腦電圖

解讀大腦的電信號語言

與 Emotiv 一起學習腦電圖學的原理。
我們解釋如何從頭皮記錄電活動,如何處理這些記錄,以及研究人員使用它們來研究大腦的方法。

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腦電圖介紹

腦電圖(Electroencephalography)是即時觀察腦部活動最成熟的方法之一。它測量由大量神經元產生的電變化模式,使得能夠以極高的時間精確度研究整個大腦的功能變化。

是否曾經想過你的腦袋裡正在發生什麼?你的大腦是一個繁忙的地方,不斷發送電信號。

腦電圖(EEG)是一種窺視該活動的方法。可以把它想像成在傾聽大腦的電波喋喋不休。這項測試可以幫助醫生了解你的大腦如何運作,尤其是在可能有異常情況發生時。

我們將介紹什麼是腦電圖、為什麼你可能需要一個,以及整個過程是什麼樣的。

透過快速設置、針對彈性現場部署進行優化的的高密度無線電極陣列,加速您的分析性腦波圖(EEG)時程。

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什麽是腦電圖 (EEG)?

腦電圖,簡稱 EEG,是一種用來觀察大腦內部電活動的方法。您可以把大腦細胞想象成一直在互相發送微小的電信號。您的腦部正是通過這些信號來進行交流並控制您所做的一切。

什麼是腦電圖設備?

腦電圖設備本質上是用來捕捉這些大腦信號的工具。核心部件包括一組電極和一個連接到記錄儀器的放大器。

電極是通常為金屬材質的小圓盤,貼在您的頭皮上。它們就像微型天線一樣,接收由大腦細胞產生的微弱電活動。然後,這些信號會通過導線發送到放大器,將信號放大以便進行記錄。

記錄儀器(如今通常是電腦)隨後會將這些放大的信號在屏幕上顯示為波浪線,或將它們打印出來。這些波浪線就是我們所說的大腦波。

腦電圖電極有哪些不同類型?

應用電極的方法有幾種,但它們的目的都是相同的:捕捉大腦活動。

常規腦電圖最常用的類型是表面電極。這些通常是小型的金屬盤,通常由銀或錫製成,使用特殊的導電膏或膠水固定在頭皮上。它們是非侵入性的,這意味著它們不會進入皮膚下方。

對於更專業和侵入性的腦電圖,還有顱內電極。這些電極直接放置在大腦表面(硬膜外或硬膜下電極),甚至插入大腦組織內部(深度電極)。它們僅在非常特定的情況下使用,通常是在患者因其他原因已經接受腦部手術時,因為這需要進行侵入性手術。

電極類型的選擇取決於具體的診斷問題和所需的詳細程度。

腦電圖設備是如何工作的?

一切都始於您大腦的電活動。您的神經元通過電脈衝進行交流。當大量這類神經元以同步的方式共同放電時,它們會產生可以在頭皮上檢測到的電場。

腦電圖機的工作原理是使用成對的電極測量頭皮上不同點之間的電壓差。想象一下在您的頭上放置兩個微型麥克風;每個麥克風捕捉到的聲音都有細微的不同。同樣,每對電極會捕捉來自大腦特定區域的電信號。

儀器會放大這些非常微小的信號(以微伏為單位測量,即百萬分之一伏特),並在一段時間內進行記錄。所得的記錄顯示了大腦波的模式,這些模式會根據您是清醒、入睡還是正在經歷某些大腦事件而有所不同。

這些大腦波的模式和頻率為您大腦的整體功能提供了寶貴的信息。

是什麼引起了大腦的電活動?

腦電圖記錄的電活動主要源於大量神經元群體的同步放電,特別是大腦皮層中的錐體細胞。這些神經元在交流時會產生微小的電位。

當許多這類神經元一致放電時,它們的結合電輸出會變得足夠強,以便被放置在頭皮上的電極檢測到。這種活動並非隨機;它通常以規律的模式出現,這些模式根據其頻率(以赫茲,或每秒週期數測量)和振幅(波的高度)進行分類。

不同的意識狀態和大腦活動與獨特的大腦波模式相關聯。例如,當您清醒且警覺時,您往往會產生速度較快、振幅較低的分波(貝塔波),而在深睡眠期間,您會表現出較慢、振幅較高的波(德爾塔波)。

