ch3生物医学信号处理

常见医学信号及其检测脑电信号脑电信号（Electroencephalogram,EEG）大脑中大量神经细胞进行自发和节律性活动时所表现出的电位信号。可从头皮、脑皮层和脑皮层内部记录得到。一定程度上反映大脑的功能状态和信息处理过程。科学研究和临床诊断。脑电信号的产生信号产生大脑中大量神经细胞产生并传导动作电位进行信息交互和处理过程中，导致的细胞膜外负电位在头皮和脑皮层的表现特点自发性节律性低频自发性脑电信号自发产生，伴随整个生命过程神经元自律性放电神经元回路兴奋冲动的循环神经元突触的连接形式（CNS）神经元突触的连接形式节律性大脑神经细胞放电同步化大量神经元的一致性排列低频神经细胞产生的动作电位的时间宽度——1~2ms脑电信号频率10Hz左右椎体细胞的胞体和顶树突产生的突触后电位突触电位—兴奋性突触后电位突触电位—抑制性突触后电位脑电信号的分类和特点节律类别频率(Hz)振幅(μV)明显部位心理状态α波8~1250~150枕、顶叶清醒、安静、闭目β波14~3010~30前中央回和额叶皮层兴奋θ波4~7100~150顶叶和颞叶睡眠δ波0.5~320~200额和颞叶深睡各种正常脑电波图形脑电信号采集采集要求放大器性能较好采集环境有效接地受试者尽量避免肢体运动采集装置头皮EEG电极帽位置确定——国际标准导联10-20系统矢状位鼻根和枕外隆凸连接线10等分，中点为头顶。冠状位鼻根、外耳孔和枕外隆凸连接所形成的冠状线也10等分以头顶为中心的同心圆与半径的交叉点来确定电极部位临床脑电图的10-20电极系统电极命名规则电极名称：左侧为奇数，右侧为偶数接近中线的用较小的数字，较外侧的用较大的数字电极名称包括电极所做头部分区的第一个字母各电极中文名称FP1 左额极F3 左额C3 左中央P3 左顶O1 左枕F7 左前颞T3 左颞T5 左后颞FZ 额中线CZ 中央中线FP2 右额极F4 右额C4 右中央P4 右顶O2 右枕F8 右前颞T4 右颞T6 右后颞PZ 顶中线脑电信号的应用神经和精神疾病的诊断和康复治疗预测癫痫、脑部肿瘤定位等基于脑电信号的生物反馈治疗纠正某些脑电信号中失调的成分，以长时间调整和保持精神状态。脑机接口诱发电位信号诱发电位（Evokedpotentials,EPs）当某一特定的刺激，如声音、光线等作用于人体的感觉系统时，大脑中枢神经系统产生的与刺激具有一定相位差的电位。各种诱发电位有特定的波形和相位反映相关神经系统的功能常用的诱发电位皮层诱发电位刺激于感觉系统神经系统高级认知功能的体现皮层下诱发电位神经纤维诱发电位常见诱发实验过度呼吸诱发试验在闭眼情况下让被试者以20~25次/min的速度作有规则的深呼吸3min，或不限时间而只作100~200次深呼吸。正常表现：α波波幅增高，节律性增强；慢波增强，随深呼吸的进行，脑波波率渐慢，波幅渐高。在深呼吸停止后30秒，慢波完全消失。睁闭眼诱发试验在α波出现较好，波幅较高时，令受试者睁眼，持续5~10s后令其闭眼，间隔5~10s再重复一次。正常人在睁眼后约0.09~0.17s的潜伏期后出现α抑制而被β节律代替，在闭眼0.09~0.17s内α节律又迅速恢复。闪光刺激诱发试验强更光线作闪光刺激视网膜引起脑电图变化。事件相关电位人体诱发电位（evokedpotential，EP）平均诱发电位（averageevokedpotentials,AEP）“事件相关电位”（event-relatedpotential,ERP）：由于ERP是脑产生的，所以有人有时称之为事件相关脑电位（event-relatedbrainpotentials）。ERP定义广义：凡是外加一种特定的刺激作用于机体，在给予刺激或撤消刺激时，在神经系统任何部位引起的电位变化。狭义：凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时，在脑区引起的电位变化。ERP的成分的分类按潜伏期分类：早成分、中成分、晚成分按照刺激来源分类：外源性成分、内源性成分