脑电信号采集与处理研究
2021-12-10周丽丽杜寅福
黑龙江科学 2021年22期
程 皓,周丽丽,杜寅福
(1.黑龙江省科学院,哈尔滨 150060; 2.黑龙江省科学院智能制造研究所,哈尔滨 150090)
脑电(EEG)是由颅腔内的大脑活动所产生、从头皮表面记录到的电生理信号,因此也称为头皮脑电。一般认为,头皮脑电是由大脑皮层的椎体神经元所产生的,作为一种生理信号,EEG也同样存在一些缺陷,如信号弱,干扰强。EEG信号由大脑皮质传导到头皮表面至少需要经过脑脊液、颅骨和头皮等几种组织,EEG信号经过层层削弱(特别是颅骨这种弱传导介质),到达记录电极时已极其微弱,信号采集是进行后续处理和分析的基础,因此采集到生理上可靠、可信的EEG信号显得尤为重要。
1 EEG采集系统
对于这类弱信号,采集放大器是必备条件,如高增益、高共模抑制比和高输入阻抗等。目前,已经有专门的用于EEG的信号采集集成数字芯片,如美国TI公司生产的ADS1299,主要介绍两种EEG采集系统。
Neuroscan是世界上领先的脑电采集系统制造商,其销售和支持网络较为完善。相比于其他放大器,Neuroscan生产的放大器轻薄、便携,信号采集软件简便、易用,采集的信号质量认可度较高,在我国市场份额占比较大,但相对于不断迭代更新的软件,硬件改善较少。

图1 放大器Fig.1 Amplifier
EGI的一大特色是电极帽。不同于一般采用固态的胶体黏附于头皮表面的电极帽,它使用盐水作为传导脑电信号的介质。这种电极帽并未采用传统的布+固定位置的Ag/Agcl电极的设计方式,而是采用了EGI公司的专利技术—盐水+海绵电极,利用网格间的张力,维持电极之间的相对位置,因此电极帽的准备时间大幅缩短,比较适用于特殊人群或需要快速佩戴电极帽的场合。……
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