犬貓腦電與人類腦電關(guān)鍵特征的異同
維度 | 相同點 | 不同點 |
核心原理 | 均記錄神經(jīng)元電活動,分析波形(α、θ、δ)、癲癇樣放電(棘波、尖慢波)等。 | 動物無法配合指令(如睜/閉眼光刺激),需自然狀態(tài)采集;偽跡來源獨特(舔舐、甩耳、甩尾)。 |
臨床應(yīng)用 | 癲癇診斷、意識狀態(tài)評估(清醒/嗜睡/睡眠)。 | 人類EEG常規(guī)使用過度換氣誘發(fā),動物無法執(zhí)行;貓光驅(qū)動反應(yīng)率顯著更高(85% vs 人類部分人群)。 |
生理節(jié)律 | 均可識別清醒(低幅快波)、嗜睡(α/θ節(jié)律)、睡眠(δ波/紡錘波)。 | 動物睡眠紡錘波頻率更高(犬貓12-16Hz vs 人類11-14Hz);貓光刺激同步化反應(yīng)更敏感。 |
技術(shù)標準 | 阻抗要求(<10kΩ)、電極布局(國際10-20系統(tǒng)衍生)、雙極導(dǎo)聯(lián)抗干擾。 | 電極固定方式不同(需頭套/彈性帶適應(yīng)頭骨形態(tài));無法主動閉眼降低光刺激有效性。 |
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犬貓腦電采集電極分析總結(jié)
電極類型 | 優(yōu)勢 | 局限性 | 適用性 |
杯狀電極(Ag/AgCl) | 阻抗更低(81%犬/85%貓≤10kΩ),信號質(zhì)量更穩(wěn)定(圖3A);配合PetCap頭套安裝快速(圖1D-E)。 | 頭套需7種尺寸適配不同頭型;成本較高。 | 首選方案,尤其小型動物。 |
紐扣電極(Stud) | 彈性帶固定靈活,適應(yīng)極端頭型(如短鼻犬)。 | 阻抗較高 64.5%犬/70.3%貓≤10kΩ,偽跡多(圖3A);安裝耗時。 | 備用方案,大型犬適用性較好。 |
針電極 | 文獻提及但本研究未采用,傳統(tǒng)用于麻醉動物。 | 侵入性操作,清醒動物耐受差;易位移導(dǎo)致阻抗波動。 | 不推薦無鎮(zhèn)靜使用。 |
圖1:犬貓EEG電極類型、采集裝置與定位解剖圖
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與人類電極的異同
方面 | 人類電極 | 貓狗電極 | 原因 |
電極類型 | 金/Ag/AgCl杯狀電極或干電極;預(yù)接線帽標準化。 | Ag/AgCl杯狀/紐扣電極;需定制固定系統(tǒng)(彈性帶/PetCap)。 | 動物頭骨形態(tài)多樣且無法主動配合固定。 |
固定方式 | 導(dǎo)電膏粘貼,依賴患者靜臥。 | 機械固定(頭套/帶子+夾子),抗動物運動干擾(圖1C-E)。 | 動物活動性強,需防脫落設(shè)計。 |
偽跡管理 | 主要來自眼動、肌電、心電。 | 新增動物特異性偽跡:舔舐、耳部抖動、尾拍動(圖4)。 | 動物自然行為不可控。 |
光刺激實施 | 可指令睜/閉眼配合。 | 依賴動物自然狀態(tài),刺激同步性低(犬11% vs 貓85%,圖9A-B)。 | 無法強制動物注視光源或閉眼。 |
結(jié)論:杯狀電極+定制頭套(PetCap)為最優(yōu)組合,實現(xiàn):
高信號質(zhì)量:阻抗≤20kΩ(犬98.8%/貓97.6%)
高可讀性:>50%時長可解讀(犬75%/貓83%,圖2B-C)
操作效率:安裝時間縮短50%(凝膠預(yù)涂減少干預(yù))。
圖2:犬貓EEG記錄時長與杯狀/紐扣電極信號可讀性對比
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臨床研究核心總結(jié)
研究方法
對象:140只動物(101犬/49貓),41犬種+6貓種,涵蓋健康/癲癇/腦病個體。
流程:
無鎮(zhèn)靜下視頻EEG(94%案例),同步心電/肌電/呼吸監(jiān)測(圖1F)。
對比電極(杯狀 vs 紐扣)與固定系統(tǒng)(PetCap vs 彈性帶)。
光刺激協(xié)議(3–50Hz閃光,圖1D)。
評估指標:阻抗、等時性(isosynchromy)、偽跡占比、生理節(jié)律識別率、刺激響應(yīng)。
關(guān)鍵結(jié)果
指標 | 犬 | 貓 | 臨床意義 |
阻抗≤20kΩ | 98.8% | 97.6% | 滿足人用標準(<10kΩ推薦),杯狀電極更優(yōu)(圖3A)。 |
可讀時長>50% | 75% | 83% | 杯狀電極顯著提升可讀性(p<0.001,圖2B-C)。 |
生理節(jié)律識別率 | 98.9% | 91.3% | 驗證無鎮(zhèn)靜可行性(圖5-6)。 |
光刺激誘發(fā)癲癇放電 | 13% (6/45) | 未報告 | 支持光刺激作為犬癲癇診斷工具(圖7C)。 |
EEG診斷價值 | 31.6%總信息率 | 癲癇放電(22例)、腦病波(6例)、非癲癇事件排除(6例)。 |
圖3:犬貓EEG電極阻抗分布及位置依賴性
圖4:犬貓EEG典型偽跡圖譜(等時性、生理性及運動偽跡)
圖5:犬生理性腦電節(jié)律(清醒-嗜睡-睡眠過渡)
圖6:貓生理性腦電節(jié)律(清醒-嗜睡-睡眠過渡)
圖7:犬貓光刺激EEG響應(yīng)模式(生理性光驅(qū)動 vs 癲癇樣放電)
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總結(jié)
技術(shù)突破:首次建立無鎮(zhèn)靜犬貓視頻EEG標準化流程,解決傳統(tǒng)麻醉干擾腦電活動、針電極侵入性問題。
核心創(chuàng)新:
PetCap頭套+杯狀電極:兼顧信號質(zhì)量(阻抗≤10kΩ)與動物耐受性(94%免鎮(zhèn)靜)。
物種差異量化:貓光驅(qū)動反應(yīng)率85%(犬11%),提示跨物種刺激協(xié)議需定制。
臨床價值:
作為一線檢查(尤其癲癇),31.6%病例提供關(guān)鍵診斷信息(癲癇放電/腦電波)。
推動獸醫(yī)癲癇分類從純臨床向電臨床綜合模式轉(zhuǎn)變(類似人類ILAE標準)
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回映產(chǎn)品 :外周神經(jīng)系統(tǒng)(PNS)調(diào)控設(shè)備
產(chǎn)品1:經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)刺激(taVNS)
本產(chǎn)品采用經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)刺激(taVNS)技術(shù),通過非侵入性電刺激耳甲腔及耳甲艇的迷走神經(jīng)分支,精準調(diào)控耳部迷走神經(jīng)分支(耳甲腔CO10、耳甲艇CO15等穴位);具有多種刺激模式、信號調(diào)節(jié)范圍大,直接作用于神經(jīng)生理機制,可適用于睡眠障礙、焦慮癥狀、認知障礙、乏力、食欲減退、偏頭痛、以及癲癇等多種疾病的輔助治療。

