurológia és gyógyulás – szinkronizált elektromos és pulzáló optikai hullámformák lefokozott vagy ambuláns kutatási munkafolyamatokban.

Ezek a képek a potenciális munkafolyamatokat illusztrálják, nem pedig jóváhagyott klinikai indikációkat. A végleges célzott alkalmazás, a betegpopuláció és a teljesítményre vonatkozó állításokat a kész eszköz gyártójának kell meghatároznia.

Illusztratív munkafolyamat-fogalmak; nem jóváhagyott klinikai indikációk.

OEM-fejlesztési terület

A VMANX támogatja a projektspecifikus fejlesztést a következő területeken:

• EEG-elektrodák száma, távolsága és referenciapontja;

• optikai adó/vevő elrendezés és fényelválasztó geometria;

• PET és rugalmas áramkör rétegezés konfigurációja;

• bőrrel érintkező ragasztó vagy gélszerű anyag kiválasztása;

• rugalmas vezeték hossza, hajlási zónái és feszültségmentesítő tervezése;

• csatlakozó tűk meghatározása és a gazdaszámítógép-rendszerrel való összehangolása;

• ellenőrzési terv, nyomon követhetőség és projekt tesztdokumentáció.

A fejlesztést a VMANX orvosi minőségirányítási keretrendszeren belül kezelik. A betegekkel érintkező anyagok az alkalmazható ISO 10993-es terv szerint értékelhetők, míg a kibocsátott anyagkonfigurációhoz RoHS- és REACH-dokumentáció készíthető.

Összetevő-platformtól a validált orvosi eszközön át

A többmódszeres érzékelés mérnöki értéke nem azon alapul, hogy két technológiát egymás mellé helyezünk. Az érték a mechanikai rétegezés, az érintkezési feltételek, az optikai geometria, a jelek útvonalai és a gazdaszámítógép-oldali szinkronizáció együttes, egységes fejlesztési feladatként történő kezeléséből származik.

A VMANX ezt a rugalmas EEG + tükröző PPG platformot olyan OEM-kezdőpontként pozícionálja, amelyet azok a csapatok használhatnak, akiknek kompakt homlokfelületre van szükségük, és csökkenteni szeretnék a mechanikai integráció bonyolultságát anélkül, hogy elmosódnának a komponens képessége és a kész eszköz teljesítménye közötti határok.