脑电测量原理
脑电波仪工作原理
脑电波仪工作原理脑电波仪是一种用于测量人类脑电活动的仪器。
它可以记录和分析大脑中神经元的电活动，并将之转化为脑电波信号。
本文将介绍脑电波仪的工作原理及其应用。
一、脑电波仪的基本原理脑电波仪的工作原理基于电生理学的知识。
人类脑细胞中存在着大量活跃的神经元，它们通过电流的方式相互通信。
当神经元处于兴奋状态时，会产生一种微弱的电信号，即脑电波。
脑电波仪通过在人类头皮上安装多个电极或传感器来测量这些电信号。
这些电极或传感器会捕捉到脑电波信号，并将其转化为数值或图像，以便进行后续的分析和处理。
二、脑电波信号的特征与分类脑电波信号可以根据频率和振幅等特征进行分类。
常见的脑电波包括δ波（0.5-4Hz）、θ波（4-8Hz）、α波（8-13Hz）、β波（13-30Hz）和γ波（30-100Hz）等。
这些脑电波的频率和振幅在不同的脑区、不同的睡眠状态以及不同的认知活动中会有所变化，因此可以利用脑电波信号来研究脑功能、识别脑病以及评估个体的认知状态和情绪等。
三、脑电波仪的应用1. 脑机接口技术：脑电波仪在脑机接口技术中扮演着重要角色。
通过接收和解析脑电波信号，可以实现脑机接口控制，将人的思维转化为机器的运动或执行特定命令。
2. 神经科学研究：脑电波仪广泛应用于神经科学领域，用于研究人类大脑的功能、认知和情绪等。
通过记录和分析脑电波信号，可以了解脑区的活动时序和空间分布，揭示大脑的工作原理。
3. 临床应用：脑电波仪在临床上也有着重要的应用价值。
例如，用于诊断癫痫、睡眠障碍、脑损伤和精神疾病等。
通过分析脑电波信号的异常模式，医生可以作出更准确的诊断，并制定相应的治疗方案。
4. 心理学研究：脑电波仪还可以用于心理学研究，探究认知、情绪和注意力等心理过程在大脑中的表现。
通过记录脑电波信号，研究者可以了解人类的认知和情绪状态，辅助于心理学实验的设计和分析。
四、脑电波仪的发展趋势随着科学技术的不断进步，脑电波仪在以下几个方面有着持续的发展趋势：1. 无线化与便携化：新一代的脑电波仪趋向于无线化和便携化，使其更加适用于日常生活和移动环境中的研究和应用。
脑电图机原理
脑电图机原理
脑电图（electroencephalogram，简称EEG）是一种测量人类
大脑电活动的方法。
脑电图机利用电极贴附在头皮上来记录大脑内的电信号，然后通过放大和滤波，将收集到的电信号转化为可视化的脑电图形。
脑电图机的工作原理如下：首先，将电极通过导电胶粘贴到头皮上相应的位置。
这些电极会捕捉到大脑中神经元的电活动。
当神经元存活并进行通信时，会产生微弱的电流，这些电流可以传播到头皮，并被电极所接收。
接下来，脑电图机会将电极接收到的微弱电流放大，以便更好地记录和分析。
放大过程中，还需要进行滤波处理以去除非相关的干扰信号，例如心电图和肌电图等。
最后，放大和滤波处理后的电信号会通过模数转换器转换为数字信号，并传送到脑电图机的计算系统或计算机上进行进一步分析和显示。
这些数字信号可以通过不同的图形化方式来展示，例如时域图、频域图或者事件相关电位图等。
总的来说，脑电图机利用电极记录大脑内神经元的电信号，并通过放大、滤波和转换等步骤将其转化为可视化的脑电图形。
通过观察和分析脑电图，研究人员可以研究大脑活动的相关特征，如频率、振幅、相位和时域特性等，从而进一步了解和研究人类大脑的功能和疾病。
脑电 基本原理
脑电基本原理脑电的基本原理引言：脑电（Electroencephalogram，简称EEG）是一种记录和测量大脑电活动的方法，通过电极在头皮上采集到的电信号来反映大脑的神经活动。
脑电是一项重要的神经科学研究工具，被广泛应用于医学诊断、脑机接口技术、睡眠研究等领域。
本文将从脑电的产生、记录和分析三个方面探讨脑电的基本原理。
一、脑电的产生：脑电信号是由大脑神经元的电活动产生的，主要反映了神经元的集体行为。
神经元的电活动是由神经元膜上离子通道的开闭引起的，当神经元处于兴奋状态时，离子通道会发生变化，导致细胞内外的电位差产生变化。
这些电位差的变化通过神经元之间的突触传递，最终形成脑电信号。
脑电信号的频率范围通常分为不同的波段，如δ波（0.5-4Hz）、θ波（4-8Hz）、α波（8-13Hz）、β波（13-30Hz）等。