異常的電活動(如在癲癇中看到的電活動)可以表現為疊加在正常背景節律上的突發、不尋常的尖波或棘波。

什麼是腦電圖檢查

腦電圖(EEG)是一種非侵入性的醫學檢查,它直接記錄大腦的電信號,以毫秒級的精度識別其功能和時間模式。它作為一種高速診斷工具,通過頭皮傳感器測量大腦的“電震顫”,與其他成像方法相比,提供了一種更易於獲取且具有時間敏感性的選擇。

MEG 與 EEG

雖然腦磁圖(MEG)和腦電圖(EEG)都測量大腦活動,但它們的測量方式從根本上來說是不同的。

EEG 記錄神經元同步活動產生的電場。這就像是直接聆聽電震顫。另一方面,MEG 測量由這些相同的電流產生的微小磁場。

這就像檢測由這些震顫引起的磁漣漪。由於磁場在穿過顱骨和頭皮時受到的干擾比電場少,MEG 有時可以提供更精確的關於大腦活動發生位置的空間信息。

然而,EEG 設備通常比 MEG 系統更容易獲取且成本較低,使其在臨床設置中得到了更廣泛的應用。

EEG 與 EKG

人們很容易將 EEG 與 EKG(心電圖)混淆,但它們測量的是完全不同器官的活動。

正如我們所討論的,EEG 監測大腦的電活動,尋找指示大腦功能或功能障礙的模式。然而,EKG 記錄心臟的電活動。它用於檢測心律問題和其他心臟問題。

EEG 的電極被放置在頭皮上,而 EKG 的電極通常貼在胸部、手臂和腿部。兩者都是使用電極拾取電信號的非侵入性檢查,但它們的目標截然不同:大腦與心臟。

EEG 與 fMRI

功能性磁共振成像(fMRI)是另一種大腦成像技術,但它是間接測量大腦活動的。與檢測 EEG 等電信號不同,fMRI 追蹤血流量和血氧濃度的變化。其原理在於,當大腦的某個部分更活躍時,它需要更多的氧氣,從而導致流向該區域的血流量增加。

fMRI 提供了卓越的空間分辨率,這意味著它能以極高的準確性精確定位大腦活動的位置。然而,與 EEG 相比,它的時間分辨率較低。

EEG 可以在毫秒內檢測到大腦活動的變化,從而非常詳細地描繪出神經事件發生的時間。而 fMRI 由於依賴血流變化,反應速度要慢得多,通常以秒為單位測量活動。因此,雖然 fMRI 非常適合觀察活動發生在哪裡,但 EEG 在顯示活動發生在何時方面更具優勢。

EEG 與 EMG

雖然這兩項檢查都測量體內的電活動,但 EEG 側重於大腦,而 EMG(肌電圖)則評估肌肉以及控制肌肉的神經細胞的健康狀況。 EEG 使用頭皮上的傳感器來檢測腦電波模式,而 EMG 則包括將微型傳感器貼在皮膚上,或將細針插入肌肉組織,以記錄休息和收縮時的活動。

這些檢查用於不同的診斷目的。醫生可能會安排 EEG 來調查癲癇或睡眠問題,但如果患者出現肌肉無力、麻木或抽筋等提示神經或肌肉疾病的症狀,他們則會要求進行 EMG。

為什麼要進行腦電圖檢查?

腦電圖是一項診斷工具,可用於幫助醫生和神經科學家了解您大腦內部正在發生的情況。這項檢查特別有用,原因如下:

腦電圖可以診斷哪些神經系統疾病?

腦電圖的主要用途之一是幫助診斷各種神經系統疾病 因為當出現某些問題時,大腦活動會發生顯著變化,因此腦電圖可以捕捉到這些差異。對於識別與異常電活動相關的問題,它尤其具有價值。

  • 癲癇與抽搐: 這也許是腦電圖最廣為人知的應用。在抽搐期間,大腦活動通常會劇烈變化,腦電圖可以記錄這些變化。即使在兩次抽搐之間,也常常能看到異常的電模式(有時稱為癲癇樣放電),為醫生提供關於抽搐可能性的線索。

  • 睡眠障礙: 腦電圖是睡眠研究(多導睡眠圖)的重要組成部分。它們通過觀察睡眠期間大腦的電模式,幫助醫生區分不同的睡眠階段,並識別如失眠、嗜睡症或睡眠呼吸暫停等障礙。

  • 腦損傷與腦部炎症: 腦電圖可以幫助評估因受傷(如腦震蕩或中風)或在腦腫脹(腦炎)情況下的大腦整體功能。大腦波的顯著變化可以指示問題的嚴重程度。

  • 腦病: 這是任何腦部疾病、損害或異常的通用術語。腦電圖可以幫助檢測可能不太明顯的廣泛性大腦功能問題。

  • 腦死亡: 在危急情況下,腦電圖中可用於幫助確定大腦中是否還有剩餘的電活動,這是在宣布腦死亡時的一項考慮因素。

腦電圖如何用於測量大腦活動?

