《EEG信号基础》PPT课件.ppt

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1、第一讲第一讲 EEG信号基础信号基础主讲人：谢宏主讲人：谢宏信息工程学院信息工程学院大脑的外部环境大脑的外部环境v人的大脑位于颅腔内，大脑分为左右两半球v脑组织外的颅骨、脑膜、血管、脑脊液和血-脑屏障等构成了脑的物理、化学环境v正是这些理化环境的相对稳定才保证了脑的正常生理功能 1脑膜(meninges)：硬膜(或称韧膜)、蛛网膜和软膜3层组成。2脑脊液 脑脊液是一种比重低而清晰的液体，含有较多的电解质(氯化纳、氯化钾、氯化钙等)，及少量的蛋白质和葡萄糖。3脑屏障v血脑屏障(blood brain barrier)v血脑脊液屏障(blood cerebrospinal fluid barrie

2、r)v脑脊液脑屏障 (brain cerebrospinal fluid barrier)大脑的结构大脑的结构 v人的大脑人的大脑(Brain)包括左、右两个半球及连接两个半包括左、右两个半球及连接两个半球的部分。球的部分。v大脑半球大脑半球被覆灰质，称大脑皮质，其深部为白质，被覆灰质，称大脑皮质，其深部为白质，或称为髓质。大脑两半球间由巨束纤维（胼胝体，或称为髓质。大脑两半球间由巨束纤维（胼胝体，corpus callosum）相连。）相连。v 脑主要包括脑主要包括大脑大脑、间脑间脑、小脑小脑、中脑中脑、脑桥脑桥及及延髓延髓等六个部分。等六个部分。1脑的表面结构 2大脑皮层功能分区 脑电的产

3、生与测量v在大脑活动时，大脑外层皮质细胞所产生的生物电将随时间和空间出现变化v用置于头皮表面的电极探测各点的电势差随时间的变化（EEG）。v头皮电极测量的电势差变化是大量脑细胞叠加的结果。+_+_活活动位置位置参考位置参考位置双极双极脑电记录脑电记录+_+_记录记录两个活两个活动动位置位置电电位的差位的差电极的安放：10-20导联系统更多的导联系统如何放置电极v皮下针电极：医院用于诱发电位等的检测v表面湿电极：带电极帽，电极灌注导电膏v表面干电极：带电极帽脑电波的分类脑电波的分类v自发脑电：人的大脑皮层有自发的电活动，其电位随时间发生变化，用电极将这种电位波形提取出来并加以记录就可以得到脑电图

4、。v诱发脑电：如果给机体以某种刺激后经过一定的潜伏期，在脑的特定区域出现的电位反应，其特点是诱发电位与刺激信号之间有严格的时间关系。自发脑电波形自发脑电波形v波：频率为1-3.5Hz，振幅为20-200V，在睡眠、深度麻醉、缺氧或大脑有器质性病变时出现。v波：频率为4-7Hz，振幅约为10-50V，在困倦时，中枢神经系统处于抑制状态时所记录的波形。v波：频率8-13Hz，振幅20-100V，可在头的枕部检测到，它是节律性脑电波中最明显的波。v波：波频率约为1330Hz，振幅约为5-20V,是一种快波，波的出现一般意味着大脑比较兴奋。自发脑电的时域与频域波形normal signaltheta

5、bandalpha bandbeta bandgamma band0 1000 Hz4 8 Hz13 30 Hz8 12 Hz30 100 Hz诱发电位+_+_strobe light flashes,elicits evoked potential+EEG:+EPEEG=“single trial”常用的诱发电位v视觉诱发电位视觉诱发电位(pattern reversal visual evoked potential，PR-VEP),v脑干听觉诱发电位脑干听觉诱发电位(brain stem auditory evoked potential，BAEP)v体感诱发电位体感诱发电位(somat

6、osensory evoked potential，SEP)。v诱发电位较小，完全淹没在自发脑电信号中，一般诱发电位较小，完全淹没在自发脑电信号中，一般要采用叠加平均处理提高信噪比。要采用叠加平均处理提高信噪比。Event-related potentials(ERPs)The raw signal with stimuli presentationsThe averaging of the raw signal epochsleading to the ERP脑电信号的特点v幅度：0.1 100 Vv频带频带:0.5 3000 Hz干扰信号：眼电干扰、肌电干扰、工频干扰、环境电磁噪声干扰等信

7、号源的内阻大，且具有时变性脑电信号放大器v高放大倍数高放大倍数v高输入阻抗高输入阻抗v低噪声低噪声v适当的同频带适当的同频带v高共模抑制比高共模抑制比v低漂移低漂移脑电信号采集系统采集系统设计注意事项vADC(模数转换模块)的转换频率要高于放大器通带上限截止频率的两倍以上，一般5-10倍。vADC的精度位数一般有两位损失，因此要结合具体应用选择放大器的倍数与ADC位数。ADC位数+/-100mV+/-10mV+/-1mV+/-100uV+/-10uV120.196mV19.6uV1.96uV0.196uV19.6nV.1612.2uV1.22uV0.122V12.2nV1.22nV2448nV4.8nV0.48nV0.048nV0.0048nV在不同输入电压范围和在不同输入电压范围和ADC位数精度组合下采集系统最小识别电位位数精度组合下采集系统最小识别电位