第3课 脑电测量及仪器

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脑电图电极的安放位置
前后方向的测量 是以鼻根到枕骨粗隆 连成的正中线为准， 在此线上有额中线点 Fz、中央头顶点Cz 和顶中线点Pz，在 正中线中点和前后 20%处
3-12
脑电图电极的安放位置
根据耳屏前凹径中 央头顶到对侧耳屏前凹 的测量结果，可确定冠 状线电极的位置，如中 央点(C3．C4)。 额点(F3，F4)位于 前额和中央，以及前颞 和额中线电极的中间。 顶点(P3，P4)位于中 央和枕区，后颞和顶中 线电极的中间。
3-18
128导EEG/ERP记录系统
Neuroscan 128导 EEG/ERP记录系统为脑科 学的研究提供了很好的技 术和研究平台，而且还有 和磁共振结合研究的工具 。目前又推出全新的脑电 研究的方法，并已成功完 成了512导记录系统的调试
3-19
EEG基本特征
用快的送纸速度记录下来的脑电图一般呈正弦波样外 观，周期、振幅、位相称为脑电图的基本特征，也是 规定放电团节律性的波形的重要因索。 振幅
3-5
脑电图
大脑皮层的神经元具有自发生物电活动，因此大脑 皮层经常具有持续的节律性电位改变。临床上将用 双极或单极记录方法，在头皮上观察大脑皮层的电 位变化而记录到的脑电波称为脑电图(EEG)
3-6
脑电记录历史
英国医生理查德·卡顿在1875年首先在动物身上观 察到了脑电波。由于受到威廉心电图获得成功的 鼓舞，伯格决定用弦线电流计来测定大脑的电活 动。 国精神病学家伯格（Berger）于1924年在其子的 头部用头皮电极第一次记录脑电活动，于1929年 发表了论文，并开始应用于临床。他确定了α波和 β波。
3-31
诱发电位仪
除了自发脑电波外，采用刺激的方法还能够引起大脑皮层 局部区域的电活动，称之为脑诱发电位EP（Evoked Potential）。 刺激的方式通常有三种：视觉刺激、听觉刺激和体感刺激 ，刺激时，可在与刺激感觉通道相对应的头皮部位测到诱 发电位，分别称为视觉诱发电位 VEP（Visial Evoked Potential）、听觉诱发电位AEP（Auditory Evoked Potential）和体感诱发电位SEP（Somatic Evoked Potential）。
3-15
双极导联法
双极导联法不使用无关电极，只使用头皮上的两个活动电极 优点：记录下来的是两个电极部位脑电变化的差值，可以大 大减小干扰，并可排除无关电极引起的误差。 缺点：如果双极导联的两个活动电极间距离在3cm以内，来 自较大范围(距离大于3cm)的脑电位被两个活动电极同时记 录下来，结果电位差值互相抵消，记录的波幅较低，所以两 电极的距离应在3-6cm以上。
BIoMedical Measurements and Instrumentation（BMI）
生物电测量与仪器 ——脑电测量及仪器
刘 谦 Qianliu@
华中科技大学 · 生命科学与技术学院
本课件只能用于华中科技大学生命科学与技术学院
参考书和资源
生物医学测量与仪器，王保华，复旦大学出版社， 2003年 OpenEEG project ， /OpenECG，
G1 G2
+ -
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单极导联法的优缺点
优点:能记录活动电极下脑电位变化的绝对值，其 波幅较高且较稳定，异常波常较局限，这有利于病 灶的定位。 缺点：参考电极(无关电极)不能保持0电位，易混 进其他生物电干扰。例如当振幅大的异常波出现于 颞部时，耳垂电极由于靠近颞部而受其电场的影响 ，这样有可能记录到与颞部电位数值相近的异常电 位。
3-16
导联线的连接方式
对同一脑部病灶区，单极导联和双极导联可以得到 不同效果波形，在临床应用中都有很大的指导意义
(a)
(b)
两种导联法的对同一病灶点的诊断显示的波形不同 (a)双极导联； (b)单极导联
3-17
多导电极
利用脑电图确定位病灶和诊断病情，并非只由一对 电极来实现，而是要用多对电极(多个导联)，根据 不同的情况和要求，连接成不同的方式，记录多个 波形，分析这多个波形的基本特征和相互联系才能 完成病灶定位和疾病诊断。这就要求脑电图机有多 个放大器，同步记录8、16或32导波形。
3-26
脑电测量系统特征 I
电极要求：防止出现的基线漂移，采用银-氯 化银制的极化电极，以提高极化电压的稳定性 脑电电极比心电电极要小，因此它具有较高的 信号源阻抗，要求放大器有更高的输入阻抗(大 于10MΩ)。 导联数多，而且为了观察脑电场分布的对称情 况和瞬时变化，一般要求进行同步记录，因此 必须有多通道的放大器和同步记录器同时工作 ，常见的一般有8导、16导、32导、64导和 128导等。
CZ
FPZ T3
（A）
CZ OZ A1 A2
（B）
电极放置的10~20系统(A示侧面观;B示头顶部正面观)，基于头皮4个标准 点(鼻根、枕外粗隆、左和右耳前点)间的百分比距离而来
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国际10-20系统
