《EEG信号基础》PPT课件.ppt

第一讲 EEG信号基础,主讲人：谢宏信息工程学院,大脑的外部环境,人的大脑位于颅腔内，大脑分为左右两半球脑组织外的颅骨、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脑屏障血脑屏障(blood brain barrier)血脑脊液屏障(blood cerebrospinal fluid barrier)脑脊液脑屏障(brain cerebrospinal fluid barrier),大脑的结构,人的大脑(Brain)包括左、右两个半球及连接两个半球的部分。大脑半球被覆灰质，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，corpus callosum）相连。脑主要包括大脑、间脑、小脑、中脑、脑桥及延髓等六个部分。,1脑的表面结构,2大脑皮层功能分区,脑电的产生与测量,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）。头皮电极测量的电势差变化是大量脑细胞叠加的结果。,单极脑电记录,活动位置,参考位置,双极脑电记录,记录两个活动位置电位的差,电极的安放：10-20导联系统,更多的导联系统,如何放置电极,皮下针电极：医院用于诱发电位等的检测表面湿电极：带电极帽，电极灌注导电膏表面干电极：带电极帽,脑电波的分类,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。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,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。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。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。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 signal,theta band,alpha band,beta band,gamma band,0 1000 Hz,4 8 Hz,13 30 Hz,8 12 Hz,30 100 Hz,诱发电位,+,_,strobe light flashes,elicits evoked potential+EEG:,+,EP,EEG,=,“single trial”,常用的诱发电位,视觉诱发电位(pattern reversal visual evoked potential，PR-VEP),脑干听觉诱发电位(brain stem auditory evoked potential，BAEP)体感诱发电位(somatosensory evoked potential，SEP)。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。,Event-related potentials(ERPs),The raw signal with stimuli presentations,The averaging of the raw signal epochsleading to the ERP,脑电信号的特点,幅度：0.1 100 V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号源的内阻大，且具有时变性,脑电信号放大器,高放大倍数高输入阻抗低噪声适当的同频带高共模抑制比低漂移,脑电信号采集系统,采集系统设计注意事项,ADC(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。ADC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。,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,