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超详细脑电电极帽选购指南,5步轻松选型

脑电图(EEG)是一种无创的测量大脑电活动的方法。它需要将电极置于头皮上,记录神经元内及周围电流所产生的电压电位。一方面,在临床诊断方面,EEG与脑触发神经康复治疗相吻合。另一方面,EEG不仅是实验心理学领域中,提供大脑相关结构的主要工具,而且还是一种神经成像方法,在计算神经科学中得到了广泛应用。

在我们的认知神经科学中,经常会遇到脑电数据的采集,而电极帽在EEG数据实验中更是十分重要,电极帽上一般都带有电极传感器,通过在电极传感器与头皮之间注入某种电解质就可以进行电信号的传导。这也是在脑电实验中经常所说的“阻抗测量”,它的好坏,决定着数据质量的好坏。


电极帽

那么,你是否还在为选择合适的EEG设备而烦恼呢?今天小编为大家整理了超详细的脑电图帽选型攻略,仅需5步就可以选中适合您应用的脑电电极帽哦。

电极帽的导联数

对使用过脑电设备的人来说,导联数这个词并不陌生,我们可能会经常性的听到8通道、16通道、32通道、64通道等导联数,它其实是指代的是电极帽上有多少个电极传感器,导联数越多,所能探测到的脑电信号越多。

即使在我们睡着的时候,人类的大脑也是不断活动的,我们的脑细胞将通过互相传递的脉冲进行交流。脑电图的目的则是测量神经元之间相互作用产生的电活动。附着在头皮上的扁平金属圆盘则被称为电极传感器,电极传感器是测量这些电荷的关键。由于颅骨的不同区域会产生不同的信号,因此脑电帽具有多个电极传感器。

那么你的电极帽应该有多少个导联数呢?

一般来说,最小设置应具有8个电极传感器,放置于我们能测量大脑的特定部位。大多数情况下,使用8个通道设置来测量基于大脑的接近和回避动机反应的额部不对称性(接近/回避行为是什么)。而带有10-20个国际标准导联通道的EEG头戴式电极帽则足以满足大多数学术或商业需求。配备20通道以上的电极则适用于更高级的成像研究。

脑电信号通道的数量决定了我们能够处理的信息量。虽然很难一概而论,但一般的划分可以是:

> 64ch: 高密度神经图像研究,主要目的是源定位和信号处理过滤。

32-64ch: 神经科学研究,脑电图成像(伴有严重的脑电伪影过滤)。

19ch: 临床研究和实践中使用的标准10-20系统。

16-32ch: 应用神经科学研究领域,如脑机接口、生物医学工程、神经工程、心理学等。

8-16ch: 用于运动神经康复、认知神经康复、消费者神经科学等,这类研究我们通常需要知道测量的大脑活动和区域。

< 8ch: 特殊的应用,包括测量一个定义明确的神经过程,需要一个简单而快速的设置(例如,传统的一个皮层位置的神经反馈,睡眠脑电图的测量等)。

Neuroelectrics的Enobio EEG系统提供了三种选择,分别带有8个,20个及32个通道,可以十分灵活的应用于各种研究测试方案,最高32通道的高密度测试方案可以满足科学研究需求,并且通过Wifi或USB电缆可连接使用Enobio系统,十分便捷。


Enobio EEG电极帽

而荷兰的TMSi公司则致力于提供高质量的数据和广泛应用场景的EEG脑电测试系统,其最新科研成果SAGA脑电测试系统具有32通道和64通道,并且更多通道可以定制,是一款专为科研而生的高精度脑电系统。


TMSi一体式电极帽

电极放置情况

脑电图中电极的放置,常规使用的是国际10-20系统,包括19个记录电极和2个参考电极。所有顶级规格的电极帽均具有根据国际标准放置的电极。另外,在使用电极帽的时候,还会遇到这三类电极——接地电极/COM电极、参考电极、记录信号电极。

不论使用何种电极帽,都会有这三类电极,也经常会听到打导电膏时,一定得先打接地电极、参考电极、接着再打记录信号电极。它们作用分别是:

