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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,首都医科大学三博脑科医院,电生理脑电图室,徐飞飞,电极,电极材料:脑电图电极用于采集脑电信号,由导电性能良好的金,直流电持续通过时,由,学反应而在金属电极表面产生电荷积累,造成时间和频率的电阻,极表面因为存在电荷和极性而产生直流电,度的基线缘慢漂移伪差,这种有极性的金属材,电脑信号。脑电图的电极通常为银电极,其可在,形成时间和频率依,双相表面电荷,因而,显的极化现象。脑电图电极也,金属或合金材料制成,的无极性电极。,阻抗澜试( impedance,由于脑电信号非常微弱,为保证最大限度采集到真实的脑电信号同时消除各种外界干扰,需,娄尽可能降低电极与头皮之间的阻抗,这一方面要求电极的材料电阻性要低,另一方面要求对头,皮进行认真处理。记录腩电图的前一天应洗头。记录前应对头皮进行认真清洁,可用酒精或丙酮,去除头皮脂质,必要时用很细的磨沙膏去除头皮角质层,以降低电阻,增加导电性能。在头皮和,电极之间应使用导电膏或盐水等电解质溶液,保证界面的良好接触。长时间记录时可用火棉胶固,定电极。记录前应测试每个电极与头皮间的阻抗,要求在100-50之间。电阻过高时可产生,各种于扰,最常见的是50H交流电干扰,也可产生类似各种脑波的图形而造成误判;阻抗过低,则可产生短路效应或“盐桥”效应。有时金属电极表面的离子可与电解质溶液中的离子发生交,换,在头皮与电极之间形成一个直流补偿电压( DC offset voltage),脑电放大器可通过差分放大,作用消除直流补偿电压。但如果输入放大器两端的一对电极之间的阻抗差别过大而导致直流补楼,电压差过大,则可形成电桥,造成脑电图形的失真。因此应特别注意各电极点之间的阳抗平衡,、脑电信号的放大,脑电信号是一种毫伏(m)级或微伏()級的徼弱低频电生理信号、经过傾骨和头皮,的袞减后,在头皮袤面记录的信号一般只有数十至数百微伏,需经过数百万倍的放大才能显丌,来。而环境噪音和千扰通常比脑电信号强得多,仪器本身也可能产生一定强度的噪音。这就需要,有高灵敏度、高输人阻抗的低领直流放大器,并具有抗千扰性强、噪音低的特性。,放大器( amplifies,脑电图的放大器通常由前置电压放大和后置功率放大两部分组成。脑电图的前置放大器通过,多級连续电压放大,可将微弱的脑电信号放大数百万倍。前置放大器有两个输入端,分别为输人,或栅极( input I or grid,Gl)和输入2或栅极2(ipu2 or grid2,(2)、前置放大器具有抑,制同相其模信号(CM)而放大异相差模信号(DM)的功能,前者称为共模抑制,后者称为差,分放大。来自外界的于抗信号一般同时进入放大器的两端,由于信号的位相和电压相同而被抑,制,从而达到抗干扰的目的。而来自两个不同记录电极的脑电信号存在一定的电压差和位相差,可通过差分放大而显示出来,因此我们看到的脑电图都是两个记录点之间的电位差。国际脑电图,协会技术用语委员会协议规定,脑电图仪放大器的输人端I对输人端2为相对负相,使记录笔产,生向上的偏转,因此向上偏转的信号称为负桕,向下偏转的信号称为正相。这种规定与物理学或,电工学的习惯相反,它们将向上偏转的波称为正相波,前向下偏转的波称为负相波。,前置放大器的性能用共模抑制比(CMR)表示:共模抑制比=异相信号的放大倍数:同相信,号的放大倍数(CMR=KDM/KCM)。对异相信号的放大倍数越大,越能反映出徵小的脑电信号,改变;而对同相信号的放大倍数越小,抗干扰能力越强。所以总体来说是共模抑制比越大越好,般应在500以上(50-10AB),后极放大为功率放大,是将从前置放大器输出的信号功率放大,从而带动记录笔的机槭运动,输人阻抗和输出阳抗( input and output resistance),输人阻抗指从一测量系统或线路环节的输人端测得的系统自身的阻抗,即zi=Vili,式中石为系统的输人阻抗,和li分别为从系统输端测得的输人电压和输入电流。输入阻抗,反映一个系统对其前一级系统的功率要求,输入阻抗愈高,它从前一级所吸取的电流愈小,因而,愈容易与前一级系统相连接,不致引起前级输出信号的改变。脑电图等许多生物信号都很微弱,不能向测量仪器提供较大的电流,否则将会引起被測量的生物信号发生变化(如幅度衰减)。因,此要求用于生物医学测量的仪器具有很高的输人阻抗,例如生物电放大器的输入阻抗一般为2,10兆欧,用于测量细胞单位的傚电极放大器的输入阻抗高达数十至数百兆欧,信噪比(i,gnal to noise ratio, SNR,放大器除了能把有用的信号放大之外,同时也能把一些无规则的电流或电压加以放大,这些杂,乱无規熜的电压或电流称为放大器的噪音。噪音可来源于放大器外部(如来自周围的电磁场)或,内部(如电子元件因热运动而产生的热噪音)信噪比即信号功率与噪音功率的比偵。馘放大的,后号越微弱,所要求的信噪比越大。如果脑电放大器输人端的噪音达到u以上,脑电波将被,淹没在音之中无法分。当噪音水平超过2V时,噪音与脑电图的低电压活功不易区分,这,点在判断电静息和脑死亡时特别重要。因比一-般要求脑电图仪器的噪音水平不得高于2V。,频率特性,放大器的颧率特性是指某一种放大器只能对某一范围内的频率有同样大小的放大倍数。当信,号蟥率高于或低于这个频率范围时,放大倍数就要下降。如果将不同频率的标准信号输入放大,器,分别测量电压的放大倍数,可测得放大器的频率特性曲线(图2-3),由图2-3可以看出,当频率过低或过高时放大倍数都下降。在颚率降低部分,当放大倍数下,00,70%,图23大器的频宰特性曲线,1为设定的低颚截止点,h2,定的高频截止点,F1全2之同,)为成大的带逝,降至0.%时,所对应的频率(F)称为下限率。在频率升高部分.当放大倍数下降至,70.7%时所对应的频率(F2)为上限頻率从H到F2之间的频率范围(印)称为放大器的带,通(hand-pas)。脑电放大器的带通范围-般在01-00Hz,而言,波的波幅最高,其次为6、和,菠,所以将高波幅波褒减后,叮通10,过增加敏度显示低波幅的快波活动,3,it(notch filters, or 50Hz 5.,rejection filter)指有选择地衰减某一辄,率的信,4内使用的市电一般为50Ht,交流电。为滤除50Hz交流电的十扰,可,0.3,开启5Hz陷波(图28)。国外有些仪,器为对应60Hz市电而设定为60H陷波,图285H陷波示意图,应注愆陷波滤波可能使棘波失真。因,选择性衰减0出波,但在左右定,此,在出现交流电干扰时应首先去除周,范围内的波也玻同度减,围环境中的电源干扰,修理记录电极、参考电极和公共对地电极,并保证仪器有良好接地。只有,在交流电干扰不能通过其他方法去除时才开启陷波滤波(图29)。国际脑电图及神经电生理学,会建议有条件时使用特别为神经电生理仪器设计的专用电源,而不使用陷波滤波。因为在高频滤,波的基础上再使用陷波滤波,等于进行两次高頻滤波,会使快波和棘波失真,
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