EEG信號特征
波形:EEG 信號波形多樣,常見形態包括正弦波(如α波)尖波(如癲癇放電)和棘波(如局灶性異常)。根據腦電波沿基線偏轉的次數分為:單相波、雙相波和三相波;根據波形分為:正弦樣波、多形性波、弓形波(梳狀波)、棘波、尖波;由2個或2個以上相連續的波組成復合波:棘慢復合波、尖慢復合波、多棘波、多棘慢復合波等。

電壓:范圍通常為10-100μV,振幅受神經元排列方向(如錐體細胞垂直皮層表面)及同步化程度影響,大小反映了信號的強度。
重復頻率:由神經元集群振蕩的周期性決定,不同頻率的信號與大腦的不同狀態和功能相關,例如α波的8-13 Hz頻率與丘腦-皮層回路的節律性活動相關。
空間分布:不同頻段節律具有腦區特異性,如α波在枕葉優勢分布,β波在感覺運動區活躍。
出現方式(節律性、連續性、同步性、對稱性):正常的α節律具有明顯的節律性呈現規則的正弦波形態;而異常腦電圖可能會出現節律紊亂的情況。連續性方面,正常腦電圖的背景活動一般具有一定的連續性,若出現中斷或異常的間歇,則可能是異常表現。同步性指不同腦區的EEG信號在時間上的一致性,如α節律在雙側半球通常具有較好的同步性;對稱性則是指EEG信號在雙側大腦半球對應區域的相似程度,正常情況下,雙側半球的EEG信號在頻率、振幅和波形等方面應基本對稱,若出現不對稱,可能提示存在神經系統疾病。
頻率分類
頻段名稱 | 頻率范圍(Hz) | 主要出現狀態 | 生理/病理意義 |
δ波 | 0.1 - 4 | 深度睡眠(N3期)、嬰兒清醒狀態 | 成人清醒狀態出現提示嚴重腦損傷(如腦腫瘤、腦炎)或代謝異常(如肝性腦病) |
θ波 | 4 - 8 | 淺睡眠(N1期)、兒童清醒狀態 | 成人彌漫性θ波與注意力缺陷、輕度認知障礙或創傷性腦損傷相關 |
α波 | 8 - 13 | 閉眼放松狀態、枕葉優勢分布 | 睜眼抑制(α阻斷現象);局灶性α節律異常提示枕葉缺血或占位性病變 |
β波 | 13 - 30 | 認知任務、感覺運動區活躍 | 過度β活動與焦慮癥、苯二氮?類藥物作用相關;局灶性β抑制提示運動障礙 |
γ波 | 30 - 80 | 多感官整合、高級認知活動 | 靜息態γ波異常增強與精神分裂癥相關;任務態γ同步化缺陷見于自閉癥 |
HFOs | >80 | 癲癇發作期、致癇灶區域 | 高頻振蕩(HFOs, 80-500 Hz)是致癇灶定位標志,與癲癇手術預后密切相關 |
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腦電節律的時域特征
δ(0.1 - 4Hz):高振幅(>100μV),寬基底正弦波,周期長達250-2000 ms
θ(4 - 8Hz):中等振幅(20-100μV),規則正弦波,常以短程爆發形式出現
α(8 - 13Hz):紡錘形調幅正弦波,振幅10-50 μV,閉眼時枕區顯著增強
β(13 - 30Hz):低振幅(<20 μV),快速振蕩,常疊加于慢波之上
以及γ(30 - 80Hz):極低振幅(<10μV),高頻振蕩,需高采樣率設備捕捉及癲癇研究中的高頻振蕩(HFOs,>80Hz):極短時程(<10 ms),低振幅振蕩,常與癲癇樣放電共存。
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時域分析的關鍵參數
振幅
振幅是波形的高度,本質上是電壓的代表量,在頭皮上以微伏為單位進行測量。正常成人的大腦在頭皮上的振幅為10到100微伏,主要在10 - 50微伏范圍內。對于癲癇樣放電和其他活動,明確放電或模式(低、中或高)的振幅是描述符的重要組成部分。
峰值振幅:波形在某一時間點的最大正向或負向偏移值,反映瞬時神經活動的強度。
平均振幅:信號在時間窗口內的平均電壓水平,常用于評估基線活動或整體激活水平。
峰-峰值:相鄰波峰與波谷之間的最大差值,反映信號的動態范圍。
均方根振幅:信號能量的綜合度量,計算為時間窗口內電壓值的均方根。
α波振幅在閉眼放松時可達50μV,睜眼后降至10μV以下
波形對稱性
定義:波形上升沿與下降沿的時間對稱性。
腦電圖波形的對稱性是指左右大腦半球之間的電活動是否對稱。通過觀察波形的對稱性來判斷大腦半球之間的功能是否平衡。
局灶性尖波(如顳葉癲癇)常表現為不對稱的陡峭上升支
節律穩定性
定義:波形周期和振幅在時間維度上的變化程度。
腦電波節律穩定性是指大腦電活動在特定頻率(如α、β、θ、δ 波)上的持續性、規律性及抗干擾能力,反映神經元網絡的動態平衡與功能整合。其核心表現為頻率帶寬的窄化(如 α 波集中于8-12Hz)、振幅波動的可控性(如睡眠慢波的周期性)及跨狀態的適應性(如認知任務中 β 波的穩定增強)。
示例:穩定α節律(振幅變異<10%)提示正常覺醒狀態;片段化β節律(周期不規則)常見于焦慮癥或注意力缺陷多動障礙(ADHD)。
穩定α節律
其他關鍵參數
波形持續時間:棘波(<70 ms)與尖波(70-200 ms)的區分對癲癇診斷至關重要;睡眠紡錘波持續0.5-2秒,是N2期睡眠的標志。
相位同步性:跨腦區相位同步(如θ-γ跨頻耦合)與記憶鞏固相關;病理狀態下(如癲癇發作)可能出現全腦相位同步異常。
波形復雜度:通過熵值量化波形不規則性,阿爾茨海默病患者EEG復雜度降低.
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回映產品:可穿戴32通道腦電采集儀
這款便攜腦電采集設備創新性地采用Type-C接口直接連接電極,以非常便捷精簡的方式實現了32通道腦電信號的同步采集。該設備特別加強了對高原環境的適應性,即使在空氣稀薄的高海拔地區也能穩定工作。配套的腦電帽采用新型鹽水電極,相比傳統需要涂導電膏的濕電極,省去了復雜的準備步驟,佩戴時間從原來1-2小時縮短到約15分鐘(使用前只需簡單地浸泡在鹽水中即可)。整套設備操作簡單,開機即用,從實驗室到戶外場景都能快速完成腦電檢測。
適用范圍:多通道生理參數采集
基本參數
采樣率:≤ 16KSPS,每個通道獨立可控制;
共模抑制比:≥ 120dB;
系統噪聲:≤ 5uVrms;
模數轉換率:24 位;
輸入信號范圍:±375mVpp;
通頻帶:直流耦合放大,保留全部低頻信號;
事件同步輸入:無線同步,時間精度<1ms;
供電方式:可充電鋰電池;
工作時間:單電池供電不低于4 小時;
優勢:可支持高原環境采集。
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