脑电图基础.doc
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参见附件(62KB)。
什么是脑电图
1. 脑电图(EEG)是由皮层神经元(cortical neurons)产生的突触后电位(postsynaptic)在头皮上记录到的电压波动(fluctuation)现象。
2. 主要由于皮层和丘脑(thalamus)的相互作用(interaction)，这些电压波动是有节律性的(rhythmically)。
3.必须有许多突触产生的同步(synchronous)放电，这些电压才能被在头皮上记录到。
三维空间 (Third dimension)
1.三维空间是指这些电压改变在头上的空间(spatially)分布。
2因此，脑电图记录到的是电压在时间和空间的改变。
频率(frequency)
1. 时间的变化被定义为波(cycle) /每秒( per sec) 或 赫兹(HZ)。
2. 一些频率带(bands)被特定设定如下：
Alpha=8-13HZ
Beta=>13HZ
Theta=>4-少于(less than) 8HZ
Delta=<4HZ
术语(Terms)
1. 电压的波动是用微伏(microvolt)来测量。
2. 灵敏度(sensitivity)或增益(gain)类似于收音机的音量(volume)控制。它改变输出电压的波幅。
3. 导联(channel) 是指电压在2个电极(electrode)间的波动记录(output)。
4. 连接方式(montage)是指按照合理(logical)的解剖学(topographically)顺序排列的所有导联的集合。
微分放大器(Differential amplifiers)
1. EEG测量的是两点间的电压变化。
2. 它不测量绝对的电压。因此它不能决定输入(input 1)或输入2是阳性还是阴性电压。也不知道电压的变化是由于输入1还是输入2 的变化引起。
3. 由于微分放大器测量的是两输入点间的电压变化，任何同等(equally)影响两者的变化都无法被看见。
共态抑制(Common mode rejection，CMR)
1. 共态抑制：当两个输入端的信号改变是一致的时候(意味着它们在同一时间一起改变)，放大器将取消信号输出。
2. CMR 是有用的：它可以记录到局灶活动，可以消除伪差(artifact)
3. 当活动很广泛的时候，由于看起来局灶，CMR也会被误解(misleading)。
极性(Polarity)规定(convention)
1. 当输入1较输入2 更负性时，记录笔朝上。(When input 1 is more negative than input 2, then pen goes up.)
记住： L1 Ne Up (笔朝上：negative; 笔朝下：positive)
参考(Referential)记录
1. 任何一个电压放大器(amplifier)都需要2个输入端。
2. 我们的目的是找到一个静止点(inactive point)作为参考电极来测量其他的电压变化。
3. 如果我们能以同一个静止点作为参考电极(一般指input 2)，来测量其他多点(一般指input 1)的电压变化， 我们就能发现不同频率波带的解剖分布。
4. 这样一个静止点是不存在的。但是：有一些好的近似值(approximation)可以替代。如：同测的耳朵(A1, A2); 双测耳朵叠加(A1 plus A2); CZ;平均参考电极(average reference，将所有的头皮电极连接作为参考)。
5. 因此参考电极连接方式(Referential montage) 容易产生误差(contaminated)。例如颞叶放电可能会影响耳部的参考电极，从而使所有以它为参考的电极都受影响，甚至产生无定位意义的位相倒置。这可以通过根据特定的情况来选择不同的参考电极(甚至在average reference中，也可以删除特定的影响电极)作为input 2，或转为双极连接方式(bipolar montage)来消除。
6. Referential montage 的优点是: 能清楚的表明电压的极性(polarity)和分布(potential field); 减少由于时间延迟(time lag)导致的图像变形( distortion of EEG)。缺点如上。
位相倒置(Phase reversal)
1. 在不同导联间发生的记录笔同时(Simultaneous)朝相反(opposite)方向的偏转(deflection)。
针对- towards(negative)
背离- away (positive)
2. 在两个放大器间，如果有一个共享(shared)的电极，就可能会产生位相倒置事件。 但并不一定必须发生在相邻电极。
