脑电分析（精选12篇）
脑电分析 篇1
麻醉深度监测不仅对于提高麻醉质量和保障手术安全,而且对减少麻醉并发症以及控制麻醉药品用量具有极为重要的意义。因此,麻醉深度监测一直是外科手术关注的重要问题。自Gibbs等人首次提出用脑电信号EEG(Electro Encephalo Gran)监测麻醉深度的可能性,已引起人们对应用EEG监测麻醉深度的研究。近年来利用脑电信号反映镇静水平和麻醉药物浓度,以用于麻醉深度的监测,并越来越受到临床重视,成为研究的热点。早期对脑电信号监测麻醉深度主要是依靠EEG波形的时域特征分析,随着快速傅里叶变换(FFT)技术的成熟,越来越多的EEG频域特征,如中间频率(MF)和谱边缘频率(SEF)等被用来反映麻醉深度。如今,最为流行的方法是EEG的双谱指数(BIS)[1],它较灵敏地反映了麻醉深度。但由于存在对不同药物、不同麻醉方法反应不同的缺点,使其不能独立应用于临床麻醉监测。迄今为止尚未寻找到普遍适用的,且适用于临床麻醉深度实时监测的特征指标。由于脑电信号中包含了丰富的、与意识及记忆相关的信息,Theiler等人的研究表明脑电是非线性的[2],但不是源于低维的混沌;Pritchard等人也指出脑电不是低维的非线性系统[3]。因此脑电信号具有非线性和混沌的特征,而熵(Entropy)则是描述这些特性的重要指标[4,5]。目前非线性动力学方法被广泛地应用于非平稳信号的处理,时频均谱熵[6]TBSE(Time-Frequency Balanced Spectral Entropy)分析是其中之一。脑电信号是一种非平稳信号,而熵分析方法适合于对脑电信号的处理。时频均谱熵是一种对复杂性进行度量的分析方法,它不需要对时间序列粗粒化,仅需很短的数据即可达到稳定的值。与其他复杂性参数相比,具有计算速度快、适合在线实时分析的特点,因此在信号处理相关领域得到很好的应用。EEG序列的时频均谱熵表现了EEG序列中产生新模式的概率大小,其概率越大,序列的复杂性越大,时频均谱熵值也越大。
1时频均衡谱熵方法
时频均衡谱熵(TBSE)是在shannon熵[7]的基础上阐述频谱熵的概念,它结合时域和频域分析,应用窗可变的短时傅里叶变换,计算特定脑电信号频谱带的不规则性。TBSE算法中计算了两个熵值:(1)状态熵(SE)。反映了脑电主要频带(0.8 Hz~32 Hz)的作用;(2)反应熵(RE)。反映了脑电和额肌(0.8 Hz~47 Hz)的快肌肉活动的共同作用。二者差值(RE-SE)即为肌电熵(EMG)。状态熵和反应熵可以区分有意识和无意识状态,可通过肌电活动反映镇静程度和疼痛反应,体现了麻醉深度监测中应用多种方法进行综合分析的趋势(如脑电结合肌电熵分析)。
(1)首先在不同的频率段计算出能量谱,然后对所有的能量谱元素求和再进行归一化:
式中,Q(f)是规定化的所有频率段的能量谱元素的概率,P(f)是相应频率段的能量谱。
(2)将规定化的功率谱进行Shannon函数转换:
(3)通过对式(1)、式(2)求和并除以log(N)使结果在1(最不规则)和0(完全有规律的)之间:
式中N是所有频率元素的总和。
(4)状态熵和反应熵:
则肌电熵即为两者之差:
TBSE作为一种可描述系统复杂性的参数,它具有一些相对其他复杂性参数所不具备的特征:
(1)通过较短的数据序列,即可得到稳定的肌电熵值。
(2)原始信号不需要粗粒化。
(3)具有很强的抗噪声及抗干扰能力,尤其是对随机产生的瞬态强干扰具有良好的屏蔽作用。因为随机产生的较强干扰势必造成距离大于给定的相似容限距离,而在距离检测时被忽略。
(4)适用于确定信号、随机信号以及确定信号和随机信号组成的混合信号。
因为生理信号通常是由确定信号、随机信号组成的混合信号,而且分析所需数据长度较短,很适合非平稳信号(如脑电)的监测,因此TBSE非常适合于临床生理信号的监测分析。
2脑电信号数据采集与处理
2.1数据采集
在麻醉深度监控中,感兴趣的EEG信号频率范围一般<70 Hz,通常选择系统采样频率在200 Hz以上可调,默认为250 Hz。因为要求得到3~4通道的脑电及肌电信号,故信号采样频率采用1 kHz。脑电信号的前端处理主要包括信号采集、放大、A/D转换及去噪。
(1)电极选取:麻醉监测的电极采用BIS公司的电极,这种电极具有与头部接触性好、对人体无损害、无痛、方便等特点。
(2)电极采集位置:EEG的采集位置如图1所示,采集右前额或左前额的脑电信号,并以前额的正中间电极作为参考电极。
(3)滤波、放大及A/D的参数:正常滤波范围是3 Hz~70 Hz,丧失滤波时滤波范围0.25 Hz~100 Hz。采样频率:1 000次/s。通道数:4个电极,2导EEG数据。
2.2信号预处理
由于头皮记录的脑电信号中通常包含许多干扰(如心电、眼动、肌动等生理学噪声,以及电极或环境噪声等非生理学噪声),这些伪差往往与正常病理特征EEG的波形或频谱相混淆,容易掩盖EEG的波形特征。因此,获取EEG信号中反映大脑活动和状态的有用信息,就必须有效地去除脑电数据中的伪差。伪差的去除通过对采集到的EEG信号,首先丢弃一些噪声非常大的信号点或者段,然后将信号重组分段。对于每段信号,先检测各种可能的伪差信号的存在性,若检测到某种伪差存在,再进行相应的去除操作,这样可减小计算量。
另外需要注意的是,通常一些干扰,如眼动、肌动,仅在病人清醒状态下存在,在麻醉时则很少受其影响。因此病人在清醒和麻醉期间,应采取不同的去噪算法,当病人状态发生变化时,应及时切换去噪算法,通过肌电熵阈值判断病人状态转换时刻,进行去噪算法选择。脑电信号预处理部分框图如图2所示。
在采集到原始脑电信号中,不可避免会出现超过放大器动态范围的信号点或段,这是由于放大器设置不合适,或者电极在头皮上发生移动造成的。这类伪差由于无法重建,所以被干扰的部分信号必须丢弃。根据采集到的信号的均值统计特性,确定其阈值并进行识别,然后判断是否丢弃信号。
2.3伪差检测和去除方法
预处理过程中,将前几段EEG信号的方差与前几段的平均值相比,若存在明显差异,则标记为含噪段,然后进行后续的各种伪差检测和去除步骤;无明显不同,则标记为无噪段,无需经过后续步骤,直接可以进行麻醉深度参数提取。注意逐段计算过程中前几段的方差均值需要不断更新调整。
(1)在麻醉监控过程中,病人呼吸是不可避免的,呼吸作用可以通过在EEG上附加一个有节奏的信号(一般0 Hz~0.8 Hz)。对于皮肤的反映,如流汗可能改变电极的阻抗,这些都会产生一些低频波,为EEG带来基线漂移。可采用截止频率为0.5 Hz的高通滤波器滤去这部分干扰。另外,基于感兴趣的EEG信号频率范围有限,故一般将其信号通过一个低通滤波器,其截止频率可选,默认值为70 Hz。
(2)由于EEG是低功率信号,易受环境噪声影响。手术室中,脑电信号获取设备周围可能有大电流设备,它们会引起EEG的工频干扰,在EEG的50/60 Hz和100/120 Hz附近产生大的扰动,与频率有关。因此,在检测时采用计算50/60±2 Hz上的功率占整段信号总功率之比进行干扰判断,若大于某给定阈值,则存在干扰。去除这种干扰,可使用50/60 Hz陷波滤波器,如6th Butterworth滤波器。
(3)眼电信号(EOG)伪差一般是低频(0~16 Hz)高幅波,具有明显的时域模式,一般是方形波或者大的尖峰,可以在时域、频域计算信号特征来识别(根据相邻多个数据段的特征)。应用小波自适应阈值化方法去除EOG伪差,是在EOG存在子带上,选择合适的阈值及阈值化方法去除,既不需要EOG参考通道,也不需要人的干预,可自动去除。
(4)肌电信号(ECG)一般具有周期性,频率主要在13 Hz~32 Hz左右。其检测可利用其自身规律性结合频域特征,提取13 Hz~32 Hz频带信号计算其能量,再根据系数的局部变化选择合适阈值,进行阈值化以突出伪差存在位置,检测伪差发生中心点;利用基于中心点的时序锁定(time-locked)平均计算ECG平均模板除去ECG伪差。肌电熵(EMG)通常持续时间较短,检测其存在性,可应用卡尔曼自适应滤波方法去除,同时也可除去其他瞬态大幅度信号干扰。此外,信号中也可能含有高斯白噪声,可以采用小波Bayes估计方法去除。
3结果与分析
图3(a)所示为一段清醒期的脑电信号,包含有肌电和眼动的噪声。图3(b)是采用上述方法去噪后的结果,其中眨眼和眼球动干扰明显被去除,高频的肌电干扰也被滤除掉了。表明该滤波器工作可靠有效。
图4(a)、(b)是一段EEG信号及其对应的麻醉药物七氟醚浓度。从图4(c)可以看出病人在注射麻醉药品之后的不同时间段内,EEG的反应熵都有一定的变化。在EEG信号的初始阶段,病人EEG的反应熵较高,其值在0.75~0.85之间。在麻醉120 s后,反应熵明显下降,麻醉190 s后,反应熵的值在0.4上下波动。EEG信号的肌电熵如图4(d)所示,可以看出,其值在0.1~0.4之间波动,麻醉190 s之后接近于0,表示病人进入麻醉状态。
由于病人对外界刺激的反应,在病人清醒或麻醉不足时,额前测得的脑电信号中会出现含有肌电信号(图4(d))。因此肌电信号可作为由清醒到麻醉、由麻醉到觉醒的指示标志信息。根据这一特点,设定一阈值,当肌电熵大于阈值时,病人处于清醒状态;当肌电熵小于阈值时,病人处于麻醉状态。由此判断出状态切换时刻之后,可以对应不同的状态,采取不同的预处理方法:眼电信号和肌电信号的伪差只可能在清醒状态影响脑电信号,因此只能在清醒期进行检测和去除即可;其他伪差检测和去除在整个记录中均可进行。
本文从40余例注射麻醉药品后的EEG信号中,选取33个EEG信号片断,进行时频均衡谱熵分析,将分析结果作直方图统计进行分析。图5(a)为注射麻醉药品之后的反应熵分布直方图,可以看出此时EEG信号的反应熵主要分布在0.55~0.80之间。图5(b)为注射麻醉药品之后的状态熵分布直方图,可以看出此时EEG信号的状态熵主要分布在0.45~0.75之间。可见,随着麻醉深度的不同,反应熵的值会随之变化,麻醉深度越深,反应熵的值越小;麻醉深度越浅,反应熵的值越大。这是由于麻醉深度的加深,大脑神经元的兴奋性受到抑制,EEG信号的随机程度降低,产生新模式的概率降低,反应熵的值也就相应降低。麻醉深度减轻时则刚好相反,这一结果很好地验证了时频均衡谱熵作为临床麻醉深度监测指标的正确性和可行性。
