TCRE三环形电极的由来及常见问题

时间:2018-01-31 编辑:Hanix 浏览数:1996

TCRE电极的由来


传统脑电图(EEG)的局限性

脑电图(EEG)是指从头皮开始记录的脑电活动。它测量了由大脑神经元内的离子电流产生的电极之间的电势的差异。脑电图是大脑和行为研究的重要工具,广泛应用于神经科学、认知科学、认知心理学和心理生理研究。脑电图也是医院诊断程序和术前计划的主要内容之一,在此期间,有许多都需要脑电图的长期记录。尽管EEG有很多优势,但空间分辨率较低(3到4厘米)。EEG缺乏高空间分辨率,主要是因为大脑体积是容积导体。此外,脑电图经常被肌肉活动、肌电图(肌电图)所干扰,这些信号要比脑电图信号要大得多。


低空间分辨率和伪影干扰是研究所和医学界几十年来一直努力研究的EEG的基本缺陷。这些问题不仅严重阻碍了科学发现,而且是误诊的根本原因。


拉普拉斯算子方法在脑电信号中的应用

表面拉普拉斯(体表第二空间导数电位)在脑电信号中的应用,可以帮助减轻模糊效应,提高空间分辨率。表面拉普拉斯变换已被证明能提高靠近观测点的电活动的高空间频率分量和空间选择性。为了进行拉普拉斯方法变换,绝大多数研究人员记录传统的脑电信号,然后进行数字信号处理来计算表面电位的拉普拉斯算法。他们使用某种形式的插值来创建一个密集的电位样本,然后计算拉普拉斯算子插值的电位。然而,这些计算拉普拉斯算子的方法依赖于盘电极记录的电位,自从1924年第一次人类脑电图被记录以来,它的设计在100年间几乎没有改变过。在盘状电极上实行拉普拉斯算子不会产生好的结果。


TCRE三同心环电极的发明

为了进一步提高EEG的空间分辨率和信号保真度,Walt Besio (创始人CREmedical corp,美国Rhode Island,大学生物医学工程教授)发明了一种新型的三极同心环电极(TCRE)。



每一个TCRE包含三个元素:外环、中环和中心圆盘。TCRE的外环相当于圆盘电极,每个TCRE提供两个输出信号:

?通过结合(外环中心盘)和(中间环-中心盘)之间的差异,实现高保真、差分拉普拉斯信号;

?来自外环的常规脑电信号。


TCRE独特优势

TCRE是独立源的,高度集中于局部活动,因为它的同心圆结构,可以大大减弱远距离的径向信号产生的干扰,如肌肉伪影和ECG。当从TCRE的紧密间隔的电极环中提取双极性差异时,传感器的每个电极所共有的噪声被自动取消。与其他近似拉普拉斯算子的方法不同,TCRE直接测量了拉普拉斯算子电位。


脑电信号通常在10-100?V的范围;而肌电、心电图(ECG),因为汗液或电极震动大致的伪影通常都在mV级别,是脑电信号的数百倍。高或低通滤波可以减少伪影,但也可以去除相关信号的很大一部分。App过滤解决方案可用于“清除”信号。然而,所有的数字App解决方案都代表了转换后的数据,并没有真实地还原生物信号。因此,临床医生和研究人员不能确定转换后的数据是否准确地反映了生理。采用TCRE的优点是:基于现实的伪影抑制。


关于TCRE电极的常见问题


一、设置环形电极和t-Interface 20需要多长时间?

用导电膏在头上设置环形电极,与设置传统的盘状电极花费时间一样,用导电膏直接连接即可。



二、我能直接把环形电极插入我的标准放大器进行使用吗?

传统的EEG放大器无法获取来自环形电极上的信号。此外,在贝西奥等人2006年第一次报告的Laplacian算法中,外环和中央盘状、中环和中央盘的区别,以及拉普拉斯算法在t -interface 20电路中进行。因此,环形电极不会与标准放大器一起工作,你也不会得到由三环形电极信号提供的自动拉普拉斯变换带来的优势。    



三、电极需要怎么连接吗?

直接使用Ten20导电膏进行连接。


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