在腦電信號(hào)研究領(lǐng)域，腦電偽跡是影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。深入了解腦電偽跡，對(duì)獲取可靠腦電數(shù)據(jù)、推動(dòng)腦科學(xué)研究意義重大。

腦電偽跡的產(chǎn)生根源

腦電信號(hào)由大腦神經(jīng)元電活動(dòng)產(chǎn)生，極其微弱，通常處于幾十微伏的低振幅范圍。在記錄過(guò)程中，各種干擾信號(hào)混入其中，形成腦電偽跡。其產(chǎn)生源于記錄環(huán)境的復(fù)雜性以及人體自身生理活動(dòng)的多樣性。腦電偽跡主要分為兩類(lèi)，一是生理偽跡：人體的眼部活動(dòng)、肌肉收縮、心臟跳動(dòng)等生理活動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)；二是技術(shù)偽跡：環(huán)境中的電子設(shè)備、電源線路產(chǎn)生的干擾。

HUIYING

不同類(lèi)型腦電偽跡

生理偽跡

1.眼部活動(dòng)偽跡：眼睛活動(dòng)時(shí)，角膜和視網(wǎng)膜間的電位差產(chǎn)生眼電（EOG）信號(hào)。眨眼時(shí)，會(huì)在額部通道形成高幅度電壓峰值；眼球橫向運(yùn)動(dòng)則產(chǎn)生盒狀電位偏轉(zhuǎn) 。這些偽跡主要集中在 delta 和 theta 頻段，易與大腦低頻信號(hào)混淆，干擾大腦認(rèn)知活動(dòng)相關(guān)腦電信號(hào)的分析。下圖是不同眼電信號(hào)的波形特征、EOG通道的光譜輪廓和在額葉與頂葉通道的投影、腦電地形圖。

眨眼眼電信號(hào)偽跡、垂直EOG光譜及腦電地形圖

眼球運(yùn)動(dòng)眼電信號(hào)偽跡、水平EOG光譜及腦電地形圖

2.肌肉活動(dòng)偽跡：肌肉收縮產(chǎn)生的肌電圖（EMG）信號(hào)會(huì)干擾腦電信號(hào)。頭部肌肉活動(dòng)時(shí)，偽跡幅度與肌肉收縮強(qiáng)度相關(guān)，頻率覆蓋 20Hz - 300Hz，涵蓋大部分腦電頻譜，在 beta 和 gamma 頻段尤為明顯，影響腦電信號(hào)相關(guān)研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

叩齒和肩頸緊張肌電偽跡

3.心臟活動(dòng)偽跡：心臟電活動(dòng)產(chǎn)生的心電圖（ECG）信號(hào)，即脈搏偽跡，在頭皮上幅度較低，但因電極位置和身體形狀差異，會(huì)在腦電信號(hào)中呈現(xiàn)節(jié)律性畸變。其頻率成分與腦電頻段重疊，在癲癇研究中可能被誤判為癲癇樣活動(dòng)。

心電偽跡

4.其他生理偽跡：出汗使皮膚導(dǎo)電性改變，產(chǎn)生影響腦電信號(hào)基線的緩慢漂移電壓；呼吸時(shí)胸部和頭部運(yùn)動(dòng)，在睡眠記錄中會(huì)改變電極與頭皮接觸，這些低頻偽跡影響腦電信號(hào)的時(shí)間和幅度特征。

出汗（左）和身體運(yùn)動(dòng)（右圖）時(shí)腦電信號(hào)基線漂移

技術(shù)偽跡

1.線路噪聲與電磁干擾：交流電在電線中流動(dòng)產(chǎn)生的線路噪聲，頻率多為 50Hz 或 60Hz，電子設(shè)備也可能成為噪聲源。這些干擾疊加在腦電信號(hào)上，在頻譜圖呈現(xiàn)尖峰，降低腦電信號(hào)質(zhì)量。

2.電極相關(guān)偽跡：電極與頭皮接觸不良，由帽子松動(dòng)等原因引起，會(huì)使信號(hào)不穩(wěn)定，出現(xiàn)緩慢漂移或 “電極跳變”。“電極跳變” 干擾單個(gè)通道，接觸不良的漂移影響多個(gè)通道，嚴(yán)重影響記錄準(zhǔn)確性。

3.電纜運(yùn)動(dòng)偽跡：腦電圖電纜移動(dòng)改變導(dǎo)電性能，產(chǎn)生瞬態(tài)信號(hào)變化。電纜擺動(dòng)引入的振蕩若與腦電信號(hào)頻率重疊，會(huì)干擾信號(hào)采集分析。

線路電磁干擾（左）與電極相關(guān)（右）偽跡

綜上所述，腦電偽跡嚴(yán)重阻礙腦電信號(hào)分析研究。它降低信號(hào)信噪比，掩蓋大腦真實(shí)電活動(dòng)信號(hào)，使微弱的認(rèn)知相關(guān)腦電信號(hào)難以被識(shí)別分析。偽跡增加數(shù)據(jù)變異性，干擾實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，導(dǎo)致多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)大，無(wú)法準(zhǔn)確反映大腦活動(dòng)規(guī)律。在癲癇診斷等應(yīng)用場(chǎng)景中，偽跡還可能被誤判為大腦異常活動(dòng)，造成錯(cuò)誤診斷，影響患者治療。

在實(shí)際腦電信號(hào)研究中，精準(zhǔn)可靠的設(shè)備對(duì)克服這些挑戰(zhàn)、獲取有效數(shù)據(jù)至關(guān)重要。我司推出的可穿戴情緒識(shí)別設(shè)備，便是這樣一款能夠在復(fù)雜的腦電信號(hào)環(huán)境中發(fā)揮重要作用的產(chǎn)品。

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回映產(chǎn)品

可穿戴情緒識(shí)別設(shè)備是一個(gè)綜合情緒識(shí)別平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)實(shí)時(shí)采集 EEG 腦電、EDA 皮電、EHOG/EVOG 眼電、心率、血氧、溫度、姿態(tài)等生理參數(shù)進(jìn)行情緒的效價(jià)、喚醒度等分析。

適用范圍:認(rèn)知科學(xué)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)、 工效學(xué)、 人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)研究。

基本參數(shù)

采樣率：最高 16KHZ；

共模抑制比：≥ 100dB；

噪聲：≤ 5uV；

輸入阻抗：≥ 1000MΩ；

腦電EEG：2~100uV；

皮電EDA/GSR：0.5uV~0.2mV，1~100Hz；

血氧SPO2：35-99%；

心率：30-250bpm；

TMEP：-55℃ ~150℃，精度 0.1℃；

眼電EHOG/EVOG：50~3500uV， 0.1~100Hz；

加速度ACC：±2g、±4g、±8g、±16g 范圍可調(diào)；

陀螺儀GYR：±250° /sec、±500° /sec、±1000° /sec、±2000° /sec 范圍可調(diào)；

刺激強(qiáng)度：-2mA~2mA 連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)分辨率0.01mA，輸出電流誤差 <=±10%；