从麻醉状态下EEG信号的时均衡谱熵分析结果可以看出,在注射麻醉药品180 s左右,反应熵的值开始下降,190 s肌电熵趋于0,病人进入麻醉状态,这一结果很好地印证了七氟醚的药理特性。通过分析可以看出EEG序列的时均衡谱熵与麻醉深度之间有着密切的关系,可灵敏地反映出麻醉深度的变化。虽然在表征麻醉深度的变化趋势有些缓慢,但由于时均衡谱熵本身具有达到稳定值所需计算窗口小、抗干扰性强的特点,作为麻醉深度的实时监测,仍然是一种好的方法。实验结论是基于七氟醚麻醉药得到的,与其他麻醉药的相关性结论还待进一步的深入研究。
参考文献
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脑电分析 篇2
一、定义
24小时动态记录脑部的自发性生物电活动。
二、适应症：
1、癫痫
2、癫痫治疗前后的用药疗效。
三、检查前的注意事项：
1、门诊病人检查当天需短期自费住院一天。随带押金200元，身份证及住院生活用品。
2、检查前必须洗头，以清洁头皮，勿擦头油、摩丝、发胶等。
3、检查当天建议尽量穿全棉类衣服，天冷时外穿开衫，避免套头衫。
4、请按时到脑电图室，需陪人一名。
5、若要更改检查时间，请提前重新预约。
6、随带手机或手表一个，以便计时。带笔一支，以便记录活动情况。
四、检查过程：
1、检查全程需被检者配合，保持安静，尽量减少活动，少出汗。
2、应爱护机器及导线，避免接触磁场、放射线、尽量不使用手机，以免影响检查结果。
3、检查期间在安静情况下，做闭目深呼吸，一次3分钟，24小时内做3次并记录时间。
4、检查期间所有的活动和症状应详细记录，如走路、吃饭、睡觉、起床、大小便、情绪变化、头痛头晕、胸闷、抽搐等。重点记录病人发病的情况和时间。
5、病人应在次日规定时间（携带记录单）到达本室拆除记录仪，不得私自拆除。
五、检查后护理：
1、因检查时须使用导电胶，拆除记录仪后头皮上会有导电胶遗留，可以清洗掉，不必顾虑。
2、门诊病人拆除记录仪后可以去办出院手续。
高血压病的脑电图表现及临床分析 篇3
关键词 高血压病 脑电图 临床分析doi：10.3969/j.issn.1007-614x.2012.30.208
高血压病是一种全球性慢性疾病，在世界范围的成人中约有25%受它影响，预计到2025年其流行会增加到60%，即有可能有15.6亿人口会患上高血压[1]。我国是世界上高血压危害最严重的国家之一，高血压已成为我国目前患病率最高，人群患病最为普遍的疾病。本文将210例高血压病患者的脑电图进行分析，结果如下。
资料与方法
本组患者210例，男137例，女73例，年龄34～81岁，病程2～40年不等，所有病例按1987年世界卫生组织（WHO）高血压专家委员会规定的标准[2]，将高血压分为3期。全部病例均采用国产CFM-8型脑电监测系统，按国际10/20系统电极放置法安放16个头皮电极（省去三个中线电极），无关电极置于双侧耳垂处，在安静闭目状态下记录EEG，常规描记单-双极，睁闭眼与过度换气诱发试验，描记时间20～25分钟，患者取坐位。时间常数0.3S，灵敏度50UV，滤波频率30Hz。
结 果
210例高血压病患者各期脑电图表现，见表1。
本组210例患者高血压病Ⅰ期59例，脑电图正常50例（84.75%），异常9例（15.25%），Ⅱ期73例，脑电图正常38例（52.05%），异常35例（47.95%），Ⅲ期78例，脑电图正常11例（14.10%），异常67例（85.90%），其中轻度异常89例（80.18%），中度异常21例（18.92%），重度异常1例（0.90%）。异常脑电图主要表现为：背景活动杂乱，频率不稳定，α波慢化、前移、泛化，调节调幅欠佳，波形不规则，左右对称性差，β节律增多弥散，θ及δ波增多，呈广泛性或局限性出现。α波前移弥散多见于年长者，与脑动脉硬化有关，合并脑梗死及出血者可有局灶性慢波出现。
讨 论
高血压是以体循环动脉压升高为主要特点，以多基因遗传，环境及多种危险因素相互作用所致的全身性疾病。中枢神经系统是高血压表现的主要器官，高血压对大脑显然是有害的，影响脑循环方式一是自动调节曲线上移，二是颅内、外血管的粥样硬化。当血压升高时，小动脉的长期加压作用，动脉壁由于缺氧使动脉内膜通透性增高，导致动脉内膜增厚、玻璃样变性、纤维化增生，以致形成小动脉硬化，管腔狭窄和闭塞，从而引起脑皮层缺血缺氧，脑血管收缩，血管阻力增加，大脑细胞及组织间常有病理改变—弥漫性脑水肿，脑水肿本身导致微动脉痉挛，颅内压升高，毛细血管受压，最后脑血流量减少，引起高血压脑病的临床症状出现。高血压病Ⅰ期病理改变主要是全身中、小动脉的改变，无明显的病理形态学变化，脑神经细胞只受到轻微的损害，EEG大多表现为波形的改变。高血压病Ⅱ期脑动脉改变明显，持续的高血压可引起脑动脉硬化，由于血管腔狭窄，大脑开始轻度缺血，缺氧发生，使脑细胞的电位差改变，EEG出现广泛性慢波节律。高血压病Ⅲ期大脑中，小动脉平滑肌断裂，血浆及红细胞渗出到动脉壁中，使管腔狭窄，阻塞，并逐渐发展到动脉全层，EEG表现为广泛性和局限性异常明显增高。EEG改变与年龄也有一定关系，年轻患者大脑调节机能尚可，病程短，对脑电活动影响小。进入老年期后，各种生理机能均有减退，大脑结构与功能的衰退，导致皮层细胞电活动减弱，动脉血管弹性降低，神经电活动过程受到影响，且高血压病本身加速动脉硬化及微动脉痉挛，因此，EEG表现出一系列基本特点的改变。本文210例高血压病EEG表现虽无明显特异性，但有一定倾向性，作为大脑机能状态最敏感的指标，EEG检查为临床诊断、治疗高血压病提供客观依据。
参考文献
1 Kearney PM，Whelton M，Reynolds K，et al.Global burden of hypertension：Analysis of world wide data[J].Lancet，2005，365：217-223.
脑电分析 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2011年4月～2012年2月浙江省东阳市人民医院收治的73例发作间期癫痫患者、25例间歇期晕厥患者、19例间歇期偏头痛患者、31例发作间期短暂性脑缺血患者作为研究对象。共计148例患者,其中男83例,女65例;年龄5～66岁,平均(31.4±12.5)岁,病程3～10年,平均(5.2±2.3)年。
1.2 研究方法
EEG检查采用北京中科新拓仪器有限责任公司生产的BX40-NT9200+D数字EEG仪,脑电采集参数包括:时间常数0.3 s,显示速度3.0 cm/s,高频滤波30 Hz,增益100μV/cm。EEG测定步骤及注意事项如下:(1)所有患者在EEG检查前1 d夜间睡眠6 h,应该做到早睡早起。(2)检查当天上午应该饱餐,并严禁服用兴奋性药物。(3)平常入睡困难的患者在检查当天中午禁止睡眠,所有患者在下午进食后开始检查。(4)先完成常规清醒EEG检查,该检查结束后嘱患者在安静、黑暗的检查室内自然入睡,再完成自然睡眠EEG检查。(5)在自然睡眠EEG检查过程中,应严密监测患者的入睡情况、异常放电、睡眠深度等,如果至深睡期后仍然未发现异常放电,则将患者叫醒,然后使其重新入睡,重点监测非快速眼球运动睡眠Ⅰ期及Ⅱ期,监测时间60～90 min。(6)当EEG检测到散发性棘波、散发性尖波、棘-慢复合波、尖-慢复合波、多棘波群、高幅失律、发作性节律波等图形时诊断为癫痫[3]。
1.3 观察指标
观察患者在自然睡眠状态下、常规清醒状态下的EEG,观察自然睡眠下EEG与常规清醒下EEG对发作间期癫痫诊断的灵敏度(即实际有病而按该筛检实验的标准被正确判断为有病的百分比,该值反映的是筛检实验发现患者的能力)、特异度(即实际无病按该诊断标准被正确地判断为无病的百分比,该值反映筛检实验确定非患者的能力),具体公式如下:灵敏度=真阳性/(真阳性+假阴性);特异度=真阴性/(真阴性+假阳性)。
1.4 统计学方法
采用SPSS 19.0统计软件进行数据分析,计数资料比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 自然睡眠EEG对发作间期癫痫患者的诊断价值
自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度、特异度分别为75.3%(55/73)、100.0%(18/18)。见表1。
(例)
2.2 常规清醒EEG对发作间期癫痫患者的诊断价值
常规清醒EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度、特异度分别为31.5%(23/73)、100.0%(50/50)。见表2。
(例)
2.3 自然睡眠EEG与常规清醒EEG对发作间期癫痫诊断价值的比较
自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度为75.3%,而常规清醒EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度为31.5%,从该结果可以看出,自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度显著高于常规清醒EEG的灵敏度(P<0.05),两种EEG诊断发作间期癫痫患者的特异度均为100.0%,两者相比差异无统计学意义(P>0.05)。
3 讨论
由于癫痫发作呈一定的随意性、短暂性,因此许多癫痫患者在发作间期才接受EEG检查,但癫痫患者在发作间期行常规EEG检查的阳性率较低[4],而临床上没有充分的癫痫性放电证据是无法确诊该疾病的,此时往往需要采用人工诱发癫痫性放电的方法,以提高EEG诊断癫痫患者的灵敏度。在癫痫诱发试验中,目前临床上常用的方法有自然睡眠、过度换气、闪光刺激、戊四氮或美解眠静脉缓慢注射、颈动脉注射阿米妥钠等[5]。在这些诱发试验中,自然睡眠以灵敏度高、患者易配合、无需特殊设备等独特优点而受到临床医生以及广大患者的青睐。
