脑电测量原理ppt课件

1、L/O/G/O脑电丈量原理脑电丈量原理陆想想一、脑电图根本知识一、脑电图根本知识 脑电图定义：在人的大脑皮层中存在着频脑电图定义：在人的大脑皮层中存在着频繁的电活动，而人正是经过这些电活动来繁的电活动，而人正是经过这些电活动来完成各种生理机能的，用电极将这种电位完成各种生理机能的，用电极将这种电位随时间变化的波形提取出来并加以记录，随时间变化的波形提取出来并加以记录，就可以得到脑电图。就可以得到脑电图。 electro-encephalo-gram EEG2022-5-10生物医学工程系2二、脑电丈量的意义二、脑电丈量的意义经过检测并记录人的脑电图就可以对人的大经过检测并记录人的脑电图就可以对

2、人的大脑及神经系统疾病进展诊断和治疗，所以很脑及神经系统疾病进展诊断和治疗，所以很有必要对人的脑电图进展研讨。有必要对人的脑电图进展研讨。 2022-5-10生物医学工程系3三、脑电图的普通性质三、脑电图的普通性质2022-5-10生物医学工程系4上图是一种具有正弦波节律的脑电图波上图是一种具有正弦波节律的脑电图波形，它是头皮上两点间电位差随时间变形，它是头皮上两点间电位差随时间变化的曲线，图中化的曲线，图中E即为电位的变化量。即为电位的变化量。 脑电图虽然不是正弦波，但可以作为一种脑电图虽然不是正弦波，但可以作为一种以正弦波为主波的图形来分析。所以脑电以正弦波为主波的图形来分析。所以脑电图也

3、可以用周期、振幅、相位等参数来描图也可以用周期、振幅、相位等参数来描画。画。 周期、振幅、相位是脑电图的根本特征。周期、振幅、相位是脑电图的根本特征。2022-5-10生物医学工程系5 周期：由一个波底到下一个波底的时间间距或周期：由一个波底到下一个波底的时间间距或由一个波顶到下一个波顶的时间间距在基线上的由一个波顶到下一个波顶的时间间距在基线上的投影。投影。 振幅：从波顶划不断线使其垂直于基线，由这振幅：从波顶划不断线使其垂直于基线，由这条直线与前后两个波底连线的交点到波顶的间隔条直线与前后两个波底连线的交点到波顶的间隔称为脑电图的平均振幅。称为脑电图的平均振幅。 相位：有正相，负相之分，以

4、基线为准，波顶相位：有正相，负相之分，以基线为准，波顶朝上者为负相波，朝上者为负相波， 波顶朝下者为正相波。波顶朝下者为正相波。2022-5-10生物医学工程系6四、脑电图的分类四、脑电图的分类2022-5-10生物医学工程系7各类脑电波的特点各类脑电波的特点脑电脑电波检测检测部位频频率振幅特点头颅枕骨头颅枕骨813HZ20100V在清醒在清醒安静安静闭眼时闭眼时出现出现额部额部,颞部颞部1830HZ520V它的出现意味着大脑它的出现意味着大脑比较兴奋比较兴奋47HZ1050V在困倦十在困倦十,中枢神经系中枢神经系统处于抑制状态时所统处于抑制状态时所记录的波形记录的波形13.5HZ20200V

5、在睡眠在睡眠,深度麻醉深度麻醉,缺缺氧或大脑有器质性病氧或大脑有器质性病变时出现变时出现2022-5-10生物医学工程系8波波波波五、脑电图的产活力理五、脑电图的产活力理2022-5-10生物医学工程系9 大脑的神经元浸浴在特殊的细胞外液脑大脑的神经元浸浴在特殊的细胞外液脑脊液中，这些神经的电活动可以被等效脊液中，这些神经的电活动可以被等效为一个偶极子。假设每一小单位被等效为为一个偶极子。假设每一小单位被等效为一个偶极子，整个脑的总和等效偶极子即一个偶极子，整个脑的总和等效偶极子即是全部偶极子的向量和。对应着这个偶极是全部偶极子的向量和。对应着这个偶极子，必定存在着脑电场分布。即可以用专子，必

