在腦電信號研究領(lǐng)域，腦電偽跡是影響數(shù)據(jù)準確性的關(guān)鍵因素。深入了解腦電偽跡，對獲取可靠腦電數(shù)據(jù)、推動腦科學研究意義重大。

腦電偽跡的產(chǎn)生根源

腦電信號由大腦神經(jīng)元電活動產(chǎn)生，極其微弱，通常處于幾十微伏的低振幅范圍。在記錄過程中，各種干擾信號混入其中，形成腦電偽跡。其產(chǎn)生源于記錄環(huán)境的復(fù)雜性以及人體自身生理活動的多樣性。腦電偽跡主要分為兩類，一是生理偽跡：人體的眼部活動、肌肉收縮、心臟跳動等生理活動產(chǎn)生的電信號；二是技術(shù)偽跡：環(huán)境中的電子設(shè)備、電源線路產(chǎn)生的干擾。

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不同類型腦電偽跡

生理偽跡

1.眼部活動偽跡：眼睛活動時，角膜和視網(wǎng)膜間的電位差產(chǎn)生眼電（EOG）信號。眨眼時，會在額部通道形成高幅度電壓峰值；眼球橫向運動則產(chǎn)生盒狀電位偏轉(zhuǎn) 。這些偽跡主要集中在 delta 和 theta 頻段，易與大腦低頻信號混淆，干擾大腦認知活動相關(guān)腦電信號的分析。下圖是不同眼電信號的波形特征、EOG通道的光譜輪廓和在額葉與頂葉通道的投影、腦電地形圖。

眨眼眼電信號偽跡、垂直EOG光譜及腦電地形圖

眼球運動眼電信號偽跡、水平EOG光譜及腦電地形圖

2.肌肉活動偽跡：肌肉收縮產(chǎn)生的肌電圖（EMG）信號會干擾腦電信號。頭部肌肉活動時，偽跡幅度與肌肉收縮強度相關(guān)，頻率覆蓋 20Hz - 300Hz，涵蓋大部分腦電頻譜，在 beta 和 gamma 頻段尤為明顯，影響腦電信號相關(guān)研究結(jié)果的準確性。

叩齒和肩頸緊張肌電偽跡

3.心臟活動偽跡：心臟電活動產(chǎn)生的心電圖（ECG）信號，即脈搏偽跡，在頭皮上幅度較低，但因電極位置和身體形狀差異，會在腦電信號中呈現(xiàn)節(jié)律性畸變。其頻率成分與腦電頻段重疊，在癲癇研究中可能被誤判為癲癇樣活動。

心電偽跡

4.其他生理偽跡：出汗使皮膚導電性改變，產(chǎn)生影響腦電信號基線的緩慢漂移電壓；呼吸時胸部和頭部運動，在睡眠記錄中會改變電極與頭皮接觸，這些低頻偽跡影響腦電信號的時間和幅度特征。

出汗（左）和身體運動（右圖）時腦電信號基線漂移

技術(shù)偽跡

1.線路噪聲與電磁干擾：交流電在電線中流動產(chǎn)生的線路噪聲，頻率多為 50Hz 或 60Hz，電子設(shè)備也可能成為噪聲源。這些干擾疊加在腦電信號上，在頻譜圖呈現(xiàn)尖峰，降低腦電信號質(zhì)量。

2.電極相關(guān)偽跡：電極與頭皮接觸不良，由帽子松動等原因引起，會使信號不穩(wěn)定，出現(xiàn)緩慢漂移或 “電極跳變”。“電極跳變” 干擾單個通道，接觸不良的漂移影響多個通道，嚴重影響記錄準確性。

3.電纜運動偽跡：腦電圖電纜移動改變導電性能，產(chǎn)生瞬態(tài)信號變化。電纜擺動引入的振蕩若與腦電信號頻率重疊，會干擾信號采集分析。

線路電磁干擾（左）與電極相關(guān)（右）偽跡

綜上所述，腦電偽跡嚴重阻礙腦電信號分析研究。它降低信號信噪比，掩蓋大腦真實電活動信號，使微弱的認知相關(guān)腦電信號難以被識別分析。偽跡增加數(shù)據(jù)變異性，干擾實驗觀察結(jié)果，導致多次實驗數(shù)據(jù)波動大，無法準確反映大腦活動規(guī)律。在癲癇診斷等應(yīng)用場景中，偽跡還可能被誤判為大腦異常活動，造成錯誤診斷，影響患者治療。

在實際腦電信號研究中，精準可靠的設(shè)備對克服這些挑戰(zhàn)、獲取有效數(shù)據(jù)至關(guān)重要。我司推出的可穿戴情緒識別設(shè)備，便是這樣一款能夠在復(fù)雜的腦電信號環(huán)境中發(fā)揮重要作用的產(chǎn)品。

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回映產(chǎn)品

可穿戴情緒識別設(shè)備是一個綜合情緒識別平臺。該平臺通過實時采集 EEG 腦電、EDA 皮電、EHOG/EVOG 眼電、心率、血氧、溫度、姿態(tài)等生理參數(shù)進行情緒的效價、喚醒度等分析。

適用范圍:認知科學、運動科學、 工效學、 人機交互、虛擬現(xiàn)實研究。

基本參數(shù)

采樣率：最高 16KHZ；

共模抑制比：≥ 100dB；

噪聲：≤ 5uV；

輸入阻抗：≥ 1000MΩ；

腦電EEG：2~100uV；

皮電EDA/GSR：0.5uV~0.2mV，1~100Hz；

血氧SPO2：35-99%；

心率：30-250bpm；

TMEP：-55℃ ~150℃，精度 0.1℃；

眼電EHOG/EVOG：50~3500uV， 0.1~100Hz；

加速度ACC：±2g、±4g、±8g、±16g 范圍可調(diào)；

陀螺儀GYR：±250° /sec、±500° /sec、±1000° /sec、±2000° /sec 范圍可調(diào)；

刺激強度：-2mA~2mA 連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)分辨率0.01mA，輸出電流誤差 <=±10%；