3. 位相倒置并不意味着异常，很多正常的现象都可以表现为相倒置位。只是能较容易的让眼睛发现局灶的电压变化。
4. 位相倒置只有在共享电极有最大的局灶电压高峰(a local voltage peak)的时候才出现。例如，如果电压在C3- P3- O1之间是逐渐增加(gradient increasing)的，就不会产生位相倒置。
5. vertical dipole (垂直偶极) 与tangential dipole (切面偶极)产生的位相倒置的不同比较
vertical dipoletangential dipoleReferential montageNo phase reversalPhase reversalBipolar montageSingle phase reversalDouble phase reversal但要注意的是：Referential montage 容易受污染，并不总是理论上为零，并由此影响假性的位相倒置(包括定位错误或不出现)，因此，Bipolar montage 的位相倒置才是准确的。
双极(bipolar)连接(chain)
1. 一个放大器的输入2 是另一个放大器的输入1。
2. bipolar montage的优点是：消除Referential montage 的误差；易于通过位相倒置发现局灶放电。
等电位(equipotential)
两电极之间电位相同，表现为一条直线(flat line) 。但并不意味着没有电位。
电极间距离(inter-electrode distance)
1电压随着两电极间距离的增加而增大。
2 当两电极间距离大于10CM，电压的变化就不重要了。
310-20 system电极放置方法，使所有的电极间距离相等。
符号标志(Channel notation)
Fp1, F3, F7; Fp2, F4, F8-------------额叶(frontal lobe)
T3, T5; T4, T6------------------------颞叶 (temporal lobe)
P3, P4, ---------------------------------顶叶 (parietal lobe)
O1,O2----------------------------------枕叶(occipital lobe)
Fz, Cz, Pz------------------------------中线(mid-line)
(有人认为 F7, F8，也指前颞)
区域(Field)
1. 区域(Field)是指电压在头皮上的空间分布。
2. 最大的电压分布一般累及1-2个电极，周边电极可能会较少程度地受影响。
3. 在bipolar montage 中，Field的定位(localisation)依靠位相倒置，而在Referential montage 中，Field的定位依靠最大电压。
重组导联连接方式(reformatting montage)
1. 由于数字EEG的应用，使我们可以在完成记录后任意组合montage。
2. 它的原理在于测定每一导联与某一特定参考电极的电压差，然后通过计算得出任意两点得电压变化。(A-G)-(B-G)=A-B
几个参考电极的优缺点
优点 缺点
一侧耳ipsilateral 相对静止容易受颞叶活动的影响，也受ECG， EMG影响
两侧耳连接linked ears同上同上
少量受ECG影响
中央Cz远离颞叶 容易受睡眠活动的影响
胸部chest脑外 ECG影响
颈-胸balanced neck-chest脑外 特殊要求
平均Average 将距离活动减少到最小 易受污染，广泛的活动会被抵消
滤波(filters)
1 是为了衰减不需要频率波的一种装置。
2.不是为了补偿或取消技术错误，而使EEG看起来更漂亮的装置。
3.经常会导致丢失一些数据。
4. 低频滤波(low frequency, LFF)/high pass ：一般取1HZ, <该频率的波将被衰减。一般用来衰减低频的人工伪差(artifact)
高频滤波(high, HFF)/low pass：一般取70HZ,>该频率的波将被衰减。一般用来衰减肌电图(EMG)。
5. 滤波设定的特殊频率(如1HZ或70HZ)将被衰减波幅20-60%(依赖于rolloff ---衰减百分比)。
6. 滤波设定范围外的频率波将被衰减很多。
7. 滤波设定范围内的频率波将没有显著变形的被放大出现。
滤波的缺点
1. 会使波形(wave-forms)变形(distort)。
2. 会引起位相(phase)转变(shift)。
3. 会取消一些病理活动。
4. 会取消一些有用的伪差。
因此，滤波要明智使用，而不能任意使用。
容积传导(volume conduction)
