- 完整的脑电数据采集系统:电极、带滤波器的放大器、模数转换器和数据记录电脑。
- 电极:大多数脑电数据采集系统包含多个活动电极、一或两个参考电极、和一个接地电极
- 接地电极:主要用于降低接地电环路产生的噪声音;
- 每个单独的脑电电极的电压波形图都可以看作活动电极(A)和参考电极(R)之间电势差随时间的变化。
- 理论上,R设在很远的地方,绝对电势为0,因此A和R之间的电势差可以很大程度上反应A附近的电活动;但实际上,完美的参考电极并不存在,大多数的参考位点不是电中性。因此,A和R之间的电势差反映了两点之间的电活动。
- 电极材料常采用银-氯化银所制,其不仅具有很好的导电性能,而且可以准确的记录微小的电位变化。
- 常用导电介质:导电膏,生理盐水。
- 电极位置:国际10-20电极排布系统。
- 阻抗:高阻抗会使记录到的脑电信号失真,为了减少失真,应使阻抗小于10KΩ。
- 放大器和转换器:
- 生物电位放大器的基本要求;
- 放大器输入信号的组成:所需的生物电信号、无用的生物电信号、50/60Hz工频干扰信号、谐波,生理组织和电极接触产生的干扰信号、噪声。
- 所需的生物电信号,称为差分信号;
- 工频干扰信号,称为共模信号;
- 差模增益和共模增益之比称为共模抑制比(至少100dB)
- 为了减少环境电噪声的影响,差分放大器应具有高共模抑制比(至少100dB)和高输入阻抗(至少100MΩ)。
- 一般,放大器会包含一个模拟滤波器单元。
- 高通滤波,减少低频的生物伪迹电势带来的影响;
- 低通滤波,其截止频率取决于感兴趣的最高频率(低通滤波的截止频率应低于采样率的一半)
- 转换器的分辨率一般为212.(若存在较大的直流位移,就需要更高的分辨率)
实际上,转换器的电压分辨率最好超过20位。
- 伪迹:
- 所有的非电脑信号,统称为伪迹。
- 脑电记录中的伪迹分为两类:与被试相关的伪迹,与技术相关的伪迹
- 与被试相关的伪迹,是无用的生理电噪声,可能会极大的扭曲脑电数据;
- 与技术相关的伪迹,是周围环境引起的电噪声。
- 脑电数据的伪迹处理:
- 伪迹拒绝:对较大的瞬态伪迹,可将其直接从数据中剔除;
- 伪迹校正:对于小而稳定的伪迹,可以估计这些伪迹对脑电数据的影响,并使用一些校正程序去除伪迹。