二、脑电的记录：脑电的记录是通过将电极放置在头皮上，采集头部各个位置的电信号来实现的。
通常采用10-20系统来标记头皮上的位置，即在头部的特定位置放置电极。
这些电极可以是金属盘电极或者是贴片电极。
在记录脑电信号时，还需要一个参考电极，用于参照其他电极的电位差。
通过将电极与放大器连接，可以将电位差放大并转换成数字信号，供计算机进行处理和分析。
三、脑电的分析：脑电信号的分析可以帮助我们了解大脑的功能状态、认知过程和疾病变化。
常见的脑电分析方法包括时域分析、频域分析和时频域分析。
时域分析主要关注脑电信号的振幅和形态特征，如平均脑电图、脑电事件相关电位等。
频域分析将脑电信号转换到频率域，用于研究不同频率波段的活动特征，如功率谱密度、相干性等。
时频域分析结合了时域和频域的信息，可以更全面地描述脑电信号在时间和频率上的变化。
结论：脑电作为一种记录和测量大脑电活动的方法，通过采集头皮上的电信号来反映神经元的电活动。
脑电的产生、记录和分析都是基于大脑神经元的电活动特征。
脑电在医学诊断、脑机接口技术和睡眠研究等领域具有广泛的应用前景。
脑电图的原理
脑电图的原理
脑电图（Electroencephalogram, EEG）是一种记录大脑电活动
的技术。
它通过在头皮上放置多个电极，测量脑电信号的电势差，并将这些信号转化为图形或数字显示。
脑电图的原理基于大脑神经元的电活动。
当神经元兴奋传导时，会在细胞膜上产生短暂的电流，这些电流通过周围组织传播，最终到达头皮。
这些电流的聚集形成了可以被电极捕捉到的微弱电势差。
脑电图通过将不同电极之间的电势差放大并记录下来，来呈现大脑的电活动模式。
在实际操作中，脑电图通常使用多个电极，这些电极按照国际10-20系统的标准位置放置在头皮上。
这些电极会测量相对于
特定参考电极的电势差。
电势差的幅度和频率可以反映出大脑中不同脑区的活动情况。
脑电图记录的电势差通常以波形图的形式展示。
常见的波形包括α波、β波、θ波和δ波等。
这些不同频率的波形反映出大
脑处于不同的活跃状态，如放松、专注、入睡等。
脑电图在临床和科研领域具有广泛的应用。
在临床上，脑电图可以用于诊断癫痫、睡眠障碍等疾病。
在科研领域，脑电图可以用于研究大脑的功能连接、认知过程、情绪状态等。
总之，脑电图是一种通过记录脑电信号的电势差来展示大脑电活动的技术。
它通过测量不同脑区的电势差，来呈现大脑的电活动模式，从而对大脑的功能状态进行分析和研究。
脑电 基本原理
脑电基本原理脑电是一种用于记录和测量人脑电活动的技术。
它基于脑细胞之间的电信号传导，可以提供有关大脑功能和状态的重要信息。
脑电技术的基本原理是利用电极将记录脑电活动的仪器与头皮上的电位差联系起来。
脑电活动是大脑神经元电活动的整体电信号。
当神经元兴奋时，会产生一种称为动作电位的电信号。
这些电信号在大脑中传递和交流，形成复杂的电活动模式。
通过将电极放置在头皮上，可以记录到这些电位差，然后进行信号处理和分析。
脑电信号是微弱的，通常在微伏到毫伏的范围内。
为了准确地记录和测量这些信号，需要使用高灵敏度的电极和放大器。
电极通常由金属材料制成，如银/氯化银电极或碳纤维电极。
这些电极能够与头皮上的电位差接触，将信号传递到放大器中。
放大器是脑电测量系统中的重要组成部分，它能够放大微弱的脑电信号并抑制噪声。
放大器通常由多个级联的放大器组成，每个级别都增加信号的幅度。
放大器还可以根据需要进行滤波处理，以去除非脑电活动产生的干扰信号。
脑电信号经过放大器放大和滤波处理后，会转化为数字信号，并通过连接到计算机或数据采集设备进行记录。
计算机上的软件可以实时显示脑电信号，并进行进一步的分析和处理。
脑电技术广泛应用于临床医学和科学研究领域。
在临床方面，脑电可以用于诊断和监测癫痫、睡眠障碍和脑损伤等疾病。
在科学研究中，脑电可以用于研究大脑的功能连接、认知过程和情绪调节等方面。
虽然脑电技术有很多优点，如非侵入性、高时间分辨率和低成本等，但也存在一些局限性。
首先，脑电信号受到头皮、颅骨和组织的干扰，信号质量可能会受到影响。
其次，脑电信号只能反映大脑皮层活动，对于深部结构的活动了解有限。