在本研究中,所有患者均先后接受常规清醒EEG、自然睡眠EEG检查,结果显示自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度显著高于常规清醒EEG(P<0.05),该结论与目前临床上的诸多报道均一致[6,7],这也进一步证实了自然睡眠诱发试验具有高灵敏度优点。值得注意的是,在癫痫组患者进行自然睡眠EEG检查过程中,本研究发现癫痫性放电在入睡期、浅睡期最容易检出,这一点在以后的实际工作中应给予重视。
此外,本研究还对比分析了两种EEG诊断发作间期癫痫患者的特异度,结果显示两者相比差异无统计学意义(P>0.05),该结论与非癫痫组的病种选择相关。由于癫痫在临床上常常需要与晕厥、偏头痛、短暂性脑缺血等疾病鉴别诊断,因此本研究中非癫痫组患者即选择了这些病种。在非癫痫组病种中,EEG各有其特点,如间歇期晕厥患者EEG是正常的[8];间歇期偏头痛患者EEG虽然可以见到局灶性慢波、中颞尖波,但是该图形出现在头痛同侧,在入睡后即消失[9];发作间期短暂性脑缺血无癫痫性放电[10];因此不论常规清醒EEG还是自然睡眠EEG均表现出极高的诊断特异性。
综上所述,常规清醒EEG、自然睡眠EEG在发作间期癫痫与间歇期晕厥、间歇期偏头痛、发作间期短暂性脑缺血的鉴别诊断方面有着相近的临床价值,但是与常规清醒EEG相比,自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫显示出更高的灵敏度,有利于降低癫痫患者的漏诊率,因此该方法更适用于临床。
摘要：目的 探讨自然睡眠脑电图(EEG)对发作间期癫痫患者的诊断价值。方法 选取2011年4月～2012年2月浙江省东阳市人民医院的73例发作间期癫痫患者、25例间歇期晕厥患者、19例间歇期偏头痛患者、31例发作间期短暂性脑缺血发作患者作为研究对象,分别在自然睡眠状态下、常规清醒状态下对上述研究对象进行EEG检查,比较其灵敏度和特异度。结果 自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度、特异度分别为75.3%、100.0%。常规清醒EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度、特异度分别为31.5%、100.0%。自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫患者的灵敏度显著高于常规清醒EEG(P<0.05),两种EEG诊断发作间期癫痫患者的特异度相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论 与常规清醒EEG相比,自然睡眠EEG诊断发作间期癫痫的灵敏度较高,有利于降低癫痫患者的漏诊率。
关键词：自然睡眠,常规清醒,脑电图,发作间期癫痫
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临床常规脑电图检测规范 篇5
主要适应症：
1、中枢神经系统发作性疾患，如癫痫、意识障碍、睡眠相关疾病等。
2、癫痫外科手术前致痫区定位。
3、围产期异常的新生儿监测。
4、脑外伤及大脑手术后监测。
5、危重病人监测（ICU）。
6、脑死亡的辅助判定。
1.设备
(1)脑电图仪标准：选择符合国际脑电图和临床神经生理联盟（IFSECN）及中华人民共和国脑电图国家标准并经国家计量局检测规程认可的脑电图仪。目前使用16导程或以上脑电图仪进行常规记录。有条件的实验室或出于特殊需要，可以应用更多导程记录。
(2)电源标准：交流电的接线应该滿足所在地系统标准要求，所有的交流电插座必须提供可靠的地线，以避免交流电干扰或触电的危险。要接专用电源线，电源电压为220V。应用交流电子稳压器时，需待电压稳定后方可打开脑电图仪的电源开关。
(3)辅助设备：应该包括一个能够产生节律性高强度闪光的刺激装置。
2.电极及其放置
理想电极应具有导电良好、易于安置和固定、无创性、耐磨损、无明显信号衰减信号(0.5-70Hz)的特性。
（1）头皮电极：包括盘状电极、针电极和柱状电极。盘状金属（银质）电极记录效果较好，推荐在临床工作中常规使用。特殊需要时可使用一次性针电极，若用可供重复使用的电极，应确保严格消毒以避免交叉感染。
（2）特殊电极：包括蝶骨电极和鼻咽电极。主要用于记录特殊脑区（如颞叶底部或内侧）的异常电活动，临床上常与头皮脑电图配合使用。疑及颞叶内侧放电而头皮脑电图无异常发现时，可考虑加用蝶骨电极。推荐使用针灸毫针作为常规脑电图蝶骨电极使用，长时间监测时应使用柔软的线型植入式蝶骨电极。鼻咽电极目前已很少使用。由于安置特殊电极具有微创性，需要由经过专门训练的医生或技术人员来完成。
（3）电极固定：短时常规监测可使用电极帽及导电膏固定，长时间监测时推荐使用火棉胶固定头皮电极。
（4）电极的清洁、消毒：电极必须保持清洁。在记录完疑为或确诊为传染病病人后，应采取高压消毒或销毁等有效措施，避免交叉感染。
（5）电极安放：推荐使用国际通用的10-20系统电极安放法。电极数不应少于18～21个（16～19个记录电极，2个参考电极）。电极至少需覆盖前额区、中额区、中央区、顶区、枕区、前颞、中颞和后颞区，有条件时还应包括额、中央、顶区的中线部位。新生儿因为头围小，可适当减少电极数目，但应尽可能安放颅顶中央（Cz）电极，以便发现颅顶正相尖波。建议遵循如下基本原则：
①电极位置：应根据颅骨标志经测量按10-20系统电极安放法加以确定。
②电极命名：包括两部分：（a）电极所在头部分区。按头部解剖部位“额、颞、中央、顶、枕、耳垂”等英文名称的第一个大写字母“F、T、C、P、O、A”等来表示。（b）国际上以阿拉伯数字的奇数代表左半球，以偶数代表右半球。接近中线的用较小的数字，较外侧的用较大数字。中线部位为英文小写字母“z”.举例：A1代表左耳垂参考电极，T6代表右后颞区，Pz代表顶区中线。
（6）电极阻抗：待电极安装好后应测定电极与头皮之间的阻抗，一般要求不超过5KΩ。当记录中出现可能为电极导致的伪差时，应重新检测电极阻抗。3.导联组合
导联组合是指用不同的导联方式连接电极。常用方法有两种：参考电极导联法和双极导联法。各个实验室根椐需要可采用不同的导联组合法。合理组合方式应遵循如下基本原则：（1）至少有8导程，尽量使用10-20系统法中的全部21个电极；（2）导联组合要简洁明了，能清楚显示电位的空间走向；（3）双极导联电极间距应相等；（4）导联排列顺序，应从前向后、先左后右；（5）在一次脑电图检查中，至少应该各有一段如下组合的记录：参考电极导联、纵向双极导联、横向双极导联。并在记录过程中，明确标明导联组合方式（数字化脑电图在回放时应以上述多种导联方式显示和分析）；（6）至少主要导联组合方式与其它实验室的应相同，以便于不同实验室之间的交流。
数字化脑电图仪常设置Cz为虚拟的公共电极，但置于Cz和头皮其他部位的电极均不能作为真正的参考电极，回放时应转换为平均参考电极或耳电极阅图。
对于较多导程的脑电图仪（如目前大多数的数字化脑电图仪），可酌情增加心电、肌电、眼动、呼吸等其它生理参数的记录。
4.记录参数
（1）校准电压（定标）：在记录前需要方波定标和生物定标。方波定标时，推荐尝试不同滤波设定状态下记录并测量校准电压。定标电压应该调到敏感水平，全部记录笔尖均应在零位并应排列在同一条直线上。生物定标是指各导联同时记录同一部位电位波形、波幅、位相应完全一致。
（2）敏感度：常规记录时，敏感度一般设置于7μV/mm或10μV/mm（成人）、10μV/mm或20μV/mm(儿童)，可酌情及时调整。
（3）滤波：常规记录时，高频滤波不应该低于70Hz，多设定为70Hz。低频滤波不应该高于1Hz，多设定为0.3Hz或0.5Hz（对应时间常数分别为0.4s或0.3s）。
（4）走纸速度：常规记录速度设为3cm/s。1.5cm/s速度可用于长时间描记。
（5）描记时间：常规脑电图应至少记录20分钟清醒状态下的无干扰图形。
（6）诱发试验:睁闭眼、闪光刺激及过度换气应作为常规诱发试验，癫痫病人应尽可能进行睡眠诱发。进行诱发试验时，均需相应增加记录时间。
①睁闭眼试验：在受检者清醒、放松闭目状态时，每隔10秒左右嘱其睁眼3-5秒，反复睁闭眼2-3次，并标记每次睁闭眼的时间点。
②闪光刺激：闪光刺激器置于受检者眼前约30cm，在闭目状态下并面向闪光刺激器中心。刺激器发光亮度为10万烛光（﹥100Nit）,刺激脉宽0.1～10ms,刺激频率在1～60Hz可调。每一频率刺激持续时间为10秒，间隔10秒，再用另一频率刺激10秒钟。一般采用由低频逐渐递增至高频刺激。举例：1Hz—3Hz—6Hz—9Hz—12Hz—15Hz—18Hz—21Hz—24Hz—27Hz—30Hz。在闪光刺激过程中如出现临床发作，应立即停止刺激。
③过度换气：过度换气描记应至少持续3分钟，深呼吸频率为20-25次/分。在过度换气之前及之后，均应在不便换导联组合条件下记录至少1分钟。下列情况不应进行过度换气：严重心肺疾病、脑血管病、高颅压、镰状细胞贫血及一般情况较差的患者。
④睡眠诱发：应记录到入睡过程和浅睡期（非快速动眼睡眠Ⅰ、Ⅱ期）图形。5.围记录期注意事项：
(1)检查前应和受检者充分沟通，消除紧张与疑虑，以配合检查。
(2)检查前一天受检者应洗头，洗后不用发脂、发胶等，检查时头部应清洁干燥。
(3)对正在服用抗癫痫药物的病人，常规检查一般不应减停药物。特殊情况下，如需要获得发作期脑电图，应在患者和家人知情同意情况下谨慎减停药物，检查后及时恢复用药。
(4)睡眠脑电图检查以自然睡眠描记最为理想。可在检查前进行适当睡眠剥夺。如果不能获得自然睡眠，可以采用药物诱导睡眠。多选择起效时间快、作用时间短、对睡眠影响小的药物（如戊巴比妥、水合氯醛等）。亦可通过动态脑电检查获得睡眠期的记录。