1. 指电流在细胞产生后，通过组织间的传导( 包括大脑，脑脊液，脑膜，骨头等)到达记录电极的过程。
2. 它以光速进行。
3. 可能解释一些距离电极的记录活动。与靠近起源(source)的地方相比，远离的部位是同步的，但波幅却降低了。
患者的舒适
1. 环境：安静和黑暗。
2.体位：最好是躺着，而不是坐着。
这些有助于减少伪差和诱导睡眠。
3.盘状电极最好。
4.经验丰富的技术员很重要。
记住：
1. EEG记录的是两点间的电压差。
2. L1 Ne Up---------当输入1较输入2 更负性时，记录笔朝上。(When input 1 is more negative than input 2, then pen goes up.)
3. 实际操作中我们往往采用 referential, longitudinal, transverse mntage三者结合。
什么是脑电图
1. 脑电图(EEG)是由皮层神经元(cortical neurons)产生的突触后电位(postsynaptic)在头皮上记录到的电压波动(fluctuation)现象。
2. 主要由于皮层和丘脑(thalamus)的相互作用(interaction)，这些电压波动是有节律性的(rhythmically)。
3.必须有许多突触产生的同步(synchronous)放电，这些电压才能被在头皮上记录到。
三维空间 (Third dimension)
1.三维空间是指这些电压改变在头上的空间(spatially)分布。
2因此，脑电图记录到的是电压在时间和空间的改变。
频率(frequency)
1. 时间的变化被定义为波(cycle) /每秒( per sec) 或 赫兹(HZ)。
2. 一些频率带(bands)被特定设定如下：
Alpha=8-13HZ
Beta=>13HZ
Theta=>4-少于(less than) 8HZ
Delta=<4HZ
术语(Terms)
1. 电压的波动是用微伏(microvolt)来测量。
2. 灵敏度(sensitivity)或增益(gain)类似于收音机的音量(volume)控制。它改变输出电压的波幅。
3. 导联(channel) 是指电压在2个电极(electrode)间的波动记录(output)。
4. 连接方式(montage)是指按照合理(logical)的解剖学(topographically)顺序排列的所有导联的集合。
微分放大器(Differential amplifiers)
1. EEG测量的是两点间的电压变化。
2. 它不测量绝对的电压。因此它不能决定输入(input 1)或输入2是阳性还是阴性电压。也不知道电压的变化是由于输入1还是输入2 的变化引起。
3. 由于微分放大器测量的是两输入点间的电压变化，任何同等(equally)影响两者的变化都无法被看见。
共态抑制(Common mode rejection，CMR)
1. 共态抑制：当两个输入端的信号改变是一致的时候(意味着它们在同一时间一起改变)，放大器将取消信号输出。
2. CMR 是有用的：它可以记录到局灶活动，可以消除伪差(artifact)
3. 当活动很广泛的时候，由于看起来局灶，CMR也会被误解(misleading)。
极性(Polarity)规定(convention)
1. 当输入1较输入2 更负性时，记录笔朝上。(When input 1 is more negative than input 2, then pen goes up.)
记住： L1 Ne Up (笔朝上：negative; 笔朝下：positive)
参考(Referential)记录
1. 任何一个电压放大器(amplifier)都需要2个输入端。
2. 我们的目的是找到一个静止点(inactive point)作为参考电极来测量其他的电压变化。
3. 如果我们能以同一个静止点作为参考电极(一般指input 2)，来测量其他多点(一般指input 1)的电压变化， 我们就能发现不同频率波带的解剖分布。
4. 这样一个静止点是不存在的。但是：有一些好的近似值(approximation)可以替代。如：同测的耳朵(A1, A2); 双测耳朵叠加(A1 plus A2); CZ;平均参考电极(average reference，将所有的头皮电极连接作为参考)。
5. 因此参考电极连接方式(Referential montage) 容易产生误差(contaminated)。例如颞叶放电可能会影响耳部的参考电极，从而使所有以它为参考的电极都受影响，甚至产生无定位意义的位相倒置。这可以通过根据特定的情况来选择不同的参考电极(甚至在average reference中，也可以删除特定的影响电极)作为input 2，或转为双极连接方式(bipolar montage)来消除。
6. Referential montage 的优点是: 能清楚的表明电压的极性(polarity)和分布(potential field); 减少由于时间延迟(time lag)导致的图像变形( distortion of EEG)。缺点如上。
位相倒置(Phase reversal)
1. 在不同导联间发生的记录笔同时(Simultaneous)朝相反(opposite)方向的偏转(deflection)。
针对- towards(negative)
背离- away (positive)
2. 在两个放大器间，如果有一个共享(shared)的电极，就可能会产生位相倒置事件。 但并不一定必须发生在相邻电极。
3. 位相倒置并不意味着异常，很多正常的现象都可以表现为相倒置位。只是能较容易的让眼睛发现局灶的电压变化。