6、定存在着脑电场分布。即可以用专门的电极丈量大脑皮层的电位变化门的电极丈量大脑皮层的电位变化脑脑电图。电图。2022-5-10生物医学工程系10静态形状时静态形状时细胞膜对细胞膜对K+有特殊的通透性有特殊的通透性, K+从膜内流向膜外从膜内流向膜外,直到达成一种动态的电化学平衡直到达成一种动态的电化学平衡,这时膜内电位下降这时膜内电位下降,膜外电位升高膜外电位升高,构成电位差构成电位差,可达可达-7090mV.当细胞兴奋时当细胞兴奋时细胞膜对细胞膜对Na+的通透性超越对的通透性超越对K+的通透性的通透性,原有的动态平衡被突破原有的动态平衡被突破,膜外大量的膜外大量的Na+流向膜内流向膜内,构成与

7、静态形状完全相反的平衡形构成与静态形状完全相反的平衡形状状.六、诱发电位的根本知识六、诱发电位的根本知识 诱发电位：指神经中枢系统在感受外在或诱发电位：指神经中枢系统在感受外在或内在刺激过程中产生的生物电活动，是代内在刺激过程中产生的生物电活动，是代表中枢神经系统在特定功能形状下的生物表中枢神经系统在特定功能形状下的生物电活动的变化。电活动的变化。2022-5-10生物医学工程系11非特异性诱发电位特异性诱发电位脑诱发电位自发的电位活动脑电信号两种诱发电位的比较两种诱发电位的比较定义定义意义意义非特异性诱发电位非特异性诱发电位给予不同刺激时产生的反给予不同刺激时产生的反应相同应相同.该电位幅度

8、比较高该电位幅度比较高.没有任何特定意义没有任何特定意义,在临床在临床诊断中不具有诊断价值诊断中不具有诊断价值.特异性诱发电位特异性诱发电位给予刺激后经过一定的潜给予刺激后经过一定的潜伏期，在脑的特定区域出伏期，在脑的特定区域出现的电位反应与刺激信号现的电位反应与刺激信号之间有严格的时间关系之间有严格的时间关系.电电位幅值较小位幅值较小,完全淹没在自完全淹没在自发脑电信号中发脑电信号中.电位的形成与特定的刺激电位的形成与特定的刺激之间有严格的对应关系之间有严格的对应关系,可可以反映神经系统的功能与以反映神经系统的功能与病变病变,在临床上具有诊断价在临床上具有诊断价值值.2022-5-10生物医

9、学工程系12 我们通常将特异性诱发电位简称诱发电位我们通常将特异性诱发电位简称诱发电位evoked potential, EP。 目前临床上常用的诱发电位有：目前临床上常用的诱发电位有： 方式翻转视觉诱发电位方式翻转视觉诱发电位pattern reversal visual evoked potential, PR-VEP； 脑干听觉诱发电位脑干听觉诱发电位brain stem auditory evoked potential, BAEP； 短埋伏期体感诱发电位短埋伏期体感诱发电位short-latency somatosensory evoked potential, SLSEP。2022

10、-5-10生物医学工程系13 因此，目前大部分的脑电图机除了脑电信号的检测、处置、输出等部分以外，还配有如下的辅助设备：2022-5-10生物医学工程系14七、脑电图机的根本知识七、脑电图机的根本知识 定义：脑电图机是用来丈量脑电信号的生定义：脑电图机是用来丈量脑电信号的生物电放大器。物电放大器。 它的主要单元脑电放大器的任务原理与心它的主要单元脑电放大器的任务原理与心电放大器根本一样。电放大器根本一样。2022-5-10生物医学工程系152. 脑电电极比心电电极小的多脑电电极比心电电极小的多,具有较高的信具有较高的信号源阻抗。相应的电路要求号源阻抗。相应的电路要求:要求放大器有更高的输入阻抗

11、；要求放大器有更高的输入阻抗；要求具有电极要求具有电极-皮肤接触电阻丈量安装皮肤接触电阻丈量安装,以估测以估测接触电阻。接触电阻。2022-5-10生物医学工程系163.导联数较多导联数较多,并且要求进展同步记录。相应的电路要求并且要求进展同步记录。相应的电路要求:采用中间接线盒采用中间接线盒(输入盒输入盒),电极引出线直接与输入盒相连电极引出线直接与输入盒相连,经过经过输入盒引出线再将脑电信号送到脑电图机中去输入盒引出线再将脑电信号送到脑电图机中去;必需有多通道的放大器和记录器同时任务必需有多通道的放大器和记录器同时任务, 常见的普通有常见的普通有8、16、32导等导等;对走纸电机的要求高对

