一、引言

生物电信号测量是脑机接口（BCI）系统的核心技术之一，通过对神经元放电、脑电波、肌电信号等的采集与分析，实现人脑与外部设备的直接交互。随着微电极阵列、柔性电子、深度学习的发展，生物电信号测量正朝着高分辨率、低延迟、非侵入化方向演进。

二、生物电信号测量的基本原理与发展历程

1. 脑电信号（EEG）

通过头皮电极采集大脑皮层电活动，用于意念控制与状态识别。

2. 局部场电位（LFP）与单神经元放电

用于高精度神经解码，常见于侵入式脑机接口。

3. 肌电信号（EMG）与神经电信号（ENG）

用于肢体动作意图识别与假肢控制。

三、核心技术与系统组成

1. 多通道生物信号采集系统

包括高精度放大器、滤波器、ADC模块。

2. 柔性电极与可穿戴设备

如干电极、石墨烯电极、柔性贴片等。

3. 信号处理与神经解码算法

包括小波变换、深度学习、卷积神经网络等。

四、典型应用场景

1. 神经康复与假肢控制

通过脑电信号控制义肢动作，帮助残障人士恢复功能。

2. 意识障碍患者沟通

利用EEG识别患者意图，辅助沟通与诊断。

3. 游戏与虚拟现实交互

通过脑电或肌电信号实现非接触式人机交互。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

信号噪声大，信噪比低；

侵入式电极存在生物相容性与寿命问题；

个体差异影响模型泛化能力。

未来发展方向包括：

非侵入式高分辨率脑电测量技术；

AI驱动的神经解码与意图识别系统；

可穿戴式脑机接口设备开发；

标准化脑电信号数据库建设；

结合脑磁图（MEG）实现多模态融合测量。