脑电技术基于脑细胞之间的电信号传导，用于记录和测量人脑电活动。
通过电极和放大器的应用，可以准确地记录脑电信号，并进行进一步的分析和处理。
脑电技术在临床医学和科学研究中具有广泛的应用前景，为我们研究大脑功能和了解脑疾病提供了重要的工具和方法。
脑电图仪工作原理
脑电图仪工作原理脑电图仪（Electroencephalogram, EEG）是一种用于记录和测量人脑电活动的仪器。
它通过电极贴附在头皮上，能够准确地采集脑电信号，并将其转换成图表或数字数据，供医生或研究人员分析和诊断。
脑电图仪的工作原理主要涉及到以下几个方面：1. 电极贴附与信号采集：脑电图仪通常由多个电极组成，这些电极被贴附在头皮上，覆盖整个头部区域。
在贴附电极前，需要将头部的皮肤清洗干净，以确保良好的电极接触。
这些电极会测量脑部神经元之间的电位差，这些电位差会生成一系列的脑电波。
2. 信号放大与滤波：为了保证记录到的脑电信号的质量和可靠性，脑电图仪会将电极采集到的微弱电信号进行放大。
放大信号可以使观察者更好地理解和分析脑电图。
此外，脑电信号中可能含有许多来自肌肉活动或其他干扰源的杂波，因此脑电图仪还会对信号进行滤波，去除这些杂波。
3. 数据记录与分析：当脑电信号经过放大和滤波后，它们会被记录并转换成数字数据，以供进一步的分析。
脑电图仪将这些数据传输到计算机或其他设备上，以便医生或研究人员进行后续的数据处理和分析。
他们可以观察脑电图的形态和频率特征，并与一般或异常的脑电图进行比较，以帮助诊断和研究各种脑部疾病或异常情况。
4. 应用领域：脑电图仪在医学领域有广泛的应用。
最常见的应用是用于诊断和监测癫痫发作。
此外，它还被用于评估睡眠障碍、脑衰老性病变、脑外伤和精神障碍等疾病。
研究人员也使用脑电图仪来研究大脑的认知功能、情绪状态和神经可塑性等。
总结：脑电图仪是一种可以测量和记录脑电活动的仪器。
通过电极贴附在头皮上，脑电图仪能够采集脑电信号，并将其转换成图表或数字数据，以供医生或研究人员进行分析和诊断。
脑电图仪的工作原理涉及电极贴附与信号采集、信号放大与滤波以及数据记录与分析等方面。
脑电图仪在医学领域有广泛的应用，可用于诊断和监测癫痫发作、评估睡眠障碍和脑衰老性病变等疾病，同时也适用于神经科学研究和认知功能研究等领域。
脑电图仪原理
脑电图仪原理
脑电图仪是一种用于记录人类脑电活动的科学仪器。
它的原理基于人脑发出的微弱电信号通过电极与仪器进行捕捉和放大。
脑电图仪包括多个电极，这些电极放置在被测试者的头皮上，以记录大脑表面的电势变化。
这些电极通过导线与仪器的放大器连接，将脑电信号传输到仪器中进行处理和分析。
脑电信号源于神经元的活动。
当神经元在大脑中产生电活动时，会产生微弱的电流。
这些电流通过神经元之间的连接传输，在头皮上形成一个电场。
脑电图仪的电极会捕捉到这个电场，并将其转换成可记录的电信号。
捕获到的脑电信号会被放大器增强，以便于观察和分析。
放大的信号经过滤波器进行滤波处理，去除外界干扰和杂波。
接下来，信号会被转换成数字信号，并通过计算机或数据存储设备进行记录。
脑电图仪的原理并不复杂，但在使用过程中需要注意一些因素，如保持仪器的稳定性和电极与皮肤的牢固连接。
此外，测试环境要尽可能安静，以减少干扰信号的影响。
通过分析脑电信号，我们可以了解大脑的活动模式，如脑电波的频率、振幅和形态等。
这些信息对于诊断和研究神经系统疾病，以及理解大脑在认知功能和情绪等方面的作用具有重要意义。
脑电仪工作原理
脑电仪工作原理脑电仪是一种用于记录和分析人类脑电活动的仪器。
它通过电极接触头皮表面捕捉脑电信号，并将这些信号转换为可以被测量和分析的数字形式。
脑电仪的工作原理基于神经元的电活动和电导性原理。
一、神经元的电活动人类大脑由数十亿个神经元组成，这些神经元通过电活动进行信息传递。
当神经元兴奋时，其细胞膜上的离子通道会打开，导致钠离子进入细胞内，使细胞内电位变大。
这个电位变化在神经元周围形成一个电场，称为脑电信号。
脑电信号通常以微伏的幅度出现，并在时间上呈现出连续变化的波形。
二、电极接触头皮表面脑电仪使用电极来接触头皮表面以捕捉脑电信号。