12、走纸电机的要求高;4. 为了便于分析各导联脑电信号波形之间的相互联络为了便于分析各导联脑电信号波形之间的相互联络,机器机器内设置了时钟信号和定标信号。内设置了时钟信号和定标信号。5. 脑电信号幅值变化比较大。相应的电路要求脑电信号幅值变化比较大。相应的电路要求:增益控制有多档增益控制有多档,粗粗细调理细调理,定标电压设置有多种幅值定标电压设置有多种幅值;2022-5-10生物医学工程系175. 脑电信号频率差别变化显著。相应的电路要求脑电信号频率差别变化显著。相应的电路要求:应有各种不同频率的低截和高截滤波器应有各种不同频率的低截和高截滤波器,随时都可以转换随时都可以转换;时间常数和走纸速度均

13、应有多档选择时间常数和走纸速度均应有多档选择;2022-5-10生物医学工程系18八、脑电图机的导联八、脑电图机的导联 为了区分电极和两大脑半为了区分电极和两大脑半球的关系，通常右侧用偶球的关系，通常右侧用偶数，左侧用奇数。数，左侧用奇数。 从鼻根至枕骨粗隆连一正从鼻根至枕骨粗隆连一正中矢状线，再从两瞳孔向中矢状线，再从两瞳孔向上、向后与正中矢状线等上、向后与正中矢状线等距的平行线顺延至枕骨粗距的平行线顺延至枕骨粗隆称左右瞳线隆称左右瞳线 。2022-5-10生物医学工程系191、左右枕极、左右枕极9，10：从枕骨粗隆向上约：从枕骨粗隆向上约2cm， 左右旁开左右旁开3cm与左右瞳枕线相交处。

14、与左右瞳枕线相交处。 2、左右额前极、左右额前极1，2：沿瞳枕线入发际约：沿瞳枕线入发际约1cm处。处。 3、左右中央极、左右中央极5，6：左右外耳道连线与左右瞳枕：左右外耳道连线与左右瞳枕线相交处。线相交处。 4、左右额极、左右额极3，4：左右额前极与中央极的中点处：左右额前极与中央极的中点处。 5、左右顶极、左右顶极7，8：左右中央极与枕极之中点处。：左右中央极与枕极之中点处。 6、左右颞中极、左右颞中极11，12：左右中央极与外耳道之中：左右中央极与外耳道之中点处。点处。7、左右颞前极、左右颞前极13，14：左右瞳孔与外耳道中点处：左右瞳孔与外耳道中点处。 8、左右颞后极、左右颞后极15

15、，16：左右乳突上发际内约：左右乳突上发际内约 1cm处。处。2022-5-10生物医学工程系20 脑电图记录的是头皮两电极间电位差的波脑电图记录的是头皮两电极间电位差的波形。放于零电位上的电极称为参考电极，形。放于零电位上的电极称为参考电极，放于非零电位上的电极为作用电极。放于非零电位上的电极为作用电极。2022-5-10生物医学工程系21一个电极为参考一个电极为参考电极，另一个为电极，另一个为作用电极。作用电极。两个极均为作用两个极均为作用电极。电极。单极导联法单极导联法 衔接方式：将作用电极置于头皮上，参考衔接方式：将作用电极置于头皮上，参考电极至于耳垂，并经过导联选择开关分别电极至于耳

16、垂，并经过导联选择开关分别与前置放大器的两个输入端与前置放大器的两个输入端G1和和G2相连。相连。 参考电极普通选取耳垂。参考电极普通选取耳垂。 2022-5-10生物医学工程系22单极导联法的优缺陷比较单极导联法的优缺陷比较2022-5-10生物医学工程系23双极导联法优缺陷比较双极导联法优缺陷比较优点：优点： 记录下来的是两个电极记录下来的是两个电极部位脑电变化的差值，部位脑电变化的差值， 因此可以大大减少干扰因此可以大大减少干扰，并可排除无关电极引起，并可排除无关电极引起的误差的误差 。缺陷：缺陷： 假设两活动电极的间隔假设两活动电极的间隔在在3cm以内时，来自较大以内时，来自较大范围间