4. 位相倒置只有在共享电极有最大的局灶电压高峰(a local voltage peak)的时候才出现。例如，如果电压在C3- P3- O1之间是逐渐增加(gradient increasing)的，就不会产生位相倒置。
5. vertical dipole (垂直偶极) 与tangential dipole (切面偶极)产生的位相倒置的不同比较
vertical dipoletangential dipoleReferential montageNo phase reversalPhase reversalBipolar montageSingle phase reversalDouble phase reversal但要注意的是：Referential montage 容易受污染，并不总是理论上为零，并由此影响假性的位相倒置(包括定位错误或不出现)，因此，Bipolar montage 的位相倒置才是准确的。
双极(bipolar)连接(chain)
1. 一个放大器的输入2 是另一个放大器的输入1。
2. bipolar montage的优点是：消除Referential montage 的误差；易于通过位相倒置发现局灶放电。
等电位(equipotential)
两电极之间电位相同，表现为一条直线(flat line) 。但并不意味着没有电位。
电极间距离(inter-electrode distance)
1电压随着两电极间距离的增加而增大。
2 当两电极间距离大于10CM，电压的变化就不重要了。
310-20 system电极放置方法，使所有的电极间距离相等。
符号标志(Channel notation)
Fp1, F3, F7; Fp2, F4, F8-------------额叶(frontal lobe)
T3, T5; T4, T6------------------------颞叶 (temporal lobe)
P3, P4, ---------------------------------顶叶 (parietal lobe)
O1,O2----------------------------------枕叶(occipital lobe)
Fz, Cz, Pz------------------------------中线(mid-line)
(有人认为 F7, F8，也指前颞)
区域(Field)
1. 区域(Field)是指电压在头皮上的空间分布。
2. 最大的电压分布一般累及1-2个电极，周边电极可能会较少程度地受影响。
3. 在bipolar montage 中，Field的定位(localisation)依靠位相倒置，而在Referential montage 中，Field的定位依靠最大电压。
重组导联连接方式(reformatting montage)
1. 由于数字EEG的应用，使我们可以在完成记录后任意组合montage。
2. 它的原理在于测定每一导联与某一特定参考电极的电压差，然后通过计算得出任意两点得电压变化。(A-G)-(B-G)=A-B
几个参考电极的优缺点
优点 缺点
一侧耳ipsilateral 相对静止容易受颞叶活动的影响，也受ECG， EMG影响
两侧耳连接linked ears同上同上
少量受ECG影响
中央Cz远离颞叶 容易受睡眠活动的影响
胸部chest脑外 ECG影响
颈-胸balanced neck-chest脑外 特殊要求
平均Average 将距离活动减少到最小 易受污染，广泛的活动会被抵消
滤波(filters)
1 是为了衰减不需要频率波的一种装置。
2.不是为了补偿或取消技术错误，而使EEG看起来更漂亮的装置。
3.经常会导致丢失一些数据。
4. 低频滤波(low frequency, LFF)/high pass ：一般取1HZ, <该频率的波将被衰减。一般用来衰减低频的人工伪差(artifact)
高频滤波(high, HFF)/low pass：一般取70HZ,>该频率的波将被衰减。一般用来衰减肌电图(EMG)。
5. 滤波设定的特殊频率(如1HZ或70HZ)将被衰减波幅20-60%(依赖于rolloff ---衰减百分比)。
6. 滤波设定范围外的频率波将被衰减很多。
7. 滤波设定范围内的频率波将没有显著变形的被放大出现。
滤波的缺点
1. 会使波形(wave-forms)变形(distort)。
2. 会引起位相(phase)转变(shift)。
3. 会取消一些病理活动。
4. 会取消一些有用的伪差。
因此，滤波要明智使用，而不能任意使用。
容积传导(volume conduction)
1. 指电流在细胞产生后，通过组织间的传导( 包括大脑，脑脊液，脑膜，骨头等)到达记录电极的过程。
2. 它以光速进行。
3. 可能解释一些距离电极的记录活动。与靠近起源(source)的地方相比，远离的部位是同步的，但波幅却降低了。
患者的舒适
1. 环境：安静和黑暗。
2.体位：最好是躺着，而不是坐着。
这些有助于减少伪差和诱导睡眠。
3.盘状电极最好。
4.经验丰富的技术员很重要。
记住：
1. EEG记录的是两点间的电压差。
2. L1 Ne Up---------当输入1较输入2 更负性时，记录笔朝上。(When input 1 is more negative than input 2, then pen goes up.)
3. 实际操作中我们往往采用 referential, longitudinal, transverse mntage三者结合。
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