宠物神经调控系列之适合犬猫脑电采集的电极

犬猫脑电与人类脑电关键特征的异同

维度	相同点	不同点
核心原理	均记录神经元电活动，分析波形（α、θ、δ）、癫痫样放电（棘波、尖慢波）等。	动物无法配合指令（如睁/闭眼光刺激），需自然状态采集；伪迹来源独特（舔舐、甩耳、甩尾）。
临床应用	癫痫诊断、意识状态评估（清醒/嗜睡/睡眠）。	人类EEG常规使用过度换气诱发，动物无法执行；猫光驱动反应率显著更高（85% vs 人类部分人群）。
生理节律	均可识别清醒（低幅快波）、嗜睡（α/θ节律）、睡眠（δ波/纺锤波）。	动物睡眠纺锤波频率更高（犬猫12-16Hz vs 人类11-14Hz）；猫光刺激同步化反应更敏感。
技术标准	阻抗要求（<10kΩ）、电极布局（国际10-20系统衍生）、双极导联抗干扰。	电极固定方式不同（需头套/弹性带适应头骨形态）；无法主动闭眼降低光刺激有效性。

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犬猫脑电采集电极分析总结

电极类型	优势	局限性	适用性
杯状电极（Ag/AgCl）	阻抗更低（81%犬/85%猫≤10kΩ），信号质量更稳定（图3A）；配合PetCap头套安装快速（图1D-E）。	头套需7种尺寸适配不同头型；成本较高。	首选方案，尤其小型动物。
纽扣电极（Stud）	弹性带固定灵活，适应极端头型（如短鼻犬）。	阻抗较高 64.5%犬/70.3%猫≤10kΩ，伪迹多（图3A）；安装耗时。	备用方案，大型犬适用性较好。
针电极	文献提及但本研究未采用，传统用于麻醉动物。	侵入性操作，清醒动物耐受差；易位移导致阻抗波动。	不推荐无镇静使用。

图1：犬猫EEG电极类型、采集装置与定位解剖图

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与人类电极的异同

方面	人类电极	猫狗电极	原因
电极类型	金/Ag/AgCl杯状电极或干电极；预接线帽标准化。	Ag/AgCl杯状/纽扣电极；需定制固定系统（弹性带/PetCap）。	动物头骨形态多样且无法主动配合固定。
固定方式	导电膏粘贴，依赖患者静卧。	机械固定（头套/带子+夹子），抗动物运动干扰（图1C-E）。	动物活动性强，需防脱落设计。
伪迹管理	主要来自眼动、肌电、心电。	新增动物特异性伪迹：舔舐、耳部抖动、尾拍动（图4）。	动物自然行为不可控。
光刺激实施	可指令睁/闭眼配合。	依赖动物自然状态，刺激同步性低（犬11% vs 猫85%，图9A-B）。	无法强制动物注视光源或闭眼。

结论：杯状电极+定制头套（PetCap）为最优组合，实现：

高信号质量：阻抗≤20kΩ（犬98.8%/猫97.6%）

高可读性：>50%时长可解读（犬75%/猫83%，图2B-C）

操作效率：安装时间缩短50%（凝胶预涂减少干预）。

图2：犬猫EEG记录时长与杯状/纽扣电极信号可读性对比

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临床研究核心总结

研究方法

对象：140只动物（101犬/49猫），41犬种+6猫种，涵盖健康/癫痫/脑病个体。

流程：

无镇静下视频EEG（94%案例），同步心电/肌电/呼吸监测（图1F）。

对比电极（杯状 vs 纽扣）与固定系统（PetCap vs 弹性带）。

光刺激协议（3–50Hz闪光，图1D）。

评估指标：阻抗、等时性（isosynchromy）、伪迹占比、生理节律识别率、刺激响应。

关键结果

指标	犬	猫	临床意义
阻抗≤20kΩ	98.8%	97.6%	满足人用标准（<10kΩ推荐），杯状电极更优（图3A）。
可读时长>50%	75%	83%	杯状电极显著提升可读性（p<0.001，图2B-C）。
生理节律识别率	98.9%	91.3%	验证无镇静可行性（图5-6）。
光刺激诱发癫痫放电	13% (6/45)	未报告	支持光刺激作为犬癫痫诊断工具（图7C）。
EEG诊断价值	31.6%总信息率		癫痫放电（22例）、脑病波（6例）、非癫痫事件排除（6例）。

