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TMSi应用|在运动中测量脑电图

脑电图(EEG)是一种非侵入性记录脑电活动的电生理监测方法,电极沿着头皮放置,然后通过放置在头皮上的多个电极,记录大脑在一段时间内自发进行的电活动。脑电图被广泛应用于神经病学、心理学、神经反馈及神经营销等领域。

TMSi是一家富有创造力的高科技公司,提供一流的非侵入性脑刺激技术,用于个性化神经调节,同时十分具有挑战精神,曾通过实验记录在步行和跑步过程中真实的移动脑电图,来验证其公司产品SAGA32 / 64 +能否在户外运动中记录高质量的脑电图。

在此应用实验中,TMSi利用有源干扰技术屏蔽了电源干扰和电缆移动伪影,以保证数据的准确性。最终呈现出移动环境下脑电图测量的结果,这些记录的数据可供下载。

实验装置

使用带有集成式Ag / AgCl电极和有源屏蔽技术的BrainWave头帽,SAGA64+使用于32通道脑电记录。

如上图所示,使用SAGA支架将SAGA记录仪安装到受试者身上,该支架是SAGA系统的标准配件,未将头帽连接上固定电缆,以确保最佳的移动自由度。

正常行走时的数据

首先展示了受试者在正常行走时获得的数据,数据在1-40Hz之间进行带通滤波。步行的步数可以通过设备内置的三维加速度计记录的信号轨迹识别出来,可以清楚地观察到一些现象:

  • 电压跳跃主要发生在通道Fp1、Fpz和Fp2上,这是由于眼睛跟随步调节奏运动而引起的:眼睛保持焦点,因此当垂直身体位置发生快速变化时,它们会朝相反方向移动以将焦点保持在同一点上。
  • 高频干扰主要发生在通道M1,M2,T7,T8,O1,O2和Oz上,这些是由肌肉活动(下颌肌肉和颈部肌肉)引起的。
  • 行走过程中,几乎看不到任何运动伪影。

跑步时的脑电数据

这些数据是在运行时获得的,并记录在SAGA数据记录器的板载存储器中,同样,在1到40Hz之间对数据进行过滤。如图可以观察到较小伪影中清晰的脑电数据,因为先进的信号分析技术,会利用内置三维加速度计的数据补偿运动伪影和肌肉伪影,所以跑步会产生一些小的伪影,这些小的伪影很可能来自“脚跟触地”导致的电极轻微移动。

结论

实验表明,与市面上的许多设备相比,SAGA能够真实地记录高质量的EEG数据,且并不需要静止不动地进行测试,甚至可以在体育锻炼中进行移动记录。有源屏蔽技术可以使任何电缆的移动伪影和50或60Hz的电源干扰最小化,再适当的将阻抗进一步降低到<5kOhm,从而进一步提高信号质量。因为较高的电极阻抗可能会增加电极移动产生伪影的可能性。

文章来源:tmsi.com