Một cảm biến linh hoạt tích hợp EEG và PPG

Một nền tảng dựa trên PET kết hợp điện cực EEG trán và cảm biến quang học xu hướng PPG phản xạ.

ĐÔNG QUAN, Trung Quốc — Ngày 23 tháng 09 năm 2026 — CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP VMANX đã phát triển một nền tảng cảm biến y tế linh hoạt, tích hợp điện cực EEG trán và cảm biến quang học xu hướng PPG phản xạ vào một cụm lắp ráp dựa trên PET. Được tạo ra dành cho việc phát triển thiết bị y tế của nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), khái niệm này giải quyết một thách thức tích hợp thực tiễn: làm thế nào để thu đồng thời các dạng sóng điện và quang bổ trợ nhau thông qua một giao diện trán mỏng, trong khi vẫn giữ việc xử lý tín hiệu, thuật toán và các khẳng định lâm sàng cuối cùng nằm trong quy trình kiểm định của nhà sản xuất thiết bị hoàn chỉnh.

Tại sao tích hợp EEG và PPG vào một giao diện trán?

EEG va PPG quan sat cac hien tuong sinh ly khac nhau. Dien cuc EEG thu thap cac tin hieu sinh dien the muc thap lien quan den hoat dong dien nao. PPG phan xa su dung cac bo phat sang va bo phat hien anh sang dat o cung mot ben mo, de ghi lai su thay doi theo chu ky trong anh sang phan xa ve.

Trong nhieu quy trinh giai mon, cac chuc nang nay duoc thuc hien bang cac cam bien rieng biet, voi cac buoc dat rieng, day dan rieng va giao dien co hoc rieng. Mot bo lap ghep linh hoat chung co the don gian hoa viec tich hop vat ly cho cac doi nguoi dung nguyen ban (OEM) bang cach dinh vi vung dien cuc va vung quang hoc tren cung mot nen tang dinh dang tran.

Muc dich khong phai la ket hop hai tin hieu thanh mot do luong don le. Thay vao do, kien truc nay giu cac duong dan dien va quang van con tach biet ve mat chuc nang tai cam bien, trong khi van cho phep thiet bi chu dong dong bo cac song do duoc tao ra, nham phuc vu cho viec phan tich dac thu theo ung dung.

Kiến trúc ở cấp độ chức năng dành cho truyền thông công khai. Các chi tiết ở cấp độ mạch và chân nối cố tình bị loại bỏ.

Một cấu trúc tổng hợp được tách biệt về mặt chức năng

Kiến trúc công khai có thể được hiểu là ba vùng chức năng:

• Vùng điện cực EEG linh hoạt — một lớp nền bằng PET màu trắng mang hình học điện cực in sẵn và dẫn tín hiệu sinh điện thế tới thiết bị điện tử chủ. Bố trí điện cực, vật liệu tiếp xúc và cấu tạo giao diện với da được xác định riêng cho từng dự án của nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM).

• Vùng quang học PPG phản xạ — một mạch linh hoạt màu đen hỗ trợ bố trí bộ phát và bộ thu quang học. Các tính năng quản lý ánh sáng giúp xác định đường truyền và đường thu đồng thời giảm nhiễu quang trực tiếp giữa các kênh.

• Giao diện với hệ thống chủ — một đầu nối nhỏ gọn kết nối cảm biến tổng hợp với thiết bị điện tử của khách hàng. Định nghĩa chân nối, xử lý tín hiệu, lấy mẫu và truyền thông vẫn do từng dự án cụ thể quy định.

Việc tách biệt này rất quan trọng. Hiệu suất EEG phụ thuộc vào tiếp xúc giữa điện cực và da, kiểm soát nhiễu và thu tín hiệu vi phân, trong khi hiệu suất PPG lại phụ thuộc vào ghép quang học, loại bỏ ánh sáng môi trường, kiểm soát chuyển động và bộ tiền khuếch đại tương tự được chọn. Nền tảng cơ khí kết hợp cả hai lĩnh vực này mà không coi chúng là một chuỗi tín hiệu duy nhất.

Sản xuất lai: điện cực in kết hợp với mạch in dẻo quang học

Việc sản xuất nền tảng này đòi hỏi một quy trình lai thay vì chỉ sử dụng một công nghệ mạch duy nhất. Phía EEG bắt đầu bằng việc chuẩn bị màng linh hoạt, xử lý dẫn điện bằng in và xác định họa tiết điện cực. Phía PPG sử dụng lắp ráp mạch in dẻo để tích hợp các thành phần quang học và các kết nối liên quan. Hai phía này hội tụ trong giai đoạn căn chỉnh và ép lớp.

• Chuẩn bị màng PET và xử lý bề mặt;

• In và làm khô họa tiết dẫn điện cho EEG;

• Lắp ráp và kiểm tra mạch in dẻo quang học;

• Kiểm tra tính liên tục và chức năng quang học;

• dán lớp điện cực, lớp quang học và lớp keo đã được đăng ký;

• cắt khuôn, tích hợp bộ nối và kiểm tra trực quan cuối cùng.