(5)用记录纸记录的脑电图上必须注明受检者的姓名、性别、年龄、描记日期、住院号/门诊号、使用药物名称及剂量、受检者的意识状态、操作技师姓名等。
(6)脑电图记录期发生的重要事件应该实时清晰的标记。主要包括：导联方式的更换、记录参数的调整、各种来源的伪差、意识状态的判断、受检者出现的症状等。
二、脑电图报告书写规范
脑电图报告应包括四方面内容：1.受检者一般情况；2.脑电图记录的描述；3.脑电图结论（正常或异常及其严重程度的判定）；4.脑电图结论的解释。
1.受检者一般情况
包括：姓名、性别、年龄、利侧手、体位、临床诊断、使用药物名称和剂量、意识状态、配合程度、记录时间、病历号等。
2.脑电图记录的描述
包括对脑电图特征进行客观全面的描述。应描述各种记录状态下（清醒、睡眠、各种诱发试验）出现的各种正常及异常脑电特征。描述既要客观全面，又要简洁明晰。这部分内容是判定脑电图正常与否或异常程度的依据。
3.脑电图结论（正常或异常严重程度的判定）
是指对一次发作间期脑电图检查结果的综合判定。对成人和儿童可采用不同的判定分级方案。为了方便其他医生阅读报告时掌握重点，更有效的读懂脑电图结果，对于异常脑电图，除了标注异常程度之外，建议应同时描述最能够体现该异常程度的主要异常发现。
举例：局限性异常脑电图
(1)左前颞区频繁棘波、尖波，仅出现于睡眠期。(2)左前、中颞区为著持续性、不规则、中等波幅δ活动。
4.脑电图结论的解释
即对本次脑电图结论的临床提示意义做出解释。这部分内容对于不太熟悉脑电图的临床医师有帮助。但是，合理解释应该在综合分析临床和脑电图资料的基础上谨慎给出，这需要丰富的临床及脑电图经验，只适用于判读脑电图的临床医师。
应注意：
(1)由于脑电图主要反映脑功能状态而缺乏病因特异性，在脑电图报告中不宜作出临床疾病的诊断。
举例：高度异常脑电图
（双侧弥漫性慢的棘-慢波综合，可诊断Lennox-Gastaut综合征）（错误）
(2)对于相对有特征性的异常脑电活动，可以在有把握的情况下提示可能出现该异常电活动的常见临床情况，供临床医生参考。例如持续出现广泛性约每秒一次（或1Hz）周期性三相波发放，而临床又有进行性疾呆、肌阵挛等症状时，可以提示临床医师有无Creutzfeldt-Jakob病的可能。
举例：a.高度异常脑电图
（弥漫性三相波，可见于代谢性脑病、肝肾功能衰竭、脑缺氧等）
b.高度异常脑电图（弥漫性爆发-抑制脑电活动，提示弥漫性大脑功能障碍，可见于缺氧性脑病、低体温、药物中毒、癫痫持续状态等）
C.局限性异常脑电图
（左前颞见频繁癫痫样波发放和较多δ慢波活动，提示左前颞区局限性脑功能异常，可能存在有潜在致痫性病灶）
（3）脑电图异常对于癫痫的发作分类诊断很有意义，可以作出提示供临床医生参考。
举例：a.中度异常脑电图
（可见双侧对称同步高波幅3Hz棘-慢波综合节律长程阵发，提示全面性癫痫发作，失神发作可能）
b.局限性异常脑电图
（睡眠中左侧中央中颞反复出现高波幅尖波及双相尖波，提示部分性癫痫发作，伴中央颞区棘波的小儿良性癫痫【BECCT】可能）
(4)对于在同一实验室复查的病人，应与上次检查结果进行比较，作出是否好转、恶化或无变化的结论。
(5)除脑电图书面报告外，应附图（包括EEG的背景及主要异常所见）。
脑电图记录的描述内容
1.α（alpha）节律：应描写α节律存在部位、频率范围、波幅、调节和调幅及双侧对称性，是否在全部安静描记中为主要频率。
2.β（beta）波：应描写存在部位、频率范围、波幅及双侧对称性，散在还是成节律，并应估计在全部描记中所占比例。
3.θ（theta）及δ（delta）波：应分别描写存在部位、频率范围、波幅及双侧对称性，单个散在还是成节律，并应估计在全部描记中所占比例。
4.睁闭眼：描写睁眼后脑电图的变化，是否出现异常波及其部位，以及闭目后恢复情况。
5.过度换气：描写过度换气后脑电图的变化及其出现时间、持续时间。过度换气恢复至过度换气前背景的时间，如出现异常波应描写波形、部位以及出现方式，即单个散在还是成节律。
6.闪光刺激：描写闪光过程中及闪光后脑电图的变化。如有节律同步化应注明出现部位及刺激频率，如有异常波应描写波形、部位及出现方式。
7.睡眠：除描写背景活动外，应描写睡眠波（顶部尖波、睡眠纺锺、K复合波）的出现部位，双侧是否对称；睡眠纺锺的频率及波幅以及每次出现的持续时间；还应对睡眠分期作描述，如睡眠中出现异常波，应描写出现于那一期，出现部位及出现方式。
8.异常波(癫痫样波)：应描述波形、波幅、出现方式、部位、持续时间、同步性、对称性、出现于何种状态。
9..临床发作：如果在监测过程中出现了临床发作，应对发作的具体表现及发作期脑电图特征进行描述。成人脑电图诊断标准
根据脑电图背景活动正常与否以及异常程度，可分为正常范围、边缘状态、轻度异常、中度异常、高度异常和局限性异常等6种。参照临床资料做出诊断时必须谨慎。中度不正常以上的脑电异常有较明确的临床意义。
一、正常脑电图
符合下列所有各项时为正常脑电图：①脑波分布有正常的部位差别，左右基本对称；②清醒状态全头部α波频率差不超过2Hz；主要分布在双侧枕区；双侧枕区α节律的波幅最高，调幅最好，生理反应最明显；③β活动在20%以下，波幅不超过20μV，以额、颞区为主；④θ活动不超过5%，波幅不超过30μV；⑤全部记录中偶见δ活动，波幅不超过50μV；⑥过度换气、闪光刺激等诱发试验无异常反应；⑦生理性睡眠波顺序出现，睡眠周期正常；⑧无异常阵发性电活动。
二、边缘状态
正常背景活动的轻度量变。符合以下一项者即为边缘状态：①α波频率变化范围超过2Hz；②α波幅两侧不对称超过30%；③α波波幅增高超过100μV；④β波增多，数量超过40%或波幅达30～50μV；⑤额部低波幅散在θ波稍增多，超过10%～15%；有时其波幅超过枕部α波；⑥低波幅δ活动稍增多；⑦出现某种临床意义不明确的波形；⑧睡眠周期紊乱等。
三、轻度异常
背景活动的改变较为明显。符合以下一项者即为轻度异常：①α波频率范围超过2Hz，两侧频率不对称，8Hz波增多，两侧波幅差超过50%，生理反应性不明显或不对称；②β活动明显增多，波幅可达50～100μV；③θ波明显增多，波幅可达50～100μV，呈阵发性出现，主要在额区；④δ波轻度增多。
四、中度异常
背景活动的量变加上波形的中等度改变。符合以下一项者即为中度异常：①α频率变慢，以8Hz为主或α消失；②α频率及波幅明显不对称；③额颞部有阵发性高幅α节律，而枕部较少（α前移），或α泛化；④中波幅θ节律占优势；⑤中波幅δ波成组或持续出现；⑥有较多异常波；⑦正常生理性睡眠波在一侧或双侧消失，或正常睡眠周期消失。
五、高度异常
背景活动高度的量变和质变。符合以下一项者即为重度异常：①α波消失，或仅有少量频率很慢的α波，如8Hz波散在；②波幅和频率无规则，完全失去节律性；③广泛性中、高波幅θ节律或δ节律，其间夹以高波幅β波；④异常病理波呈节律出现或反复爆发出现；⑤周期现象或爆发-抑制；⑥持续低电压或电静息状态。
六、局限性异常
一侧或某一局部导联的尖波、棘波、尖-慢波综合、棘-慢波综合或慢波并有位相倒置。有时也表现为局限性的快波甚至波幅抑制。
小儿脑电图诊断标准（供参考）
一、正常小儿脑电图
小儿（不包括新生儿）脑电图符合下列各项表明时为正常脑电图：
1.背景活动的频率、波幅、节律性、调节性和分布符合相应的年龄范围；
2.左右半球相应部位基本对称，波幅差不超过50%，婴幼儿期颞区可有轻度不对称；
3.在其年龄段应该出现的生理性波形如期出现（如睡眠纺锺、顶尖波等），在其年龄段应该消失的不成熟波形如期消失（如δ刷、枕区插入性慢波等）；
4.可存在与年龄相关的图形（如思睡阵发性慢活动、颞区轻度不对称等）；
5.过度换气没有明显的慢波提前出现和（或）延迟消失；
6.生理性睡眠波顺序出现，睡眠周期正常；
7.各种状态下没有阵发性异常放电。
二、正常范围小儿脑电图
正常范围小儿脑电图多数为正常变异，和正常小儿脑电图的临床意义基本一致。在正常小儿脑电图的基础上，具有下列一项表现时为正常范围脑电图：
1.脑波频率范围轻度增宽，调节、调幅欠佳（仅指年长儿）；
2.过度换气时有轻度的慢波提前出现和（或）延迟消失；
3.出现少量临床意义不确定的波形。
三、界线性小儿脑电图
界线性小儿脑电图可为正常变异，也可见于轻度脑功能障碍小儿，临床不具有重要的诊断意义。在正常范围小儿脑电图的基础上，具有下列一项表现时为界线性脑电图：
1.脑波频率轻度落后于相应年龄的正常范围，慢波轻度增多，调节调幅不良（仅指年长儿）；
2.出现少量不典型棘波、尖波；或出现较多临床意义不确定的波形。
四、异常小儿脑电图
小儿脑电图出现以下情况属于明确的异常。异常小儿脑电图不再分度，但需要具体指明主要异常表现。
（一）背景活动
1.背景脑活动发育延迟，清醒时基本脑波频率明显落后于相应年龄的正常范围（基本节律慢化），该年龄段应出现的脑波未正常出现（如枕区α节律），或应消失的脑波未如期消失（如δ刷形放电、TA波形等）；
2.脑波分布无正常部位差别（如无枕区优势频率）；
3.两半球对应区域明显持续不对称；
4.广泛或限局性的持续慢波活动；
5.出现高度节律紊乱、爆发-抑制、周期性波、低电压或电静息；
6.睡眠周期或睡眠结构异常，或在长时间的睡眠记录中生理性睡眠波在一侧或两侧恒定消失。
（二）诱发试验
1.过度换气时诱发出癫痫样放电或出现两侧慢波明显不对称；
2.闪光刺激诱发出癫痫样放电或出现光搐搦反应。
（三）癫痫样放电
1.在任何状态及任何背景下出现明确的癫痫样放电，包括棘波、多棘波、棘-慢复合波、多棘-慢复合波、尖-慢复合波、棘波节律或快节律等；
2.任何明显有别于背景的阵发性波或节律（在排除干扰伪差的前提下）。
新生儿脑电图诊断标准（供参考）
判断新生儿脑电图时应首先了解胎龄（GA）、检查当天的出生后日龄并准确计算出受孕龄（CA）。
轻度异常
1.背景活动成熟轻度延迟，即与实际CA相比，交替图形（tr á ce alternant,TA）或非连续图形（tr á ce discontinuous,TD）轻度不连续；
