ch3生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理

常見醫(yī)學(xué)信號(hào)及其檢測(cè)腦電信號(hào)腦電信號(hào)（Electroencephalogram,EEG）大腦中大量神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行自發(fā)和節(jié)律性活動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出的電位信號(hào)?？蓮念^皮、腦皮層和腦皮層內(nèi)部記錄得到。一定程度上反映大腦的功能狀態(tài)和信息處理過程?？茖W(xué)研究和臨床診斷。腦電信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)產(chǎn)生大腦中大量神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生并傳導(dǎo)動(dòng)作電位進(jìn)行信息交互和處理過程中，導(dǎo)致的細(xì)胞膜外負(fù)電位在頭皮和腦皮層的表現(xiàn)特點(diǎn)自發(fā)性節(jié)律性低頻自發(fā)性腦電信號(hào)自發(fā)產(chǎn)生，伴隨整個(gè)生命過程神經(jīng)元自律性放電神經(jīng)元回路興奮沖動(dòng)的循環(huán)神經(jīng)元突觸的連接形式（CNS）神經(jīng)元突觸的連接形式節(jié)律性大腦神經(jīng)細(xì)胞放電同步化大量神經(jīng)元的一致性排列低頻神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的動(dòng)作電位的時(shí)間寬度——1~2ms腦電信號(hào)頻率10Hz左右椎體細(xì)胞的胞體和頂樹突產(chǎn)生的突觸后電位突觸電位—興奮性突觸后電位突觸電位—抑制性突觸后電位腦電信號(hào)的分類和特點(diǎn)節(jié)律類別頻率(Hz)振幅(μV)明顯部位心理狀態(tài)α波8~1250~150枕、頂葉清醒、安靜、閉目β波14~3010~30前中央回和額葉皮層興奮θ波4~7100~150頂葉和顳葉睡眠δ波0.5~320~200額和顳葉深睡各種正常腦電波圖形腦電信號(hào)采集采集要求放大器性能較好采集環(huán)境有效接地受試者盡量避免肢體運(yùn)動(dòng)采集裝置頭皮EEG電極帽位置確定——國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)10-20系統(tǒng)矢狀位鼻根和枕外隆凸連接線10等分，中點(diǎn)為頭頂。冠狀位鼻根、外耳孔和枕外隆凸連接所形成的冠狀線也10等分以頭頂為中心的同心圓與半徑的交叉點(diǎn)來確定電極部位臨床腦電圖的10-20電極系統(tǒng)電極命名規(guī)則電極名稱：左側(cè)為奇數(shù)，右側(cè)為偶數(shù)接近中線的用較小的數(shù)字，較外側(cè)的用較大的數(shù)字電極名稱包括電極所做頭部分區(qū)的第一個(gè)字母各電極中文名稱FP1 左額極F3 左額C3 左中央P3 左頂O1 左枕F7 左前顳T3 左顳T5 左后顳FZ 額中線CZ 中央中線FP2 右額極F4 右額C4 右中央P4 右頂O2 右枕F8 右前顳T4 右顳T6 右后顳PZ 頂中線腦電信號(hào)的應(yīng)用神經(jīng)和精神疾病的診斷和康復(fù)治療預(yù)測(cè)癲癇、腦部腫瘤定位等基于腦電信號(hào)的生物反饋治療糾正某些腦電信號(hào)中失調(diào)的成分，以長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整和保持精神狀態(tài)。腦機(jī)接口誘發(fā)電位信號(hào)誘發(fā)電位（Evokedpotentials,EPs）當(dāng)某一特定的刺激，如聲音、光線等作用于人體的感覺系統(tǒng)時(shí)，大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的與刺激具有一定相位差的電位。各種誘發(fā)電位有特定的波形和相位反映相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)的功能常用的誘發(fā)電位皮層誘發(fā)電位刺激于感覺系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)高級(jí)認(rèn)知功能的體現(xiàn)皮層下誘發(fā)電位神經(jīng)纖維誘發(fā)電位常見誘發(fā)實(shí)驗(yàn)過度呼吸誘發(fā)試驗(yàn)在閉眼情況下讓被試者以20~25次/min的速度作有規(guī)則的深呼吸3min，或不限時(shí)間而只作100~200次深呼吸。正常表現(xiàn)：α波波幅增高，節(jié)律性增強(qiáng)；慢波增強(qiáng)，隨深呼吸的進(jìn)行，腦波波率漸慢，波幅漸高。在深呼吸停止后30秒，慢波完全消失。睜閉眼誘發(fā)試驗(yàn)在α波出現(xiàn)較好，波幅較高時(shí)，令受試者睜眼，持續(xù)5~10s后令其閉眼，間隔5~10s再重復(fù)一次。正常人在睜眼后約0.09~0.17s的潛伏期后出現(xiàn)α抑制而被β節(jié)律代替，在閉眼0.09~0.17s內(nèi)α節(jié)律又迅速恢復(fù)。閃光刺激誘發(fā)試驗(yàn)強(qiáng)更光線作閃光刺激視網(wǎng)膜引起腦電圖變化。事件相關(guān)電位人體誘發(fā)電位（evokedpotential，EP）平均誘發(fā)電位（averageevokedpotentials,AEP）“事件相關(guān)電位”（event-relatedpotential,ERP）：由于ERP是腦產(chǎn)生的，所以有人有時(shí)稱之為事件相關(guān)腦電位（event-relatedbrainpotentials）。ERP定義廣義：凡是外加一種特定的刺激作用于機(jī)體，在給予刺激或撤消刺激時(shí)，在神經(jīng)系統(tǒng)任何部位引起的電位變化。狹義：凡是外加一種特定的刺激，作用于感覺系統(tǒng)的某一部位，在給予刺激或撤消刺激時(shí)，在腦區(qū)引起的電位變化。ERP的成分的分類按潛伏期分類：早成分、中成分、晚成分按照刺激來源分類：外源性成分、內(nèi)源性成分