脑电电极怎么选？凝胶电极、水电极与干电极的区别、优缺点解析-新闻动态-上海赢富仪器设备有限公司

脑电电极怎么选？凝胶电极、水电极与干电极的区别、优缺点解析

发布时间：2026/5/30 8:28:39关注度：320

导语

电极类型的选择取决于多种因素，包括所需的信号质量、时间限制、是否有专业技术人员以及移动性要求。本文分析了凝胶电极、水电极和干电极三种电极的优缺点。

不同类型的EEG电极有哪些？

1924年汉斯·伯格首次记录脑电图时，使用的是放置在头皮上的银箔电极。多年来，新技术的涌现带来了不同类型的电极。目前主要有三种电极类型：凝胶电极、水电极和干电极。

什么是凝胶电极？

凝胶电极是应用最广泛的一类电极，常用于常规临床脑电图记录，并且长期以来一直是脑电图研究中的"金标准"。这种电极通常由银制成，表面镀有氯化银（Ag/AgCl）。在皮肤与电极之间使用含有大量氯离子的导电膏，可以改善导电性，并降低皮肤-电极界面的阻抗。因此，电极与皮肤之间的凝胶能够保证高质量的生物电位记录。这类凝胶电极呈圆盘状，中间有一个小孔，可以用注射器注入导电膏。使用凝胶电极帽的准备工作耗时较长，需要由经过培训的专业技术人员对皮肤进行打磨，并逐个给电极注入导电膏。

凝胶电极

其他形状的凝胶电极

除了圆盘状电极，凝胶电极还有其他形状。例如，环形电极可以嵌入到头帽中，用于结合fNIRS（功能性近红外光谱）或TMS（经颅磁刺激）与EEG记录的研究。此外，像cEEGrids这样的替代型EEG解决方案也使用凝胶来改善皮肤与电极之间的接触。cEEGrids放置在耳周，适用于需要隐蔽式EEG记录的受试人群^[1]。

环形电极

凝胶电极的优点

支持高密度EEG记录
信号质量非常高
比干电极和水电极更不易受工频干扰和运动伪迹影响
可长时间稳定记录
提供替代测量方案（如cEEGrids和环形电极），并能与其他研究设备（如fNIRS和TMS）集成

凝胶电极的缺点

需要处理皮肤（轻轻打磨）以降低阻抗
对研究人员不便：准备时间长，头帽需要清洗，干燥费时
对受试者不便：需要清洗头发，皮肤打磨可能引起不适
需要熟练的技术人员操作
在超过5小时的记录中，导电膏可能变干^[2]

什么是干电极？

干电极的研究始于20世纪90年代，旨在克服上述湿电极常见的问题^[3]。干式EEG电极由惰性导电材料制成，通过机械方式与皮肤耦合实现信号传输，无需使用导电膏或皮肤准备^[4]。干电极采用多种材料和形状，例如镀金电极、刷状电极、梳状及多针电极、硅导电橡胶或泡沫基传感器^[5]。由于不使用导电膏或磨砂膏，干电极的阻抗高于湿电极，并可能导致接触噪声较大、信号稳定性降低以及对运动伪迹更敏感。

干电极

干电极的优点

准备时间比凝胶电极快
无需皮肤准备
适合家庭测试
（几乎）无需清理
某些情况下无需专业技术人员操作

干电极的缺点

电极难以牢固贴合皮肤
信号稳定性差，阻抗高
比凝胶电极更易受工频干扰和运动伪迹影响
改善皮肤-电极接触质量的手段有限
佩戴者可能感觉不舒适

什么是水电极？

水电极是一种新型电极，与干电极类似，准备时间短，且无需使用导电膏^[6]。这类电极也可称为"半干电极"。其关键特点是使用水或电解质液体。部分水电极采用含自来水或盐水的海绵，以增强皮肤表面与电极之间的导电性。另一些水电极则以受控方式缓慢、持续地向头皮释放微量电解质液体^[5]。由于不需要涂抹导电膏或打磨皮肤，水电极的准备和清理时间比凝胶电极更短。

水电极

水电极的优点

准备时间比凝胶电极快
清理时间比凝胶电极快
适合家庭测试
某些情况下无需专业技术人员操作
克服了干电极高阻抗和信号不稳定的问题

水电极的缺点

比凝胶电极干得更快，因此需要更频繁地重新加湿^[7]
比凝胶电极更易受工频干扰和运动伪迹影响
改善皮肤-电极接触质量的手段有限

什么时候该选择哪种电极类型？

电极类型的选择取决于多种因素，包括所需的信号质量、时间限制、是否有专业技术人员以及移动性要求。当信号质量至关重要时，最佳选择是作为金标准的凝胶电极。当准备和清理时间非常关键，或者没有专业技术人员时，干电极和水电极是不错的选择。由于水电极更舒适、信号更稳定且伪迹较少，因此在大多数情况下更受推荐。

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SAGA脑电测试系统有32通道、64通道、128通道三个型号（更多通道可以定制），三种型号都有16个附加通道，1个单极通道，2个双极通道，3个三极通道和1个数字通道，多种电极可选，可连接多种生理传感器同步测试。

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APEX脑电测试系统是一款极轻便的可穿戴式EEG采集系统，生态效度高。系统支持有线和无线两种传输方式记录24或32通道的传统EEG信号。并且该系统与耳周电极cEEGrids的适配程度极高，适用于人因工程，听觉注意，脑机接口，睡眠等领域的研究。APEX脑电采集系统以轻巧便捷为核心优势，有24及32通道的脑电帽，以及左右耳各10通道的耳周电极cEEGrids可选。

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参考文献

[1]Casson, A., Yates, D., Smith, S., Duncan, J. and Rodriguez-Villegas, E., 2010. Wearable Electroencephalography. IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine, 29(3), pp.44-56.

[2] Chin-Teng Lin, Lun-De Liao, Yu-Hang Liu, I-Jan Wang, Bor-Shyh Lin and Jyh-Yeong Chang, 2011. Novel Dry Polymer Foam Electrodes for Long-Term EEG Measurement. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 58(5), pp.1200-1207.

[3] Taheri, B., Knight, R. and Smith, R., 1994. A dry electrode for EEG recording. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 90(5), pp.376-383.

[4] Mota, A., Duarte, L., Rodrigues, D., Martins, A., Machado, A., Vaz, F., Fiedler, P., Haueisen, J., Nóbrega, J. and Fonseca, C., 2013. Development of a quasi-dry electrode for EEG recording. Sensors and Actuators A: Physical, 199, pp.310-317.

[5] Di Flumeri, G., Aricò, P., Borghini, G., Sciaraffa, N., Di Florio, A. and Babiloni, F., 2019. The Dry Revolution: Evaluation of Three Different EEG Dry Electrode Types in Terms of Signal Spectral Features, Mental States Classification and Usability. Sensors, 19(6), p.1365.

[6] Liao, L., Wang, I., Chen, S., Chang, J. and Lin, C., 2011. Design, Fabrication and Experimental Validation of a Novel Dry-Contact Sensor for Measuring Electroencephalography Signals without Skin Preparation. Sensors, 11(6), pp.5819-5834.

[7] Nijholt, A., 2019. BRAIN ART. SPRINGER.

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