2.与CA相适应的波形或节律轻度缺乏（如枕区δ活动、枕区或颞区θ活动、或δ刷轻度减少）；
3.局灶性电衰减；
4.在正常或轻度异常背景上的少量局灶性或多灶性放电。
中度异常 1.与实际CA相比，背景活动中度不连续（爆发间隔时间在CA30周以下早产儿30秒以上，或在CA30周以上超过20秒，但均不超过60秒；
2.与CA相适应的波形或节律缺乏；
3.半球间持续不对称和（或）不同步，不超过整个记录的50%；
4.持续普遍性电压降低，在所有状态下背景活动低于25μV；
5.单一节律发放或其他形式的电发作，不伴重度背景异常。重度异常
1.与实际CA相比，背景活动明显不连续（爆发间隔时间超过60秒）；
2.局灶性或一侧性周期性放电；
3.半球间过度不同步和（或）不对称，占整个记录的50%以上；
4.频繁出现Rolandic区或中线区正相尖波，﹥2次/分钟；
5.严重低电压（在所有状态低于5μV）；
6.爆发-抑制
脑电分析 篇6
【中图分类号】R373.3+1
【文献标识码】B
【文章编号】1007-8231（2011）10-1742-01 脑电图的应用为儿童病毒性脑炎的诊断提供了较有价值的参考，其操作安全、便捷、价格适中，比较受儿科医生青睐。分析我科自2011年5月～2011年10月间67例脑电图异常，临床诊为“病毒性脑炎”的患儿的临床病例资料，详细如下。
1 临床资料
本组67例均为住院患儿，男35例，女32例，年龄最小4岁，最大15岁; 4～6岁14例，7～9岁21例，10～12岁17例，13～15岁15例。所有患儿入院主诉均为“发热、头痛伴呕吐”。发病至就诊时间1～半月不等，平均6.3天。所有患儿均在我院门诊行脑电图检查（采用美国BIOLOGIC脑电图机描记），诊为“儿童异常脑电图”，拟诊为“病毒性脑炎”收治入院。住院日10～22天，平均15天。除1例患儿继发癫痫转上级医院治疗外，其余患儿均痊愈出院。
2 结果与分析
2.1 EEG异常者临床诊断： 67例脑电图异常，其中轻度异常41例，中度异常19例，重度异常7例;最终确诊脑炎59例，非脑炎8例。
2.2 两组患儿脑炎情况对比 ：根据异常脑电图分度，分为A、B两组，A组为轻度异常组，B组为中-重度异常组，B组26例全部确诊，确诊率明显高于A组，（表1）经χ 2 检验，P<0.05，差异有显著性。
2.3 两组患儿复查EEG情况对比： A、B两组中最终确诊为脑炎患儿59例，均在治疗12天后临床症状恢复、阳性体征消失，达临床痊愈，其中38例在14～16天之间复查脑电图，恢复正常或大致正常脑电图。比较其恢复正常或大致正常的情况，（表2）经χ 2 检验，P<0.05，差异有显著性，提示轻度异常脑电图在治疗两周内可大部分恢复正常，而中重度异常脑电图仅小部分恢复正常或大致正常，脑电图完全恢复较临床症状恢复为晚。
3 讨论
病毒性脑炎是指病毒直接侵犯脑实质、脑膜而引起的炎性反应，是儿童发病率较高的疾病。EEG检查对于病毒性脑炎患儿，具有异常率高，操作安全、便捷、价格适中，可反复检查，对帮助诊断、指导治疗、估计预后均有很重要的价值的特点，但是，脑电图易受各种因素干扰，如情绪紧张、精神活动可使α波抑制，体温改变使脑波频率变化等。其中年龄因素影响最大，且有明显的个体差异。儿童脑电图的特点:随年龄增长而变化，脑电波频率逐渐变快，由不规则变规则，由不对称渐变为对称，由不稳定到稳定。一般到10岁左右，建立α波优势，基本稳定 。病毒性脑炎时，病理学改变显示脑组织有炎症变化及神经纤维脱髓鞘改变，从而导致病变部位脑细胞电位差异常，表现为脑电图改变，主要表现为α波减少，慢波增加，以至形成广泛性慢波节律。因为儿童期脑电图的特点，所以，一份以慢波散发增多的儿童脑电图，判断其是否为病毒性脑炎，必须结合临床症状、体征、脑脊液改变等相关检查结果。本组资料中，67例脑电图异常患儿，有8例最终诊断非脑炎，均为脑电图轻度异常。当脑电图背景脑波变慢，呈中、重度异常脑电图时，提示病毒性脑炎可能性显著增大。
儿童病毒性脑炎一般病程半月左右。随着临床症状的恢复，脑电图亦逐渐恢复。通过对比分析，轻度异常脑电图的患儿在半月后复查脑电图大部分恢复正常，而中、重度異常脑电图改变，持续时间长，其脑电图恢复明显晚于临床症状恢复。
基于切片谱的脑电特征分析 篇7
高阶统计量是非因果、非最小相位系统和非高斯信号的主要数学分析工具,在雷达、声纳、通信、生物医学、故障诊断等领域得到广泛的应用。高阶统计量包含二阶统计量所没有的大量丰富信息,成为近年来国内外信号处理领域的一个热门研究课题。
近年来,人们采用各种信号处理技术研究脑电信号[1],使脑电信号的研究得到进一步发展。其中功率谱分析得到了较广泛的应用,功率谱所包含的信息基本上蕴藏在自相关函数中,这对于一个高斯过程的完全统计是足够的,但是却不能获得有关高斯性的偏离度和非线性存在的信息,然而用高阶累积量定义的高阶谱却含有这样的信息[2]。很多学者用双谱分析脑电并取得了较好的研究成果[3,4,5]。然而,使用传统的双谱方法的缺点是计算量很大,且相对估计精度差。本文采用一种新的计算脑电信号频谱的方法,即利用三阶累积量的对角切片,对其进行一维傅里叶变换 ,得到脑电信号的切片谱[6](又称1.5维谱)。利用切片谱分析方法对脑电信号的二次相位耦合进行分析,研究了癫痫脑电信号在不同的发作时期的二次相位耦合现象。研究结果表明:切片谱分析方法能抑制附加在信号中的高斯噪声,从而更易提取出有用的非高斯信号。该方法既保留了信号的幅度信息,也保留了信号的相位信息。同时利用切片谱分析方法可以极大地减少计算量和降低方法的复杂程度,可以有效地提取常规谱分析方法所无法获得的有用信息。
1 脑电数据的来源及特征检测
本文采用的数据来源于桂林市第二人民医院临床病例。实验设备按照国际标准导联10～20系统放置,共记录了16导联(FP1,FP2,F3,F4,C3,C4,P3,P4,O1,O2,F7,F8,T3,T4,T5,T6)的脑电信号,以左右耳垂(A1,A2)作为参考电极。脑电数据的采样频率为100 Hz。
脑电信号是一个典型的非线性,非高斯的随机过程。峰度(kurtosis)是统计学中经常用到的一种非高斯性度量方法。如果信号x(n)是高斯分布,峰度一定为零。而斜度(skewness)实际上是衡量一个信号的分布偏离对称分布的歪斜程度。对于任何一个信号,如果x(n)是对称分布,斜度一定为零,反之,则不一定。为了能对脑电信号有进一步的认识,在此选择用峰度和斜度[7]来检测脑电信号的特征。
本文分别计算不同状态下16导脑电时间序列的峰度和斜度,计算结果如图1、图2所示。结果表明,在不同状态下各导联的脑电信号既不具备线性也不具备高斯性。因此,不能用二阶统计量完全描述脑电信号,必须运用高阶统计才能较好地分析脑电信号,下面采用切片谱分析方法对脑电信号进行分析。
2 切片谱分析方法
2.1 切片谱的定义
假设x(n)是一零均值的随机过程,则序列x(n)的三阶累积量为:
三阶累积量对角切片定义为:
x(n)的切片谱定义为三阶累积量对角切片的一维傅里叶变换:
2.2 切片谱的具体算法
切片谱的具体算法[6]如下:
(1) 将观测数据{x1,x2,…,xN}分成K个记录,每个记录有M个数据,即N=KM;
(2) 对每个记录去均值;
(3) 假定{x(i)(n),n=0,1,…,M-1}是第i=1,2,…,K个记录的数据,则各记录的三阶累积量对角切片估计值为:
其中i=1,2,…,K;s1=max(0,-τ);s2=min(M-1,M-1-τ)。
(4) 对所有记录取平均,得到整个观测数据的对角切片估计为:
(5) 对上式中的
以上的算法是对于实数信号而言的,通过计算实数信号的切片谱可以得到信号中参加耦合的频率分量和耦合产生的分量。而对于复数信号,由于其三阶累积量根据取共轭与否可以有23种定义方式。通过取共轭的方式可以分别得到信号中的参加耦合的频率分量跟耦合产生的频率分量。复数信号的切片谱分析方法与实数的分析方法一致,可以通过希尔伯特变换把实数信号拓展到复数信号[6]。在此选择复数信号的其中2个定义方式:
通过计算式(6),(7)的一维傅里叶变换可以分别得到信号中参加耦合的频率分量(式(6)),及信号中耦合产生的频率分量(式(7))。
2.3 检测算法的仿真分析
设一时间序列为:
其中,f1=2 Hz,f2=5 Hz,f3=f1+f2,f4=13 Hz,f5=17 Hz,f6=f4+f5;φ1,φ2,φ4,φ5 是[0,2π)上均匀分布的随机变量,且φ3=φ1+φ2,φ6=φ4+φ5;en为信号中的加性高斯噪声。实验数据长度为4 096点,采样频率为100。
仿真结果表明,图3为实数信号的功率谱分析结果,由图3可知,传统的功率谱包含信号的各个频率成分,并且不能去除加性高斯噪声,且体现不了信号的相位信息。这里通过希尔伯特变换把实数随机序列扩展到复数随机序列,并通过计算式(6)的一维傅里叶变换得到信号中参加耦合的频率分量,如图4(a)所示。通过计算式(7)的一维傅里叶变换得到耦合产生的频率分量,如图4(b)所示。由图4可以清楚地看到切片谱分析方法能够很好地区分信号的组成成分,呈现出了信号的丰富相位信息,并且具有很好地消除加性高斯噪声的能力。因此,用切片谱分析能更有效地研究信号的非线性耦合现象。
3 脑电信号的切片谱分析
癫痫是由多种病因引起的慢性脑部疾病,以突发、反复和短暂的中枢神经系统功能失常为特征。人类脑电活动的频率主要在0.5～30 Hz间。按频率可以将脑波分为若干频率带。常用的Walter分类方法[8]为:频带δ(0.5～3.5 Hz);θ频带(4～7 Hz);α频带(8～13 Hz);β频带(14～25 Hz);γ频带(大于16 Hz)。其中,δ频带、θ频带称为慢波,α频带、β频带称为快波。正常成人在安静、清醒并闭目时主要以α波为主,β波是大脑皮层兴奋时出现的主要波形,而θ波是中枢神经系统抑制状态的主要波形,也多见于精神病患者和癫痫病患者。一般认为,高幅的慢波(δ或θ波)可能是大脑皮层处于抑制状态时电活动的主要表现。