接地电极/COM电极:用于将放大器和受试者放置在同一电位,减少共模干扰,同时接通信号;
参考电极:用于相对的零电位信号,从每个记录电极中减去该信号获取值;
记录信号电极:放置在我们想要测量的特定头皮位置,一般为耳后乳突、鼻尖或者耳垂。

湿电极还是干电极

应该选择湿式电极帽还是干式电极帽是脑电设备的另一个常见问题。就两者的区别而言,干电极直接与头皮接触,无需任何电解质。而湿电极需要在电极与头皮间注入电解质,湿电极可分为:湿电极(导电膏电极、盐水电极)和半干式电极(凝胶电极)。

导电膏电极和盐水电极是最常用的测量EEG信号的传感器。这两类电极是要求在头皮和电极之间使用高导电性的电解物质(kcl溶液),以获得良好的接触并降低头皮到电极间的阻抗。

使用导电膏对被试来说可能不是一个愉快的体验,也正是由于这个原因,许多希望将EEG用于市场研究的人通常选择干式电极帽,以提高参与度和依从性。但是较之于干电极,湿电极的导电膏可增强电极和头皮之间的接触,从而提高数据质量。因此,在科研方面一般选择湿式电极帽以获取更精确的数据。

干式电极帽主要目的是解决现实世界的环境或专业产品或服务,在未来开展脑机接口的转化上会比较适用。


导电膏电极大多数用于科研,信号质量好。


盐水电极适用于老年人或者是儿童群体研究,安装快速,与头皮接触非常舒适且无需导电膏。

电极帽尺寸选择

在选择电极帽时应选择易于安装且尺寸正确的电极帽,同时头戴式电极帽应配备多种尺寸选择,并易于调整。大多数被试并不希望花太长时间进行调试,此外,电极帽在佩戴时应提供舒适性,太紧会严重影响到被试的状态,从而混淆实验结果。

另一方面,太松会导致电极不稳定,因此导致数据丢失。在试点中为尝试几个参与者的不同上限尺寸至关重要,尤其是对于示例中的极端情况。例如,您可以尝试对样本中年龄最大的人群和最小的人群进行测试,并询问他们的感觉如何。

NE的电极帽设计的非常精细,提供灵活的方案,佩戴更舒适,电极定位更精确,既可以与 Enobio配合使用进行EEG采集,也可以与 Startin配合使用进行多通道的经颅电刺激。并且提供多个型号的氯丁橡胶材质的成人及儿童电极帽,满足不同人群的实验需求;另外还有屏蔽帽,可以帮助研究人员获取更加干净的EEG信号和仿真刺激电流。


有线还是无线

选择有线还是无线的电极帽取决于研究目的,为了使EEG技术变得更加人性化,许多EEG系统已经从临床环境中的使用的笨重系统转为更加便捷的无线系统,这允许它们可以在一系列新设置中使用。如果您的研究问题需要模拟真实场景,或者您希望将 EEG 与虚拟现实软件一起使用,那么选择无线的电极帽系统就是最佳选择。

然而,无线电极帽可能会在“电噪干扰”方面遇到一些问题。这是由许多因素造成的,包括来自其他硬件的干扰、参与者的移动以及不适当的实验条件。

但最近的一项研究发现,当对无线数据使用良好的传输质量时,对信号质量几乎没有影响。可能影响这种质量的重要因素包括采样率和传输模式。重要的是要确保这些是最高规格。

例如,TMSi脑电测试系统则具备无线/有线两种数据传输模式可供选择,主动屏蔽技术可消除外界干扰和导线扰动的影响,最高采样率高达4096HZ,输入带宽为0~800HZ,因为强大的无线数据传输功能和主动屏蔽技术,TMSi甚至可以允许进行运动场景下的EEG脑电测试需求,并能有效消除运动伪影。

TMSi进行户外运动测试

以上便是在脑电系统中占据重要地位的电极帽的相关技术信息及选购指南,如需获取相关设备方案及报价,欢迎致电4006-111-556详询!