电极通常由金属或导电胶体制成，能够导电并与头皮表面保持良好的接触。
在应用脑电仪之前，首先需要准备头皮表面，包括清洁头发和去除头皮上的污垢，以便电极能够与头皮紧密贴合。
三、电信号的放大和滤波脑电信号非常微弱，需要通过放大器进行增益处理。
放大器可以将微伏级别的脑电信号放大到更容易测量的毫伏或伏特级别。
同时，放大器也能对信号进行滤波处理，去除掉噪音和其他干扰，以保证测量信号的准确性和可靠性。
四、信号的转换和数字化经过放大和滤波处理后，脑电信号需要被转换成数字形式进行记录和分析。
脑电仪内部的模数转换器将模拟信号转换为数字信号，并以特定的采样率对信号进行采样。
采样率决定了每秒钟记录的信号数据点数，常用的采样率为500或1000赫兹。
转换成数字信号后，脑电仪会生成一个数字信号流，可以通过计算机或其他设备进行存储和分析。
五、数据分析和解读脑电仪可以记录大量的脑电信号数据，这些数据可以通过计算机程序进行分析和解读。
常见的分析方法包括时域分析、频域分析和时频域分析。
时域分析可以显示脑电信号的波形特征，例如振幅、频率、持续时间等。
频域分析可以将脑电信号转换为频谱图，显示不同频率段上的信号功率。
时频域分析结合了时域和频域的信息，可以更全面地了解脑电信号的特性。
在临床和科学研究中，脑电仪被广泛应用于诊断脑功能异常、研究神经科学和心理学等领域。
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八、脑电图机的导联
• 为了区分电极和两大脑半 球的关系，通常右侧用偶 数，左侧用奇数。 • 从鼻根至枕骨粗隆连一正 中矢状线，再从两瞳孔向 上、向后与正中矢状线等 距的平行线顺延至枕骨粗 隆称左右瞳线 。
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1、左右枕极（9，10）：从枕骨粗隆向上约2cm， 左右旁开3cm与左右瞳枕线相交处。 2、左右额前极（1，2）：沿瞳枕线入发际约1cm处。 3、左右中央极（5，6）：左右外耳道连线与左右瞳枕 线相交处。 4、左右额极（3，4）：左右额前极与中央极的中点处 。 5、左右顶极（7，8）：左右中央极与枕极之中点处。 6、左右颞中极（11，12）：左右中央极与外耳道之中 点处。 7、左右颞前极（13，14）：左右瞳孔与外耳道中点处 。 8、左右颞后极（15，16）：左右乳突上发际内约 1cm 处。
• 高空间分辨率脑电图是一项值得研究的热 门课题。期待同学们的参与。。。。。。
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• 我们通常将特异性诱发电位简称诱发电位 （evoked potential, EP）。 • 目前临床上常用的诱发电位有：
模式翻转视觉诱发电位（pattern reversal visual evoked potential, PR-VEP）； 脑干听觉诱发电位（brain stem auditory evoked potential, BAEP）； 短潜伏期体感诱发电位（short-latency somatosensory evoked potential, SLSEP）。
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四、脑电图的分类
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各类脑电波的特点
脑电波
波
检测部位
频率
8~13HZ
18~30HZ
振幅
20~100µV
5~20µV
特点
在清醒\安静\闭眼时 出现
它的出现意味着大脑 比较兴奋 在困倦十,中枢神经系 统处于抑制状态时所 记录的波形 在睡眠,深度麻醉,缺 氧或大脑有器质性病 变时出现
脑电测量原理
陆想想
L/O/G/O
一、脑电图基本知识
• 脑电图定义：在人的大脑皮层中存在着频 繁的电活动，而人正是通过这些电活动来 完成各种生理机能的，用电极将这种电位 随时间变化的波形提取出来并加以记录， 就可以得到脑电图。 • electro-encephalo-gram • EEG