17、隔大于范围间隔大于3cm的的脑电位被两个活动电极同脑电位被两个活动电极同时记录下来，结果电位差时记录下来，结果电位差值相互抵消，记录的波幅值相互抵消，记录的波幅较低，也不恒定，所以要较低，也不恒定，所以要求两电极的间隔应在求两电极的间隔应在3-6cm以上。以上。 2022-5-10生物医学工程系24导联任务特点导联任务特点 利用脑电图定位病灶和诊利用脑电图定位病灶和诊断病情，并非只由一对电断病情，并非只由一对电极来实现，而是要用多对极来实现，而是要用多对电极多个导联，根据电极多个导联，根据不同的情况和要求，衔接不同的情况和要求，衔接成不同的方式，记录多个成不同的方式，记录多个波形，分析这多个波

18、形的波形，分析这多个波形的根本特征和相互联络才干根本特征和相互联络才干完成病灶定位和疾病诊断完成病灶定位和疾病诊断，这就要求脑电图机有多，这就要求脑电图机有多个放大器和记录器，普通个放大器和记录器，普通有有6导、导、16导、导、32导。导。2022-5-10生物医学工程系25九、目前临床脑电仪器的运用九、目前临床脑电仪器的运用1. 热笔描记式脑电图机热笔描记式脑电图机临床运用最广泛，普通配备临床运用最广泛，普通配备816导电极。导电极。2. 无纸脑电图机无纸脑电图机脑电信号经脑电信号经A/D转换后被采集到计算机，并由屏幕描记。转换后被采集到计算机，并由屏幕描记。 普通也是配备普通也是配备816

19、导电极。导电极。3. 脑电地形图仪脑电地形图仪 其配置与无纸脑电图机根本一样，但至少要配备其配置与无纸脑电图机根本一样，但至少要配备16导电极，导电极， 且打印机能输出彩色图形。当前趋势是将无纸脑电图机与脑且打印机能输出彩色图形。当前趋势是将无纸脑电图机与脑 电地形图仪合为一体。电地形图仪合为一体。4. 脑电监护仪脑电监护仪 能实时地、延续不断地显示脑电波形，并且具有存储功能、能实时地、延续不断地显示脑电波形，并且具有存储功能、 数据管理功能，最好具有报警功能。数据管理功能，最好具有报警功能。5. 脑电脑电Holter 即动态脑电长时间记录仪。普通配有即动态脑电长时间记录仪。普通配有316个电

20、极，个电极， 具有存储具有存储24h脑电信号的才干。脑电信号的才干。 其关键技术为：放大器的小型化及放大器的供电才干其关键技术为：放大器的小型化及放大器的供电才干.6. 脑电分析仪脑电分析仪包含脑电包含脑电Holter 的回放分析系统和普通意义上的脑电分析系统的回放分析系统和普通意义上的脑电分析系统. 记录脑电信号时间长记录脑电信号时间长30min以上，配有以上，配有16个以上电极个以上电极,具有具有 较为全面的分析功能时域、频域和空域。较为全面的分析功能时域、频域和空域。 2022-5-10生物医学工程系26十、脑电图丈量的最新技术实现十、脑电图丈量的最新技术实现及运用及运用 脑电地形图脑电

21、地形图 高分辨率脑电图高分辨率脑电图2022-5-10生物医学工程系27脑电地形图脑电地形图 传统的自发脑电图存在检测和分析的局限传统的自发脑电图存在检测和分析的局限性：性： 1、同一分析者对同一图在不同时间阅读、同一分析者对同一图在不同时间阅读，所得结果有较大偏向；，所得结果有较大偏向； 2、不同分析者对同一图阅读，所得结果、不同分析者对同一图阅读，所得结果有较大偏向；有较大偏向； 3、一些特殊概念很难有详细界限；、一些特殊概念很难有详细界限； 4、对于细微的不对称，或弥散在异常背、对于细微的不对称，或弥散在异常背景中局灶改动，不易被发现；景中局灶改动，不易被发现； 针对传统的自发脑电图检测和分析的局限针对传统的自发脑电图检测和分析的局限性，定量脑电图性，定量脑电图QEEG应运而生。应运而生。2022-5-10生物医学工程系28 定量脑电图：利用计算机对各个放大通路定量脑电图：利用计算机对各个放大通路的信号进展阅读，根据不同信号的频率进的信号进展阅读，根据不同信号的频率进展分类，并按出现的时间及波幅的总和之展分类，并按出现的时间及波幅的总和之比求出均值，从而直接对各类关系进展计比求出均值，从而