回映經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)刺激taVNS設(shè)備示意圖

回映自研經(jīng)耳迷走神經(jīng)電刺激耳甲電極
基本參數(shù)
刺激強度:0 - 30mA;
刺激頻率:1 - 200Hz;
刺激脈寬:100 - 1000us;
刺激維持ON狀態(tài):1 - 500s;
刺激間歇OFF狀態(tài):1 - 500s;
淡入淡出時間:0 - 10s.
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回映產(chǎn)品 :多模態(tài)生理參數(shù)采集設(shè)備
產(chǎn)品1:單通道肌電/心電/皮電采集設(shè)備
單通道肌電采集設(shè)備創(chuàng)新性地采用type-C轉(zhuǎn)腦電電極以簡單輕便的方式實現(xiàn)了單通道肌電、心電、皮電采集,且基于結(jié)構(gòu)與硬件的特殊設(shè)計,支持高原環(huán)境下進行采集。另外產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)采用魔術(shù)貼設(shè)計,方便于全身佩戴。
適用領(lǐng)域:單通道生理參數(shù)采集

單通道肌電/心電/皮電采集設(shè)備
基本參數(shù)
1.模數(shù)轉(zhuǎn)換:24位;
2.通道數(shù):2;
3.示值準確度:誤差不大于±10%或±2μV,兩者取較大值;
4.測量范圍:測量范圍±350mV;
5.分辨率:分辨率≤2uV;
6.系統(tǒng)噪聲:系統(tǒng)噪聲≤1uV;
7.通頻帶:通頻帶為20Hz~250Hz(不包括陷波波段);
8.差模輸入阻抗:差模輸入阻抗大于5MΩ;
9.共模抑制比:共模抑制比大于100dB;
10.工頻陷波器:設(shè)備有50Hz陷波器,衰減后幅值不大于5μV(峰-谷值);
11.工作噪音:工作噪音不大于65dB(A);
產(chǎn)品2.基于干電極的32通道腦電采集儀
高質(zhì)量腦電信號采集對于精準識別和分析非癲癇樣異常(如彌漫性慢波、局灶性δ活動)至關(guān)重要。為此可以了解我們研發(fā)的一款32通道可穿戴腦電采集儀,采用高精度干電極采集腦電信號,無需導(dǎo)電膏即可快速佩戴,極大提升了受試者的舒適度和操作效率,特別適合長時間或動態(tài)環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集。該設(shè)備不僅能通過全覆蓋設(shè)計捕捉全腦電活動細節(jié),還采用了type-C智能轉(zhuǎn)接技術(shù)和抗干擾硬件架構(gòu),有效減少了運動噪聲和電磁干擾對信號的影響,在高原或移動場景中也能穩(wěn)定輸出低噪聲波形。
適用范圍:多通道生理參數(shù)采集
基本參數(shù)
采樣率:≤ 16KSPS,每個通道獨立可控制;
共模抑制比:≥ 120dB;
系統(tǒng)噪聲:≤ 5uVrms;
模數(shù)轉(zhuǎn)換率:24 位;
輸入信號范圍:±375mVpp;
通頻帶:直流耦合放大,保留全部低頻信號;
事件同步輸入:無線同步,時間精度<1ms;
供電方式:可充電鋰電池;
工作時間:單電池供電不低于4 小時;
優(yōu)勢:可支持高原環(huán)境采集。
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