图3：犬猫EEG电极阻抗分布及位置依赖性

图4：犬猫EEG典型伪迹图谱（等时性、生理性及运动伪迹）

图5：犬生理性脑电节律（清醒-嗜睡-睡眠过渡）

图6：猫生理性脑电节律（清醒-嗜睡-睡眠过渡）

图7：犬猫光刺激EEG响应模式（生理性光驱动 vs 癫痫样放电）

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总结

技术突破：首次建立无镇静犬猫视频EEG标准化流程，解决传统麻醉干扰脑电活动、针电极侵入性问题。

核心创新：

PetCap头套+杯状电极：兼顾信号质量（阻抗≤10kΩ）与动物耐受性（94%免镇静）。

物种差异量化：猫光驱动反应率85%（犬11%），提示跨物种刺激协议需定制。

临床价值：

作为一线检查（尤其癫痫），31.6%病例提供关键诊断信息（癫痫放电/脑电波）。

推动兽医癫痫分类从纯临床向电临床综合模式转变（类似人类ILAE标准）

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回映产品 ：外周神经系统（PNS）调控设备

产品1：经皮耳迷走神经刺激（taVNS）
本产品采用经皮耳迷走神经刺激（taVNS）技术，通过非侵入性电刺激耳甲腔及耳甲艇的迷走神经分支，精准调控耳部迷走神经分支（耳甲腔CO10、耳甲艇CO15等穴位）；具有多种刺激模式、信号调节范围大，直接作用于神经生理机制，可适用于睡眠障碍、焦虑症状、认知障碍、乏力、食欲减退、偏头痛、以及癫痫等多种疾病的辅助治疗。

回映经皮耳迷走神经刺激taVNS设备示意图

回映自研经耳迷走神经电刺激耳甲电极

基本参数

刺激强度：0 - 30mA;

刺激频率：1 - 200Hz;

刺激脉宽：100 - 1000us;

刺激维持ON状态：1 - 500s;

刺激间歇OFF状态：1 - 500s;

淡入淡出时间：0 - 10s.

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回映产品 ：多模态生理参数采集设备

产品1：单通道肌电/心电/皮电采集设备

单通道肌电采集设备创新性地采用type-C转脑电电极以简单轻便的方式实现了单通道肌电、心电、皮电采集，且基于结构与硬件的特殊设计，支持高原环境下进行采集。另外产品总体结构采用魔术贴设计，方便于全身佩戴。

适用领域:单通道生理参数采集

单通道肌电/心电/皮电采集设备

基本参数

1.模数转换：24位；

2.通道数：2；

3.示值准确度：误差不大于±10%或±2μV,两者取较大值；

4.测量范围：测量范围±350mV；

5.分辨率：分辨率≤2uV；

6.系统噪声：系统噪声≤1uV；

7.通频带：通频带为20Hz~250Hz(不包括陷波波段)；

8.差模输入阻抗：差模输入阻抗大于5MΩ；

9.共模抑制比：共模抑制比大于100dB；

10.工频陷波器：设备有50Hz陷波器,衰减后幅值不大于5μV(峰-谷值)；

11.工作噪音：工作噪音不大于65dB(A)；

产品2.基于干电极的32通道脑电采集仪

高质量脑电信号采集对于精准识别和分析非癫痫样异常（如弥漫性慢波、局灶性δ活动）至关重要。为此可以了解我们研发的一款32通道可穿戴脑电采集仪，采用高精度干电极采集脑电信号，无需导电膏即可快速佩戴，极大提升了受试者的舒适度和操作效率，特别适合长时间或动态环境下的数据采集。该设备不仅能通过全覆盖设计捕捉全脑电活动细节，还采用了type-C智能转接技术和抗干扰硬件架构，有效减少了运动噪声和电磁干扰对信号的影响，在高原或移动场景中也能稳定输出低噪声波形。

适用范围：多通道生理参数采集

基本参数

采样率：≤ 16KSPS，每个通道独立可控制；

共模抑制比：≥ 120dB；

系统噪声：≤ 5uVrms；

模数转换率：24 位；

输入信号范围：±375mVpp；

通频带：直流耦合放大，保留全部低频信号；

事件同步输入：无线同步，时间精度＜1ms；

供电方式：可充电锂电池；

工作时间：单电池供电不低于4 小时；

优势：可支持高原环境采集。