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九、目前临床脑电仪器的应用
1. 热笔描记式脑电图机——临床应用最广泛，一般配备8~16导电极。 2. 无纸脑电图机——脑电信号经A/D转换后被采集到计算机，并由屏幕描记。 一般也是配备8~16导电极。 3. 脑电地形图仪—— 其配置与无纸脑电图机基本相同，但至少要配备16导电极， 且打印机能输出彩色图形。当前趋势是将无纸脑电图机与脑 电地形图仪合为一体。 4. 脑电监护仪—— 能实时地、连续不断地显示脑电波形，并且具有存储功能、 数据管理功能，最好具有报警功能。 5. 脑电Holter—— 即动态脑电长时间记录仪。一般配有3～16个电极， 具有存储24h脑电信号的能力。 其关键技术为：放大器的小型化及放大器的供电能力. 6. 脑电分析仪——包含脑电Holter 的回放分析系统和一般意义上的脑电分析系统. 记录脑电信号时间长（30min以上），配有16个以上电极,具有 较为全面的分析功能（时域、频域和空域）。
4. 为了便于分析各导联脑电信号波形之间的相互联系,机器 内设置了时钟信号和定标信号。 5. 脑电信号幅值变化比较大。相应的电路要求:
•增益控制有多档,粗\细调节,定标电压设置有多种幅值;
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5. 脑电信号频率差别变化显著。相应的电路要求:
•应有各种不同频率的低截和高截滤波器,随时都可以转换; •时间常数和走纸速度均应有多档选择;
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二、脑电测量的意义
通过检测并记录人的脑电图就可以对人的大 脑及神经系统疾病进行诊断和治疗，所以很 有必要对人的脑电图进行研究。
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三、脑电图的一般性质
上图是一种具有正弦波节律的脑电图波形 ，它是头皮上两点间电位差随时间变化的 曲线，图中△E即为电位的变化量。
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脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。正常脑电地形图左 右两侧对称。 视觉诱发脑电地形图呈现不对称性，说明被测者脑部有疾患。
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高分辨率脑电图
• 常规脑电图的时间分辨率非常的高，是 PET和FMRI所不能达到的， • 但其重要缺陷是空间分辨率太低，远不能 满足认知及神经科学研究的需要。
头颅枕骨
额部,颞部
波
4~7HZ
10~50µV
波
1~3.5HZ 20~200µV
波
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五、脑电图的产生机理
• 大脑的神经元浸浴在特殊的细胞外液（脑 脊液）中，这些神经的电活动可以被等效 为一个偶极子。如果每一小单位被等效为 一个偶极子，整个脑的总和等效偶极子即 是全部偶极子的向量和。对应着这个偶极 子，必定存在着脑电场分布。即可以用专 门的电极测量大脑皮层的电位变化——脑 电图。
• 针对传统的自发脑电图检测和分析的局限 性，定量脑电图（QEEG）应运而生。
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• 定量脑电图：利用计算机对各个放大通路的
信号进行阅读，根据不同信号的频率进行分类， 并按出现的时间及波幅的总和之比求出均值，从 而直接对各类关系进行计算，同时把所求得的数 值以不同的颜色加以显示，以此为基础向临床诊 断提供新的参数。
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因此，目前大部分的脑电图机除了脑电信号 的检测、处理、输出等部分以外，还配有 如下的辅助设备：
