人體標準腦波圖 EEG 組員: 組長“許庭毓” 吳冠毅
實驗目的 十九世紀末，德國的生理學家漢斯‧柏格看到電鰻發出電氣，認為人類身上必然有相同的現象，而發現了人腦中電氣性的振動。後來，藉由圖表來捕捉腦波，才得知振動的存在。由於這和人類的意識活動有某種程度的對應，因而引起許多研究者的興趣。由於電子工學的進步，腦波的周波數也得以用儀器測定。國際腦波學會就針對不同震動的周波數，定以α、β、δ、θ之名。
腦波的目的 腦波檢查是腦神經內科病人診斷時常用的檢查 方法之一，檢查目的為評估大腦功能、診斷癲癇類型及判別病灶、睡眠障礙，也可檢查陣發性癲癇(如：昏厥、異常動作及意識行為改變…等)。 適應症 : （一）癲癇、痙攣、抽搐或昏厥。 （二）懷疑中樞神經感染，如腦炎、腦膜炎等。 （三）意識障礙。 （四）腦退化疾病。 （五）腦部外傷或腦瘤。 （六）腦血管障礙。 （七）不明原因的頭痛、失神、叫喚無反應、睡眠 障礙及異常行為等。
實驗原理 人體大腦皮質有垂直排列的椎體神經元﹝neuron﹞分布，神經元內的樹突和細胞體會於活動時產生局部的電位變化，即所謂的生理電位。人體大腦皮質細胞能由於互相連接在一起，使得週圍靠近大腦皮質附近的椎體神經元可產生相同的電位變化，因而得以透過貼附電極的方式記錄下來。腦波的生理電位通常很微弱，大約在 5~30uV 左右，型態屬於 0.5~60Hz 的交流訊號。
實驗方法,材料 實現器材和藥品: XCTION VIEW II 生理訊號記錄儀，普通引導電極，電極延長線，腦波帽，75%藥用 酒精，脫脂棉，導電膠等。 實驗方法: 連接方式 ( 1 )戴上腦波帽。 ( 2 )使用 syring 注入適當導電膠於腦波帽電極孔。 ( 3 )將普通引導電極接入到 XCTION VIEW II 生理訊號記錄系統 1 通道，電極延長線 與鱷魚夾相連。 ( 4 )普通引導電極的白色鱷魚夾通過電極延長線與腦波帽上電極相連。 操作步驟及參數設置 【操作步驟】 ( 1 )進入 XCTION VIEW II 生理訊號記錄系統主介面。 ( 2 )選擇”輸入信號”─)”1 通道”─)”腦電”。 ( 3 )按下工具條上的】動按鈕。 ( 4 )調節硬體參數到適合於人體心電圖的參數
腦波分類 腦波分四種： 1.β波Beta waves ：這種波的頻率為13Hz以上﹝通常以 頻率的單位Hertz來表示；1Hz每一秒一個週期﹞， 在神經系統活動﹝清醒思考﹞時，可出現這種腦波。 2.α波Alpha waves：這種波的頻率為8至13Hz人在清醒， 閉眼休息之狀態可發現這種腦波。 3.θ波Theta waves ：這種波的頻率為4至8Hz。 4.δ波Delta waves ：這種波之頻率為1至4Hz，在沉睡時， 即非快眼睡眠﹝NREM﹞第三和第四時期時出現。 其中α、β歸類為快波，θ、δ歸類為慢波。
睡眠EEG波形: 頻率:低頻(15~20Hz) 特徵頻率: 醒: α波(8~13Hz) β波(>13Hz) 睡: θ波(4~7Hz)NREM(非快速動眼期) δ波(<4Hz)NREM中的深睡 睡眠EEG波形: 頭頂銳波-非快速動眼期(1) 入睡期 K複合波-非快速動眼期(2) 淺睡期 紡錘波-非快速動眼期(3) 熟睡期 鋸齒波-快速動眼期 深睡期 %快速動眼期:只有時手指跟臉部肌肉會抽動，或身體會動
腦波基本波形 其基本波型如圖所示，某些腦波異常會產生不同的EEG形式。腦支配人的全身神經，因此藉著EEG訊號可以知道一個正常人的精神狀態，例如：清醒或是睡眠狀態。
腦波流程圖
電極分布圖 01.02頸部上面兩點 F3.F4.C3.C4.01.02 醫院常用來測量的點
腦波實際接法
腦波訊號圖
腦波訊號的處理 原始訊號
去基線飄移
傅立葉轉換
海明窗
旁辨、頻率響應
矩形窗
旁辨、頻率響應
漢明窗
旁辨、頻率響應
三角窗
旁辨、頻率響應
黑人窗
旁辨、頻率響應
海明窗FFT
矩形窗FFT
漢寧窗FFT
三角窗FFT
黑人窗FFT
M點平均濾波器
M點平均濾波器(M=5加窗)
M點平均濾波器(M=50加窗)
Chebyshev I (低通高通帶通)
Chebyshev II (低通高通帶通)
Butterworth (低通高通帶通)
Elliptic(低通高通帶通)
巴特沃斯濾波器(帶通)加M點
使用FOR迴圈的M點移動窗濾波器
波德圖
功率頻譜
週期圖+修正
PSD週期圖
矩形窗
漢明窗
漢寧窗
三角窗
黑人窗
Yule-Walker AR方法
總結 原始訊號 去基線漂移 功率頻譜密度PSD Butterworth Chebyshev I Chebyshev II Elliptic 同步平均濾波器 M點移動平均濾波器 Periodogram 週期圖 Welch 修正週期圖平均 Yule-walker AR 波德圖
濾波比較 濾波方式 Butterworth 適合 去除漣波 Chebyshev1 不適合 Chebyshev2 Elliptic 同步平均濾波器 訊號不明顯 M點移動平均濾波器
加窗比較 窗型函數 優缺點 漢明窗 適合 漢寧窗 矩形窗 不適合 三角窗 布雷克曼窗
謝謝