为了研究癫痫发作前后脑电信号中蕴涵的高阶信息,这里采用对癫痫病例进行分段截取,分别计算不同阶段癫痫脑电信号的切片谱。
为了便于观察,选取一位癫痫病临床病例在4个不同的发病阶段中FP1-A1导联上的数据进行分析,取每个阶段数据点为2 048点,分析结果如图5、图6所示。
4 结果分析与讨论
图5、图6分别给出了该癫痫病患者在4种不同时期脑电信号的切片谱图。
由图可见,癫痫脑电信号在不同时期都发生了非常明显的非线性耦合现象。在癫痫未发作期,由图5(a),图6(a)可见,参加耦合的频率分散在δ,θ,α,β频段,幅值处于较低水平,耦合产生的频率分量主要集中在α,β波段,与正常人没有很大的区别。当癫痫快发作的前20 s,如图5(b)、图6(b)所示,此时产生耦合的频率发生了变化,往低频率区域移动,开始出现慢波,幅值有上升趋势。当癫痫发作时,见图5(c)、图6(c),参加耦合的频率出现大幅慢波,并主要集中在δ(1～3 Hz)频段,耦合产生的频率主要分布在θ(4～7 Hz)频段,此时幅值达到最大。从图5(d)、图6(d)中可以看到发作结束后又恢复到发前的水平,耦合频率向高频段移动,幅值下降,癫痫发作结束。上述分析结果与临床诊断的结果吻合。
本文的初步研究结果表明:切片谱分析方法能有效地提取脑电信号中蕴藏的丰富信息,有望为脑部神经疾病的临床诊断提供一定的参考。切片谱分析方法也为人们研究脑电等其他生物医学信号提供了一条新的途径。
摘要：脑电信号包含与人脑的生理结构、状态等相关的大量信息。由于脑电信号很容易受到其他噪声的污染,并且其本身又具有很强的随机性,为了更好地提取脑电信号中的有用信息,运用三阶累积量切片谱分析法对临床实测脑电数据进行分析。仿真结果表明,该方法能有效抑制随机信号中的加性高斯噪声,并且能揭示不同状态下癫痫脑电信号中的非线性耦合现象,这表明该方法将为研究脑电信号提供一个新的途径。
关键词：脑电信号,高阶统计量,切片谱,非线性耦合
参考文献
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癫痫200例动态脑电图分析 篇8
1 资料与方法
1.1 一般资料
本组200例患者, 男110例, 女90例, 年龄3岁～75岁, 平均年龄35.8岁。本组患者一般神经系统检查无阳性体征, 其中有脑创伤或脑炎病史20例, 原因不明180例。根据发作时的症状临床拟诊癫痫, 临床发作类型按照1981年国际抗癫痫联盟提出的癫痫发作的分类方案分为:部分性 (局部性, 局灶性) 发作98例, 全身性发作 (惊厥性或非惊厥性) 90例, 未能分类的癫痫发作12例。
1.2 方法
采用上海诺诚公司数字化动态脑电图仪、盘状电极, 参照国际10/20系统安放, 导电膏固定, 行单、双极导联描记, 记录时间清晨08:00～次日08:00进行24 h实时记录。监测开始时先行常规清醒描记20 min并包括做睁闭眼试验、闪光刺激、3 min过度换气, 并嘱患者或家属详细记录1 d内的各项活动、睡眠时间及不适感。24 h后取回记录盒, 回放结果由经验丰富的的医师参照黄氏异常脑电图标准进行阅读判定[1]。睡眠时相按照国际分类标准分为非快速眼动睡眠期 (NREM) 和快速眼动睡眠期 (REM) , NREM期根据睡眠深度进一步分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期[2]。
2 结果
2.1 常规清醒脑电图 (EEG) 检查。
200例中, 正常130例 (65%) , 异常70例 (35%) , 其中轻度至中度异常38例, 主要表现为调节调幅欠佳、局灶性或一侧性慢波、弥散性慢波增多等。32例 (16.00%, 清醒期25例+清醒及睡眠7例) 有少量尖波、尖慢综合波发放。
2.2 痫样放电与清醒和睡眠的关系。
AEEG共检出痫样放电164例, 出现在清醒期25例, 睡眠期132例, 清醒及睡眠同时出现7例。清醒期共出现32例 (占16%) , 睡眠期共出现139例 (占85.8%) 。
2.3 痫样放电在睡眠各周期的分布。
睡眠期出现痫样活动的139例中, 出现在NREMⅠ期、Ⅱ期最多, 有102例 (73.38%) ;NREMⅢ～Ⅳ期出现痫样活动有的15例 (10.79%) ;出现在REM期最少有5例 (3.6%) ;在整个睡眠过程中均可见到痫样放电17例 (12.23%) , 可见痫样放电主要出现在NREMⅠ～Ⅱ期。
2.4 痫样放电发作部位。
痫样放电的形式以尖波和1.5～3.0 Hz/s高幅尖慢综合波多见。发作部位:在本组164例痫样放电中, 其中双侧脑区同步发放的40例, 双额颞区为主的90例, 颞区10例, 额中央区15例, 一侧为主9例。
2.5
本组200例AEEG监测中有36例未记录到痫样放电, 占18%, 有15例在睡眠中家属发现其临床发作, 同期脑电图记录到痫性放电, 而在200例中清醒期均未记录到临床发作, 但32例描记出痫样放电。
3 讨论
脑电图是一种随时间变化的随机信号, 在癫痫发作性疾病中, 脑电图的阵发性异常和临床发作多数为随机出现的事件, 因此, 在短时间内常规脑电图记录中捕捉到的机会很少。在本组200例患者中常规EEG仅32例记录到痫样放电, 阳性率为16.00%。而动态脑电图实质上是延长脑电图描记时间, 记录时间可达数小时甚至24 h以上, 能记录到患者安静、活动及睡眠时的脑电图变化, 本组AEEG 200例在监测过程中记录到痫样放电164例, 阳性率为82.0%, 大大超过常规脑电图的检出率。况且在动态脑电图记录中, 患者可以自由活动, 记录盒可挂在胸前或腰部, 也可放在床头不必移动 (对危重或卧床不便搬动的患者) , 也不需要药物诱导睡眠或剥夺睡眠, 这样不影响自然生物周期及发作规律。且多数患者可在门诊检查, 不需住院, 同时具有自然睡眠诱发的功效, 因此记录下来的信息更加准确、客观, 并可检出睡眠中癫痫发作及亚临床发作[3]。本组癫痫患者在睡眠过程中共有临床发作15例, 故有力地支持了癫痫的临床诊断[4]。
睡眠对脑电图中的异常波特别是癫痫样放电具有很强的诱发作用[5]。本组200例患者中检出痫样放电164例, 睡眠期检出139例 (85.8%) , 清醒期检出32例 (16%) , 睡眠期检出率比清醒期高, 其中73.38%出现在浅睡期即 (NREMⅠ～Ⅱ期) [6]。究其原因可能是与睡眠时脑干网状结构上行激活系统活动减少, 对皮质神经元抑制减弱, 使丘脑皮质的超同步化发放增强, 故痫样放电增多。而在REM期, 癫样放电病例最少有5例 (3.6%) , 可能与网状结构活动增强结果有关。
在164痫样放电病例中, 放电部位以额颞区为主有90例, 占54.88%, 此结果与董小莉等报道相近, 痫放放电的形式以尖波、尖慢综合波为主[7]。
AEEG的优点是描记时间长, 可连续24 h记录或更长时间, 因而痫样放电的检出率高。但其尚有不足的地方, 比如监测期间患者活动多, 除了可以产生诸如心电、血管搏动、肌电、瞬目等生理性伪差外, 还可产生来自环境如交流电、静电、高频电子脉冲以及运动引起的伪差等等, 干扰来源颇多且不易判断, 况且有些干扰波酷似棘波、尖波或各种节律性放电, 导致分析时判断错误, 误导临床诊断。加之医生判断水平的差异有时也会造成一定程度上的误差。本组36例癫痫患者在AEEG中未发现痫样放电, 但其临床症状表现典型癫痫, 且药物治疗有效, 所以AEEG结果还需要结合临床综合判断。
参考文献
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精神分裂症脑电地形图临床分析 篇9
关键词：脑电地形图,精神分裂症,异常
脑电地形图作为一门新兴技术, 定量分析脑电信息, 把机能定位与空间分布统一起来。为此我们按标准把精神分裂症分为阴性型、阳性型两型, 对他们所表现的脑电图、脑电地形图异常表现进行了研究, 并进行对比分析, 以期更能客观地判断精神分裂症患者脑功能的变化。
1 对象与方法
1.1 对象
在我院住院治疗的精神分裂症患者, 其中男25例、女23例。年龄最大57岁, 最小15岁, 平均 (27±5.7) 岁, 平均病程为 (14±7) 个月。
1.2 入组标准
(1) 符合中国精神疾病分类方案与诊断标准第2版——精神分裂症的诊断标准; (2) 依阴性症状量表和阳性症状量表测定, 参照等制定的“阴性型” (Ⅰ型) 、“阳性型” (Ⅱ型) 分裂症划分标准将病人分为两组; (3) 排除有严重躯体疾病、酗酒、药物依赖者; (4) 脑电图诊断标准依冯氏诊断标准分为界线性、轻、中、重四级; (5) 既往治疗未合并电休克及胰岛素休克。
1.3 方法
采用上海产的ND—161型脑电图机及上海产的脑电地形图处理系统和扩展系统。脑电信号经前置放大器和中央处理机处理, 使脑电波的波幅—时间关系转变为功率—频率关系, 同时显示脑电波曲线及在头颅横式图上打出δ、θ、α和β四个频域各脑区位置上的脑电绝对功率值, 选择连续20s无伪差的脑波采样显示及打印。
1.4 统计方法
本文全部统计分析均由电子计算机处理, 对各区功率值有差异的区域进行两侧显著性t检验。
2 结果
2.1 脑电图异常程度对比
在Ⅰ型组中, 脑电图异常程度分为界线性3例, 轻度4例;中度3例;重度1例。在Ⅱ型组中, 脑电图异常程度分为界线性2例, 轻度8例;中度6例;重度1例。与Ⅱ型相比, Ⅰ型组中的轻度异常有显著差异 (P<0.05) 。
2.2 脑电图异常区域分布
Ⅰ型组脑电图异常区域分布在双额有9例, 额后有8例, 双颞5例, 双中央5例, 双枕4例。Ⅱ型组脑电图异常区域分布在双额有4例, 额后有3例, 双颞8例, 双中央1例, 双枕1例。从统计角度看, Ⅰ型组在双额、额后、双中央部位与Ⅱ型组无显著性差异 (P>0.05) , 而在双颞、双枕部位存在显著性差异 (P<0.05) 。
2.3 脑电图异常的频域分布
Ⅰ型组异常频域分布在δ频域2例, θ频域19例, α频域7例, β频域3例。Ⅱ型组异常频域分布在δ频域4例, θ频域6例, α频域4例, β频域3例。两型在各频域异常分布均无显著性差异。