Hình ảnh bên dưới đã được chủ động làm sạch nhằm phục vụ mục đích công khai. Các tham chiếu mạch, mã định danh nội bộ và thông tin chi tiết về các đường mạch đã được giản lược để bảo vệ thông tin thiết kế đặc thù của dự án, đồng thời vẫn giữ nguyên mạch kể về quy trình sản xuất.

Từ việc lắp ráp mạch linh hoạt quang học đến việc tích hợp hai chế độ có đăng ký.

Các ưu tiên kỹ thuật dành cho nhà phát triển thiết bị hoàn chỉnh

Vì nền tảng này là một thành phần OEM, nên các giới hạn hiệu năng có ý nghĩa phải được xác lập dựa trên toàn bộ hệ thống của khách hàng. Các ưu tiên phát triển chính bao gồm:

Dạng thức đầu nối hiển thị là giao diện cơ học thuần túy. Nó không hàm ý giao thức USB tiêu chuẩn. Bố trí chân điện và giao tiếp được xác định riêng với hệ thống chủ OEM.

VMANX cung cấp kênh quang dưới dạng sóng PPG phản xạ và lộ trình phát triển xu hướng oxy hóa. Độ chính xác cụ thể đối với SpO₂ hoặc độ bão hòa oxy não cục bộ không được khẳng định ở cấp độ thành phần; hiệu năng như vậy phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống quang học, điện tử, hiệu chuẩn, thuật toán và xác thực lâm sàng.

Phát triển định hướng ứng dụng

Định dạng trán chung có liên quan đến nhiều bối cảnh phát triển, nơi việc thu tín hiệu dạng sóng đồng bộ với độ cao thấp là hữu ích:

• Chăm sóc tích cực — thu liên tục các xu hướng điện và quang tại giường bệnh;

• Phòng mổ — quy trình đặt thiết bị trước khi sử dụng được hợp nhất nhằm phát triển hệ thống giám sát gây mê;

• Phòng nghiên cứu giấc ngủ — cảm biến trán trong thời gian dài cho các nghiên cứu đa phương thức qua đêm;

• Thần kinh học và phục hồi chức năng — các dạng sóng điện và quang mạch đập đồng bộ trong các quy trình nghiên cứu lâm sàng chuyển tiếp hoặc ngoại trú.

Các hình ảnh này minh họa các bối cảnh quy trình làm việc tiềm năng chứ không phải các chỉ định lâm sàng đã được phê duyệt. Mục đích sử dụng cuối cùng, đối tượng bệnh nhân và các tuyên bố về hiệu năng phải do nhà sản xuất thiết bị hoàn chỉnh xác lập.

Các khái niệm quy trình làm việc mang tính minh họa; không phải các chỉ định lâm sàng đã được phê duyệt.

Phạm vi phát triển OEM

VMANX hỗ trợ phát triển theo dự án cụ thể xung quanh:

• Số lượng điện cực EEG, khoảng cách giữa các điện cực và vị trí điện cực tham chiếu;

• Cấu hình bộ phát/bộ dò quang học và hình học cách ly ánh sáng;

• Cấu hình chồng lớp PET và mạch linh hoạt;

• Lựa chọn keo dán hoặc gel tiếp xúc với da;

• Chiều dài dây cáp linh hoạt, vùng uốn cong và thiết kế giảm ứng suất;

• Định nghĩa chân kết nối và tương thích với hệ thống chủ;

• Lập kế hoạch kiểm tra, truy xuất nguồn gốc và tài liệu thử nghiệm dự án.

Quá trình phát triển được quản lý trong khuôn khổ chất lượng y tế VMANX. Các vật liệu tiếp xúc với bệnh nhân có thể được đánh giá theo kế hoạch ISO 10993 áp dụng, trong khi tài liệu RoHS và REACH có thể được chuẩn bị cho cấu hình vật liệu đã được phê duyệt.

Từ nền tảng linh kiện đến thiết bị y tế đã được xác thực

Giá trị kỹ thuật của cảm biến đa chế độ không được tạo ra bằng cách đặt hai công nghệ cạnh nhau. Giá trị này bắt nguồn từ việc kiểm soát đồng bộ toàn bộ bài toán phát triển: cấu trúc cơ học, điều kiện tiếp xúc, hình học quang học, đường dẫn tín hiệu và đồng bộ hóa phía hệ thống chủ.

VMANX đang định vị nền tảng EEG linh hoạt kết hợp PPG phản xạ này như một điểm khởi đầu dành cho nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), nhằm phục vụ các nhóm cần giao diện trán nhỏ gọn và muốn giảm độ phức tạp trong việc tích hợp cơ khí, mà không làm mờ ranh giới giữa khả năng của thành phần và hiệu suất của thiết bị hoàn chỉnh.