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脑电图机工作原理培训教材

汇报人：XX

2024-01-17

脑电图机概述

脑电图机基本结构

脑电图信号采集与处理

脑电图机工作原理详解

脑电图机操作指南

脑电图机维护与保养知识

总结与展望

contents

目

录

01

脑电图机概述

脑电图机定义

脑电图机是一种用于记录和分析大脑电活动的医疗设备，通过电极将大脑皮层的微弱电信号放大并记录成图形，以供医生分析和诊断。

脑电图机分类

根据使用场景和功能，脑电图机可分为便携式、台式和多通道等多种类型。便携式脑电图机适用于床边监测和移动医疗，台式脑电图机则适用于医院和实验室等固定场所，多通道脑电图机则可同时记录多个部位的脑电信号。

脑电图机的发展经历了从单通道到多通道、从模拟到数字、从有线到无线等多个阶段。随着计算机技术和信号处理技术的不断进步，脑电图机的性能和功能也在不断提升。

发展历程

目前，脑电图机已经成为神经科学和临床医学领域不可或缺的重要工具之一。随着人工智能和大数据技术的不断发展，脑电图机的智能化和自动化程度也在不断提高，为医生和患者提供了更加便捷和准确的诊断和治疗手段。

现状

应用领域

脑电图机广泛应用于神经科学、临床医学、心理学、教育学等多个领域。在神经科学和临床医学领域，脑电图机可用于研究大脑功能、诊断神经系统疾病和评估治疗效果；在心理学和教育学领域，脑电图机可用于研究认知过程、情感状态和学习能力等。

意义

脑电图机的应用对于深入了解大脑功能、提高神经系统疾病的诊断和治疗水平以及推动神经科学和临床医学的发展具有重要意义。同时，随着脑电图机的不断发展和普及，其将在更多领域发挥重要作用，为人类健康和生活质量的提高做出更大贡献。

02

脑电图机基本结构

用于采集大脑皮层的电信号，通常使用银/氯化银电极。

电极

连接电极和脑电图机的导线，要求具有良好的导电性和抗干扰能力。

导联线

用于固定电极，保证电极与头皮的良好接触。

电极帽

位于电极附近，用于放大微弱的大脑电信号，同时减小信号在传输过程中的损失。

前置放大器

主放大器

增益调节

对前置放大器输出的信号进行进一步放大，以满足后续处理的要求。

用于调整放大器的放大倍数，以适应不同强度的脑电信号。

03

02

01

滤除低频干扰信号，如基线漂移、肌电干扰等。

高通滤波器

滤除高频噪声信号，如电磁干扰、50/60Hz工频干扰等。

低通滤波器

只允许特定频率范围内的脑电信号通过，以提取特定频段的脑电活动信息。

带通滤波器

将模拟的脑电信号转换为数字信号，以便进行后续的数字处理和分析。

模数转换器（ADC）

对数字信号进行处理和分析，如时域分析、频域分析、非线性分析等，以提取脑电活动的特征和规律。同时，微处理器还负责控制脑电图机的各个部分协调工作，实现自动化和智能化的操作。

微处理器

03

脑电图信号采集与处理

微弱性

脑电图信号非常微弱，通常只有几微伏到几百微伏的幅度。

随机性

脑电图信号是一种随机信号，其波形和幅度随时间变化而变化。

非线性

脑电图信号具有非线性特点，不同频率和幅度的信号可能对应不同的生理状态。

阻抗匹配

确保电极与皮肤之间的阻抗低于5kΩ，以减少信号失真和干扰。

电极放置

根据国际标准10-20系统放置电极，选择合适的电极类型和位置。

采集环境

在安静、舒适的环境中采集脑电图信号，避免外界干扰和患者紧张情绪对信号的影响。

预处理

特征提取

分类识别

结果输出

去除原始脑电图信号中的干扰成分，如工频干扰、肌电干扰等。

利用机器学习等算法对特征参数进行分类和识别，以判断大脑所处的生理状态或疾病类型。

从预处理后的信号中提取出反映大脑活动的特征参数，如波形、频率、幅度等。

将分类识别的结果以图形、数据等形式输出，供医生或研究人员分析和参考。

04

脑电图机工作原理详解

神经元是神经系统的基本单位，具有产生和传导生物电信号的能力。生物电信号是神经元内部离子流动产生的电位变化。

神经元受到刺激时，细胞膜对离子的通透性发生改变，导致膜内外电位差发生变化，产生动作电位。动作电位是神经元间传递信息的主要方式。

动作电位

神经元与生物电

微弱信号放大

脑电图机通过前置放大器将微弱的生物电信号进行初步放大，以便后续处理。

脑电图机中使用的滤波器主要包括高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器，用于去除信号中的不同频率干扰成分。

滤波器类型

滤波能够去除信号中的噪声和干扰成分，提高信号的信噪比和清晰度，有助于后续的信号分析和诊断。

滤波作用

模数转换

脑电图机将放大和滤波后的模拟信号通过模数转换器转换为数字信号，以便进行后续的数字信号处理和分析。

数字化处理

数字信号具有抗干扰能力强、易于存储和传输等优点。脑电图机通过对数字信号进行算法处理和分析，能够提取出反映大脑活动特征的信息，为医学诊断和科学研究提供有力支持。

05

脑