3 讨论
脑电地形图的基本原理是:利用计算机技术进行, 把各记录点以平均能量值即功率值的形式表现出来, 各记录点之间的功率值通过各电极间二维内插法进行填补、计算。某频域功率值的高低取决于采样段内该频域波形含量和波幅, 所以它是波率成分与波幅的综合反应。通过研究脑电地形图, 可以深入了解精神分裂症患者脑电地形图的变化特征。
从脑电的产生来看, β频域活动是由网状结构带来的冲动使丘脑非特异性核内的节律性放电消除, 而由此产生去同步化快活动。从动物试验也可看出, 皮层下某些结构作用于皮层而产生一种持续而强烈的激活表现。因此, 是否可以设想精神分裂症这种持续而弥漫的β活动, 是由于某种特异性的皮层下系统对皮层的一种调节反射, 或是中枢神经系统处于“过于警戒”状态。α活动的降低以及慢活动的增加也可能是精神分裂症颅内多巴胺与胆碱能之间活动不平衡所致。有些学者还发现精神分裂症患者双侧额叶区有大量δ活动, 左侧大于右侧, 在本组Ⅱ型病例患者中也有较多δ活动。
根据本文结果显示, 由此可见, 对于患者脑电地形图的分析是建立在软指征的分析, 如异常程度、异常区域分布和异常频域分布。这些指征作为精神分裂症患者的诊断参考依据能够客观反映脑电变化情况, 但在具体应用于临床方面仍需进一步研究。
参考文献
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动态脑电图诊断癫痫的临床分析 篇10
1 临床资料
1.1 一般资料
本组资料共计84例, 均为2009年6月~2010年我院诊治的癫痫患者。男48例, 女36例。年龄3~79岁, 病程2个月~8年。其中局限性癫痫22例, 癫痫大发作18例, 继发性17例, 癫痫小发作10例, 精神运动性6例, 混合型5例, 内脏型3例, 婴儿痉挛症3例。所有患者均给予REEG、24h AEEG及CT或MRI检查。
1.2 方法
使用丹麦Medtronic PL型16道动态脑电图记录仪, 对患者进行24h的脑电活动监护, 并参照国际10/20系统电极连接方式使用单、双导联完成记录盒的连接, 并在24h内完成记录, 速度控制目, 清醒时需休息20min。同时进行3min过度换气, 以进行参照对比。在对患者进行24h的记录观察中应对详细资料做好记录, 如:活动情况、异常感觉等, 这对于后面的分析研究提供可靠依据。完成24h监测之后将记录盒拿下, 并运用回放系统荧光屏按照原速度的20、40、60倍重放。这样能够了解患者在清醒、睡眠状态下的脑电活动, 对使用到的资料进行激光打印。
2 结果
2.1 AEEG与REEG的比较
AEEG异常率为84.52% (71/84) , REEG异常率为36.90% (31/84) , 两者的异常率相比差异有非常显著性 (P<0.01) 。AEEG的痫性放电检出率为80.95% (68/84) , REEG的痫性放电检出率为10.71% (9/84) , 两者相比差异有非常显著性 (P<0.01) 。AEEG监测时的临床发作出现率为25.00% (21/84) , REEG监测时的临床发作出现率为2.38% (2/84) , 两者相比差异有非常显著性 (P<0.01) 。
2.2 痫性放电出现的时间
68例检出痫性放电者中, 单独出现在清醒安静时6例, 活动时2例, 午睡时浅睡期6例, 晚间睡眠时, 入睡期9例, 浅睡期38例, 其中包括次晨醒前的浅睡期13例, 各种状态均出现者7例。睡眠中共出现61例 (89.71%) , 明显多于清醒时出现15例 (22.06%) (P<0.01) 。
2.3 AEEG异常与CT、MRI比较
AEEG异常的71例中, 作CT检查25例, 3例异常 (12.00%) , 表现为低密度软化灶2例, 脑梗塞1例。作MRI检查46例, 15例异常 (32.61%) , 表现为小软灶7例, 腔隙性脑梗塞8例。表明癫痫的影像学检测MRI优于CT。AEEC异常的范围大于CT与MRI, 脑电异常的部位大多与后者病灶相符。
3 讨论
脑电图出现痫样放电波是诊断癫痫的依据, 主要是根据尖波、棘波、棘慢波等出现, 缺少痫样放电的癫痫是不可能的。因为在描记时间方面受到阻碍, 一般很难捕捉到阵发性异常发电。而动态脑电图对患者实施24h监护, 可以使得癫痫检出率不断提升。这说明AEEG本质是通过增长脑电图描记时间, 以综合的展现出在不同的生理、刺激下患者的脑电活动, 这就方便捕捉到癫痫患者的脑功能障碍, 并且发挥出自然睡眠诱发的作用[2]。此次研究AEEG痫性放电的检查结果看, 睡眠中61例 (89.71%) 显著高于清醒时15例 (22.06%) 。癫痫异常放电和睡眠有着很大的连续, 这主要是由于睡眠时脑干网状结构上行激活系统功能出现异常, 降低了大脑皮质和边缘系统的功能效果, 扩大了丘脑皮质的超同步发放, 使得痫性放电变多。
此次研究的癜痫患者AEEG异常率为84.52% (71/84) , 比CT的异常率12% (3/84) , MRI异常率32.61% (15/84) 要高出很多, 这些证明了在诊断癫痫时运用AEEG, 其诊断率要比CT和MRI高出很多。医学专家[3]研究把CT检查阴性用电生理定位切除的癫痫灶作病理检测, 镜下观察到出现神经胶质增生, 微血管出现畸形等变化。这表示AEEG不仅能展现出脑机能性变化, 并且也能发现尚无形态学改变的脑病理变化, 显示了AEEG检查具有很好的敏感性, 但CT仅仅是体现组织密度变化形态。
在临床上运用AEEG作用逐渐被医生们认可, 患者运用AEEG记录能够脱离人为检查室, 无论是在家里还是外面都可以对自己的具体信息进行活动记录, 且信息真实、可靠, 还能检查出睡眠中癫痫的并发情况。REEG处于被动状态时的记录会出现差异, 这对于癫痫发作的生理机制研究是很有帮助的。而AEEG主要作用体现在了癫痫的诊断、划分, 引导患者在临床治疗中科学服药, 对于以上的外科手术治疗是很有帮助的。而实施主机回放研究处理后能够对异常波发放频率、波形、波幅准确记录, 对异常波定量的研究提供依据。
总而言之, AEEG能够完成24h描记, 对患者正常生活情况下的自然睡眠脑电图都能做好记录, 这样能帮助医生在诊断癫痫时提高检出率, 这就需要对疑似为癫痫而EEG未出现显著症状的患者进行AEEG检查, 尽早确定病情后进行治疗。
参考文献
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脑电频率调节 篇11
【关键词】脑电信号；脑电频率调节；声光刺激
1.前言
当前，我国人民已进入市场经济的大潮之中，激烈的市场竞争，使人们处于过度的精神紧张状态，这种不良的情绪使人容易产生疲劳、失眠、头痛及精神衰弱，这就需要有一种方便而舒适的治疗手段，于是便需要脑电调节来调节人的精神状态。
医学研究表明，人脑会自发辐射脑电波，脑电信号可以反映人精神状态的变化，所以研究脑电信号也是十分必要的。当人在收到特定外部诱发刺激时，脑电信号也会出现与外部刺激频率保持一致“节律同步”的現象，当持续的外界刺激如频率闪光对人进行刺激时，从大脑皮层采集的脑电信号与闪光刺激频率同步[1]。只要人们利用外部刺激方法，便可使人脑进入某种需要的波段，从而达到调节心态，达到治疗一些心态疾病的目的，其研究的意义在于利用脑电诱发器根据需要调整输出刺激频率用于临床和日常生活。
2.脑电信号产生的机制和分类
2.1 脑电信号的产生
脑电图(EEG)反映了大脑组织的电活动及大脑的功能状态，其基本特征包括周期、振幅、相位等。大脑皮层的结构异常复杂，是一个由大约100亿个各种形态的神经元组成的神经系统[2]。神经元由神经细胞和神经纤维两个部分组成，是整个神经系统的基本结构或机能单位。在人和动物的大脑，特别是皮层细胞，存在着频繁的电活动，这些电活动就来自由神经元之间的互联。目前大多数人认为，脑电是大脑皮层浅层大量胞体与树突的局部突触后电位总和形成的电场，经过脑脊髓液、脑膜、颅骨和头皮构成的容积导体传导，在皮层表面上或头皮上形成的电位分布，利用电极将头皮的电位变化放大并记录，就是我们通常所说的脑电波／脑电信号，也称为脑电图(EEG)。
2.2 脑电信号的分类
脑电图的分类，国际上有几种不同的方法，一般说来，常用的分类变量有频率、电压、形态、同步性周期性等。若按频带定义，一般可将脑电分为下面几种：
（1）δ波，频带范围0.5-3Hz，振幅为10-20uV，常在额部出现，其指数不超过5%-8%，见于儿童和成年人的睡眠时，在正常清醒的成人脑波中很少见，过度换气、睁眼及呼叫姓名都对δ波无影响。无论任何年龄，任何意志水平持续存在的局灶性δ波均为异常，指示着皮质病变。
（2）θ波，频带范围4-7Hz，振幅20-40u V，在颞叶、顶叶较明显，一般倦时出现，是中枢神经系统抑制状态的表现。经常存在的局灶性θ节律为异常，其出现为深部皮层下或中线结构的病变。
（3）α波，频带范围8-13Hz，85%的成人在9.5-10.5Hz之间，振幅lO-1uV，是成人脑电中的基本节律。α节律呈正弦形，其波幅可以出现周期性逐渐升高和降现象。α波的活动在大脑各区都有，不过以顶枕部最为显著，并且左右对称，安静及闭眼时出现最多，波幅亦最高，睁眼、光刺激或精神活动时，α波会受到影响，这是正常脑电图的重要标志之一。
（4）β波，频带范围14-30Hz，电压幅度低于5-30uV，以额、颞和中央较为显著，在警觉/工作状态、注意力集中或情绪紧张时出现较多。
（5）γ波：频带范围30-100Hz及以上额区及中央最多，它与β波同属快波，快波增多，波幅增高是神经细胞兴奋型增高的表现。
3.脑电频率调节
3.1 脑电频率调节概述
脑电频率调节和脑电诱发的概念是等同的，人脑诱发电位技术是探索脑的活动，诊断脑的疾患的常规方法，正日益受到重视。脑电诱发电位分为：听觉诱发电位、视觉诱发电位、体感诱发电位等；这些都是通过外界刺激来改变脑电波的状态实现的。脑电诱发器主要功能是提供实验过程中所需的外部刺激，刺激方式为非接触的声音、闪光感官刺激，这两种手段是目前研究诱发脑电常用的方式。基于脑电信号的节律同步化效应的频率调节仪用于调节人体脑电信号可以达到使人处于某种精神状态的效果。
