脑电信号采集与处理研究

程 皓，周丽丽，杜寅福

(1.黑龙江省科学院，哈尔滨 150060； 2.黑龙江省科学院智能制造研究所，哈尔滨 150090)

脑电(EEG)是由颅腔内的大脑活动所产生、从头皮表面记录到的电生理信号，因此也称为头皮脑电。一般认为，头皮脑电是由大脑皮层的椎体神经元所产生的，作为一种生理信号，EEG也同样存在一些缺陷，如信号弱，干扰强。EEG信号由大脑皮质传导到头皮表面至少需要经过脑脊液、颅骨和头皮等几种组织，EEG信号经过层层削弱(特别是颅骨这种弱传导介质)，到达记录电极时已极其微弱，信号采集是进行后续处理和分析的基础，因此采集到生理上可靠、可信的EEG信号显得尤为重要。

1 EEG采集系统

对于这类弱信号，采集放大器是必备条件，如高增益、高共模抑制比和高输入阻抗等。目前，已经有专门的用于EEG的信号采集集成数字芯片，如美国TI公司生产的ADS1299，主要介绍两种EEG采集系统。

Neuroscan是世界上领先的脑电采集系统制造商，其销售和支持网络较为完善。相比于其他放大器，Neuroscan生产的放大器轻薄、便携，信号采集软件简便、易用，采集的信号质量认可度较高，在我国市场份额占比较大，但相对于不断迭代更新的软件，硬件改善较少。

图1 放大器Fig.1 Amplifier

EGI的一大特色是电极帽。不同于一般采用固态的胶体黏附于头皮表面的电极帽，它使用盐水作为传导脑电信号的介质。这种电极帽并未采用传统的布+固定位置的Ag/Agcl电极的设计方式，而是采用了EGI公司的专利技术—盐水+海绵电极，利用网格间的张力，维持电极之间的相对位置，因此电极帽的准备时间大幅缩短，比较适用于特殊人群或需要快速佩戴电极帽的场合。……