•国际10-20系统(the 10-20 international System)电极放置法
其特点是：
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内容
脑电的产生和脑电图 脑电图机 脑电信号分析 诱发脑电
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脑电的产生
神经细胞的跨膜静息电位为-70mV，为静息状态， 受刺激后，膜内电位上升，开始除极化，形成动作 电位。 由于组织很厚，而单个神经元电活动非常微小，不 能在头皮记录到。能在头皮上测量到的是由大量神 经组织的突触后电位同步总和而成 脑电波是由大脑皮层中无数个神经元同步化的电活 动形成的，同步化作用通常认为受脑干的控制
3-13
单极导联法
单极导联法是将活动电极置于头皮上，并通过导联选 择开关接至前置放大器的一个输人端(G1)；无关电极 置于耳垂，并通过导联选择开关按至前置放大器的另 一个输入端(G2)。
无关电极一般选两侧耳垂，它与活动电极有 多种配对方式： 1．一侧耳垂无关电极对应同侧头皮活动电 极。 2．一侧耳垂无关电极与另一侧头皮活动电 极相对应。 3 ．左右两侧耳垂的电极连接在一起作为无 关电极使用(也可接地)，再与各活动电极(每 次只能取一种)配对．
波形 名称 Beta波
Alpha 波
Theta 波 Delta波 棘波
脑电波图谱
3-21
EEG分类
δ波 慢波 θ波 α波 中间快波 β波 快波 γ波 0.5 ~ 3Hz 4 ~ 7Hz 8 ~ 13Hz 14 ~ 17Hz 18 ~ 30Hz 31Hz以上
α-脑电图：顶、枕 大多数 β-脑电图： 6% 全部导联 额、中央区 平坦脑电图：10% 不规则脑电图
3-4
脑电的测量
自发脑活动：在无明显感觉刺激情况下，大脑皮层 经常自发产生的节律性电位变化。(10~100uV, <50Hz) 诱发脑电位：由于外界诱发引起的脑电位变化 (0~100uV) 脑电图：应用记录电极在头皮 表面所记录的自发脑 电活动。 皮层电图：在开颅情况下，应用记录电极在皮层表 面所记录的自发脑电活动。
3-7
脑电图机
脑电图机通常有8通道或16通道，同时测量和描记8 道或16道脑电波形，用8笔或16笔的墨水笔记录仪 描记。现代脑电图机还有64道及128道。
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电极安放标准
国际脑电图学会建议采用的标准电极安放法:其中FP为额 极，Z代表中线电极，CZ为中央点，PZ为顶点，O为枕点，T 为颞点，A为耳垂电极。主要按三条线：前后正中线 (FPz~Oz),冠状线(A1~Cz~A2)和侧连线(FPz~T3/T4~Oz)
电极有各自的名称：位于左侧的是奇数， 右侧的是偶数。 按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在头部分区的第一个 字母。 诸点电极的间隔均以10%和20％来测量。
3-10
脑电图电极的安放位置
测量眉毛和耳上 方头围的下10%圈定 出最外侧电极的位置 (左右前额点FP1、 FP2，前颞点F7、F8 ，中颞点T3、T4， 后颞点T5、T6和枕 点O1、O2)。
一过性、可逆性的生理变化
病理变化（棘波、慢波等）
3-24
成人正常脑电图的主要特征
1．由α波和快波组成，慢波只有少数、散在性θ波(占10％ ～15％以下) 。 2．α波和快波显示正常分布，即α波主要分布于枕、顶区 ，快波于额、额前区。 3．左右对称部的波幅差一般不超过20％。 4．左右对称部的频率差异不超过10％。 5．α波在睁眼、感觉刺激、精神话动时有反应(衰减)。
Schwab频率分类
R. Jung 图形分类
3-22
脑电图的临床生理学意义
颅内发生损伤、占位性病变，均可影响神经细 胞功能，从而使脑电波发生改变。
清醒 轻度睡眠 快速眼动睡 眠
50μV
深度睡眠
脑电记录中睁眼对α波的影响同意识状态下的脑电图 3-23
影响脑电图的各种因素
生命过程中，在整个机体特别是神经系统发生的全部变 化都能反映在脑电图上。 年龄 个体差异和年龄差异 精神活动 外界刺激 意识变化 体内生化学改变 脑部疾病 与发育情况和体制特点有关
3-25
脑电与心电放大的差异
单元脑电放大器的工作原理与心电放大器基本相同， 但由于脑电信号的幅值范围为10~100μV(平均50μV ，老人20μV左右，儿童可达100μV)，比标准心电信 号要小两个数量级，因此它要求的放大增益要高得多( 约100dB左右)。由于信号太微弱，同样大小的共模电 压对脑电检测将会造成更为严重的影响，因此要求脑 电放大器有更高的共模抑制比（约为10000:1）。
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脑电测量系统特征II
脑电图机应设有电极-皮肤接触电阻测量装置 ，以估测接触电阻，提示采取改进措施来保证 良好的接触。 一般接触电阻应小于20kΩ，如果超过此值， 则必须清洁皮肤，处理电极和采用更好的电极 膏。 为保证人身安全和测量的准确，测量电源应采 用交流恒流源。