3.2 脑电频率调节的国内外发展
（1）国外发展概况
自1930年代初，一些致力于视听刺激影响下的皮质脑电图的分析研究已经展开。德国精神病学家Hans最早引入脑电的概念并提出大脑在睡眠、麻醉、缺氧及不同的精神疾病状况下，其脑波也不一样[9]。
1975年D.N.J.Donker提出用正弦调制光（SML）来研究脑电的诱发响应，他认为以往采用的短闪光刺激所含的丰富谐波使脑电响应具有复杂的波形。这种复杂性妨碍了对脑诱发反应规律的正确解释，而SML作为刺激信号，由于其闪光频率纯，平均光强恒定，在脑系统的研究中更具有科学性。
近十年以来SML诱发脑电的研究在国际上颇受重视并取得一些成果；如Tweed和Verdagn证明了SML刺激稳定了脑电的α节律，而几乎不改变自发脑电的波形，而闪光刺激明显改变了脑电的波形，但不能稳定α波频率[3]。
（2）国内发展概况
国内的发展不如国外，起步也比较晚，技术不是十分成熟，但也有很多专家学者做了广泛而深入的研究。1991年周卫东、曹毅、胡中揖等人做了声、光、磁物理刺激对人体脑电影响的计算机分析[10]。2003年北京大学深圳医院神经内科的童晓欣等人做了脑电图光刺激的光驱反应频谱研[8]。2009年张羽、钱志余、李韪韬、张建华等做了α频率光刺激脑电信号同步化的初步研究。
3.3 脑电频率调节仪的方案设计
正弦调制光诱发仪即脑电频率调节仪的核心就是正弦信号发生器。有以下方案：
方案一：为精确地输出正弦渡、调幅渡、调频渡、PSK、ASK等信号及保证信号的高可靠性．设计出一种正弦信号发生器。该正弦信号发生器以可编程逻辑器件CPLD和单片AT89S52为基础．采用数字频率合成DDS技术实现频率合成功能。测试结果表明。设计的正弦信号发生器输出信号稳定度较好，在频率范围内50欧姆的负载上输出正弦波电压幅度稳定在6+0.6 V，波形无明显失真。系统的整体性能良好[4]。
方案二：利用Cortex-M3内核的ARM微控制器LM2S101驱动使用DDS技术的单片低频正弦信号发生器ML2035完成信号的产生，使用专业的ZLG7290按键和数码管显示芯片完成人机交互[5]。
方案三：结合DSP硬件特性，通过使用泰勒级数展开法得到设定参数的正弦波形输出，达到设计目的。该信号发生器弥补了通常信号发生器模式固定，波形不可编程的缺点，DSP芯片具有的特殊软硬件结构和指令系统，使其能高速处理各种数字信号处理算法。基于此设计的正弦信号发生器具有速度高、精度高的特点。同时该系统依靠简洁的外部硬件电路设计和合理的软件程序设计，能够产生幅度和频率可调的高稳定度正弦波[6]。
方案四：主要由单片机最小系统和FPGA两大模块组成，其硬件电路简单，主要由软件实现设计要求，总体控制非常容易。由于本系统采用了基于FPGA的DDS技术，其实现正弦信号发生器输出正弦信号频率范围较宽，分辩率高，频率的精度较高。另外，本系统还易于扩展，不需要对硬件电路进行较大的修改，只需要修改FPGA中的ROM数据，DDS就可以产生任意波形。但是它也有局限性，主要表现在输出杂散大，这是由于DDS 采用全数字结构，不可避免地引入杂散[7]。
4.总结
本文阐主要述了脑电信号的有关知识，介绍重点脑电频率调节及方法和系统设计方案。国外关于脑电调节的起步较早，技术也比较成熟，提出了很多行之有效的理论。国内的发展不如国外，起步也比较晚，技术不是十分成熟，但也有很多专家学者做了广泛而深入的研究。实现成本低廉、控制效率高、网络化、智能化程度高的脑电频率调节仪将是未来要解决的主要问题。
参考文献
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[6]廖柏林,王星胜,林坤,陈旭伟,韩怀梅.基于DSP正弦信号发生器设计[J].电子.电路,2011年第24卷第2期.
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50例病毒性脑炎脑电图分析 篇12
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取在院进行治疗的50例病毒性脑炎患者, 其中男性患者22例, 女性患者28例, 年龄为5~60岁, 平均年龄为 (36.67±3.59) 岁, 其中2~10岁患者15例, 11~20岁患者10例, 21~30岁患者5例, 31~40岁患者5例, 41岁以上患者15例。病毒性脑炎患者一般急性起病, 以发热, 头痛, 恶心呕吐, 嗜睡。其中意识障碍, 精神异常15例, 抽搐及失语10例。脑电图描记于发病相隔时间4~10 d。所有患者经临床诊断均符合病毒性脑炎诊断标准。
1.2 方法
采用四川智能ZN7A00数字化脑电监护分析仪, 按国际10/20系统放置16个头皮电极, 2个耳电极, 单双级导联, 进行脑电图检查, 检查时大多数患者均在清醒状态下进行, 仅有少数患者处于睡眠状态, 每次扫描时间保证在30 min~1 h, 并根据患者的具体情况进行复查。同时对患者进行脑脊液和头颅影像学检查, 所有患者均进行头颅CT检查, 部分患者需进行CT增强扫描。CT检查表现为急性炎症, 特点为脑水肿, 颞叶、额叶和顶叶, 大脑半球发生低密度变化。脑脊液的生化检查应按照标准进行操作。
1.3 统计方法
采用SPSS15.0统计软件对数据进行分析, 计数料采用χ2检验。
2 结果
2.1 脑电图检查结果
广泛轻度异常32例, 广泛中度异常16例, 广泛高度异常2例。在50例异常脑电图主要表现a波逐渐减少, 频率减慢, 以4~7次/sθ为基本节律, 慢波首先出现前额, 顶, 中央, 最后扩展到其他区域, 呈广泛性慢波节律, 1~3次/sδ波弥漫性出现, 在此背景上有局灶性加重。
2.2 脑电图检查结果和脑脊液检查结果对比
脑电图检查异常患者数较脑脊液检查明显提高, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 发病1~5 d脑电图的检出率较脑脊液检查明显提高, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。
注:与脑脊液检查相比, P<0.05。
2.3 脑电图检查结果和头颅影像学检查结果对比
脑电图检查异常患者数较脑脊液检查明显提高, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。
注:与头颅相比影像学检查相比, P<0.05。
3 讨论
病毒性脑炎为临床常见病和多发病, 呈现增加趋势, 对中枢神经系统造成损害, 对患者的大脑、小脑及脑膜均有损害, 病毒性脑炎的临床诊断应根据临床特征, 流行病检查结果和实验检查结果相结合[3]。患者临床表现为头晕恶心、头痛、身体不适等表现多为轻度, 患者临床表现为意识障碍, 抽搐等多为中重度[4]。临床病毒性脑炎检查可以同脑电图、脑脊液、头颅影像学检查, 其中脑脊液检查对患者产生创伤, 患者及家属的接受度较低, 增加诊断难度;头颅影像学检查患者阳性率较低。脑电图检查具有诊断率高, 无创特点, 广泛应用于病毒性脑炎的临床诊断。文献报道[5], 脑脊液检查可以通过生化检查, 细菌培养等方法将病毒性脑炎同其他脑炎的区分, 头颅影像学检查可以判断是否存在脑积水并诊断是否存在颅内病变。研究显示, 患者经脑电图检查阳性率较CT检查明显提高;不同的发病天数, 脑电图的检出率较脑脊液检查明显提高, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。
脑电图在诊断病毒性脑炎中具有较高阳性率, 该文对住院患者50例。经作脑电图检查均为异常, 住院期间经抗病毒, 抗惊厥和脱水治疗, 确诊为本病。脑电图异常程度有轻有重, 分布情况主要呈弥漫性出现, 病毒性脑炎脑电图可表现为弥漫性改变, 部分弥漫性异常背景上有局灶性活动, 病变也可累及脑膜、大脑、脑干、小脑和脊髓。可有不同程度的神经细胞变性坏死, 大脑机能减退, 生物电失常, 致使临床症状表现复杂多样[6,7,8]。且易与一些疾病相混淆。如精神障碍的脑电图, 轻者多为弥漫性低至中波幅θ波, 较重者多为弥漫中部至高波幅δ活动, 病毒性脑炎所致精神障碍易误诊为精神病, 癔病等, 脑电图是鉴别诊断的重要依据。癫痫脑电图多表现为阵发中至高波幅θ波或δ波伴阵发高波幅尖波.棘波放电, 这种表现虽非其特征, 但弥漫性异常脑电图可作为其它癫痫相鉴别的参考[9]。脑电图异常表现与病情轻重及患病时间也有相应关系, 病情轻患病时间短, 脑电图异常表现轻, 病情重患病时间长, 脑电图异常表现重, 这表明脑电图的程度与病情轻重, 意识状态, 不同的病期有关[10]。
该研究显示, 广泛轻度异常32例, 广泛中度异常16例, 广泛高度异常2例, 在50例异常脑电图主要表现a波逐渐减少, 频率减慢, 以4~7次/sθ为基本节律, 慢波首先出现前额, 顶, 中央, 最后扩展到其他区域, 呈广泛性慢波节律, 1~3次/sδ波弥漫性出现, 在此背景上有局灶性加重;脑电图检查异常患者数较脑脊液检查明显提高 (P<0.05) , 发病1~5 d脑电图的检出率较脑脊液检查明显提高 (P<0.05) ;脑电图检查异常患者数较脑脊液检查明显提高 (P<0.05) 。随着疾病的恢复, 脑电图也渐趋正常, 但也有稍慢于临床恢复, 该组经治疗半年后复查脑电图。33例正常范围, 15例轻度异常, 2例中度异常, 显示了脑电图变化与病情变化呈伴行关系, 对该病探寻病变部位, 诊断, 观察愈后等方面均有帮助。
综上所述, 病毒性脑炎的脑电图分析具有方便易操作, 无副作用级并发症, 检出率高等特点, 可以作为临床诊断的重要检查手段。脑电图检查对病毒性脑炎的诊断、治疗效果及预后评价有着十分重要的临床意义, 值得推广应用。
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