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七、脑电图机的基本知识
• 定义：脑电图机是用来测量脑电信号的生 物电放大器。 • 它的主要单元脑电放大器的工作原理与心 电放大器基本相同。
两种诱发电位的比较
定义
非特异性诱发电位 特异性诱发电位
给予不同刺激时产生的反 应相同.该电位幅度比较高. 给予刺激后经过一定的潜 伏期，在脑的特定区域出 现的电位反应与刺激信号 之间有严格的时间关系.电 位幅值较小,完全淹没在自 发脑电信号中.
意义
没有任何特定意义,在临床 诊断中不具有诊断价值. 电位的形成与特定的刺激 之间有严格的对应关系,可 以反映神经系统的功能与 病变,在临床上具有诊断价 值.
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• 脑电图记录的是头皮两电极间电位差的波 形。放于零电位上的电极称为参考电极， 放于非零电位上的电极为作用电极。
脑电导联方 式
单极导联法
一个电极为参考 电极，另一个为 作用电极。
双极导联法
两个极均为作用 Biblioteka 极。2012-10-13生物医学工程系
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单极导联法
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十、脑电图测量的最新技术实现 及应用
• 脑电地形图 • 高分辨率脑电图
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脑电地形图
• 传统的自发脑电图存在检测和分析的局限 性：
1、同一分析者对同一图在不同时间阅读，所得结果有 较大偏差； 2、不同分析者对同一图阅读，所得结果有较大偏差； 3、一些特殊概念很难有具体界限； 4、对于细微的不对称，或弥散在异常背景中局灶改变 ，不易被发现；
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脑电图机与心电图机不同的性能要求：
1.脑电信号的幅值范围为10~100μV，比标准心电信号小两 个数量级。相应的电路要求：
•要求的放大增益要高的多（约100DB左右）;
•要求脑电放大器有更高的共模抑制比（约为10000：1）; •对电源的波纹系数有更高的要求(要求波动性小); •对电极有严格的要求(提高极化电压的稳定性)。
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• 定量脑电图优点：更加准确、客观、显示 直观，更具有可比性。 • 脑电地形图是研究最早也是最为成熟的定 量脑电图技术。 • 脑电地形图定义：在脑电图技术基础上， 用计算机对EEG信号进行二次处理，将曲 线波形转变为能够定位和定量的彩色脑波 图像。
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易混进其他生物电干 扰。
有利于病灶的定位。
缺点：
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双极导联法优缺点比较
优点： • 记录下来的是两个电极 部位脑电变化的差值， • 因此可以大大减少干扰 ，并可排除无关电极引起 的误差 。 缺点： • 如果两活动电极的距离 在3cm以内时，来自较大 范围（距离大于3cm）的 脑电位被两个活动电极同 时记录下来，结果电位差 值互相抵消，记录的波幅 较低，也不恒定，所以要 求两电极的距离应在36cm以上。
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导联工作特点
• 利用脑电图定位病灶和诊 断病情，并非只由一对电 极来实现，而是要用多对 电极（多个导联），根据 不同的情况和要求，连接 成不同的方式，记录多个 波形，分析这多个波形的 基本特征和相互联系才能 完成病灶定位和疾病诊断 ，这就要求脑电图机有多 个放大器和记录器，一般 有6导、16导、32导。