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數字腦電圖機百科知識
１． 定義
數字腦電圖機（Ｄｉｇｉｔａｌ ＥＥＧ Ｍａｃｈｉｎｅ） 是一種通過電極采集大腦皮層電活動信號，經數字化處理、放大和分析，生成腦電圖（Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ， ＥＥＧ）的醫療設備。相較于傳統模擬腦電圖機，其采用數字信號處理技術，具有高精度、抗干擾性強、數據易存儲和回溯等優勢，廣泛應用于神經科、精神科、睡眠醫學及腦科學研究。
２． 工作原理
信號采集：
電極（銀／氯化銀電極）貼附于頭皮特定位置（如國際１０－２０系統），捕獲大腦神經元群同步放電產生的微弱電信號（μＶ級）。
信號處理：
放大與濾波：前置放大器將信號放大數千倍，并通過高通／低通濾波器去除噪聲（如肌電干擾、工頻干擾）。
模數轉換（ＡＤＣ）：將模擬信號轉換為數字信號，便于計算機處理。
數據分析：
軟件算法分析腦電波形（如α波、β波、θ波、δ波），識別異常放電（如癲癇樣波），并生成可視化圖譜。
３． 儀器結構
| 核心組件 | 功能描述 |
|---|---|
| 電極系統 | 包括盤狀電極、針狀電極及參考電極，支持多通道同步采集（１６／３２／６４通道等）。 |
| 放大器與濾波器 | 高輸入阻抗放大器（＞１００ ＭΩ），帶寬０．１－１００ Ｈｚ，抑制共模干擾。 |
| 模數轉換模塊 | 分辨率通常為１６－２４位，采樣率≥２５６ Ｈｚ，確保信號保真。 |
| 顯示與存儲單元 | 實時顯示腦電波形，支持數據存儲為ＥＤＦ（歐洲數據格式）或ＰＤＦ報告。 |
| 分析軟件 | 提供頻譜分析、腦地形圖（Ｂｒａｉｎ Ｍａｐｐｉｎｇ）、事件標記等功能。 |
４． 應用領域
臨床診斷：
癲癇：檢測棘波、尖慢波等異常放電。
腦損傷：評估腦缺血、腦炎、腦腫瘤等病變。
睡眠障礙：監測睡眠分期（ＲＥＭ／ＮＲＥＭ）及呼吸事件。
腦死亡判定：確認腦電活動完全消失。
科研領域：
認知神經科學研究（如注意力、記憶）。
腦機接口（ＢＣＩ）開發。
其他應用：
麻醉深度監測、精神疾病（如抑郁癥）輔助診斷。
５． 優勢與局限性
優勢：
高分辨率：數字信號抗干擾能力強，可捕捉細微腦電變化。
靈活分析：支持離線回放、頻譜分析和三維腦地形圖重建。
數據管理：長期存儲、遠程傳輸及多中心共享。
局限性：
偽跡干擾：易受眼動、肌電、出汗等生理偽跡影響，需人工鑒別。
空間分辨率低：僅反映皮層表面電活動，無法定位深部腦區病變。
操作復雜性：需專業人員放置電極并解讀結果。
６． 維護與選型指南
日常維護：
定期清潔電極，避免氯化銀層脫落。
校準放大器增益和濾波參數（每季度一次）。
檢查接地線路，減少工頻干擾。
選型關鍵參數：
通道數：臨床常用３２－６４通道，科研需１２８通道以上。
采樣率：≥２５６ Ｈｚ（癲癇監測需≥５１２ Ｈｚ）。
軟件功能：是否支持自動化分析、偽跡識別及多模態數據融合（如ＥＥＧ－ｆＭＲＩ）。
便攜性：床旁監護或野外研究需選擇無線便攜機型。
７． 發展趨勢
無線化與可穿戴：
柔性干電極、無線ＥＥＧ頭環用于長期動態監測（如癲癇預警）。
ＡＩ輔助診斷：
深度學習算法自動識別異常波形，提高診斷效率（如癲癇發作預測）。
多模態整合：
與ｆＮＩＲＳ（近紅外光譜）、ＭＥＧ（腦磁圖）聯合使用，提升時空分辨率。
腦機接口（ＢＣＩ）：
高密度ＥＥＧ（ＨＤ－ＥＥＧ）驅動外骨骼或虛擬現實交互。
附：常見腦電波形與臨床意義
| 波形類型 | 頻率范圍 | 臨床意義 |
|---|---|---|
| δ波 | ０．５－４ Ｈｚ | 深度睡眠、腦損傷、腦瘤。 |
| θ波 | ４－８ Ｈｚ | 兒童正常腦電、成人困倦或腦功能異常。 |
| α波 | ８－１３ Ｈｚ | 清醒閉眼狀態，枕葉優勢節律。 |
| β波 | １３－３０ Ｈｚ | 專注、焦慮或藥物（如巴比妥類）影響。 |
| γ波 | ＞３０ Ｈｚ | 高級認知活動（如記憶、感知整合）。 |
數字腦電圖機作為神經電生理的核心工具，持續推動著腦疾病診療與神經科學研究的進步，其數字化與智能化革新將進一步拓展其在精準醫療和腦科學前沿領域的應用場景。
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