除了診斷問題,腦電圖還用於在各種情況下監測大腦功能:

  • 麻醉監測: 在手術期間,腦電圖可以幫助麻醉師評估麻醉的深度。它可以顯示大腦是否按預期做出反應,或者是否需要進行調整。

  • 評估昏迷: 對於處於昏迷狀態的患者,腦電圖可以提供有關大腦活動水平的信息並幫助預測結果。

  • 研究: 腦電圖廣泛用於研究在不同的認知任務、學習或對刺激做出反應時大腦是如何工作的。這有助於科學家進一步了解正常的大腦功能以及各種神經系統疾病背後的機制。

在進行腦電圖檢查期間,我該有怎樣的預期?

為腦電圖檢查做準備包括幾個關鍵步驟,以確保獲得最準確的結果。提前了解該過程有助於緩解任何擔憂。

我該如何為腦電圖檢查做準備?

在檢查前,遵循您醫療保健提供者提供的具體說明非常重要。通常包括:

  • 頭髮護理: 在檢查前一天晚上洗頭。避免使用護髮素、造型產品或髮膠,因為這些會幹擾電極的粘附。確保頭髮乾燥且無打結。應避免扎辮子或接髮。

  • 飲食限制: 您可能會被要求在檢查前一段時間內避免攝入咖啡因和高糖食物或飲料。這有助於確保您能夠放鬆,並且大腦活動不會受到人工刺激。

  • 睡眠時間表: 您的醫療提供者可能會要求您改變睡眠時間表,例如在檢查前一天晚上保持更長時間的清醒。這通常是為了在睡眠期間更容易捕捉大腦活動,如果這是測試方案的一部分的話。

  • 藥物治療: 除非您的醫生有特別指示,否則請照常服用您的處方藥。告知您的醫療提供者您正在服用的所有藥物和補充劑非常重要。

常規腦電圖的程序是什麼?

在進行常規腦電圖檢查時,您通常會坐在舒適的椅子上或躺在床上。技術人員會將稱為電極的微型金屬盤放置在您的頭皮上。這些電極有時會使用一種特殊的凝膠固定,並與連接到記錄儀器的導線相連。隨後,技術人員會確保它們牢固貼合,以捕捉您大腦的電信號。

當電極放置就位時,您將被要求放鬆。您可能會被要求閉上眼睛、睜開眼睛,或注視閃爍的光線。您也可能被要求執行某些動作,例如深呼吸(過度通氣)。

這些活動有助於技術人員觀察您的大腦對不同刺激和條件的反應。整個過程是非侵入性的,不涉及大腦的任何電刺激。

腦電圖需要多長時間

腦電圖檢查的持續時間可以根據所需的具體記錄類型而有所不同。標準腦電圖通常持續 20 到 60 分鐘。

然而,如果檢查需要在睡眠期間進行監測或涉及延長記錄期,則可能需要幾個小時,甚至在夜間進行(動態腦電圖)。

腦電圖檢查結束後會發生什麼?

記錄身後,電極將被輕輕地從您的頭皮上移除。如果使用了膠水或導電膏,您通常可以在家徹底洗頭以清除任何殘留物。

大多數人在檢查後可以立即恢復正常活動。如果出現任何異常感覺或副作用(例如因過度通氣引起的頭暈),告知技術人員或您的醫療提供者非常重要。

如何讀取腦電圖

解讀腦電圖 (EEG) 涉及分析記錄的大腦電活動模式。主要目標是識別與正常腦電波模式的偏差,這可能指示存在神經系統問題。

腦電圖記錄將大腦活動顯示為波形,橫軸表示時間,縱軸表示電壓。在審查過程中,可以調整幾個因素來更好地可視化這些波形:

  • 敏感度(增益): 此設置控制波形的高度。增加敏感度可以使較小的電壓變化更加明顯,而降低敏感度有助於管理過大的信號。

  • 時間尺度(時段): 這決定了屏幕上代表的時間量。較短的時間尺度允許對短暫的事件(如尖波)進行詳細檢查,而較長的時間尺度便於觀察幾分鐘內發生的較慢變化。

  • 濾波器: 數字濾波器可用於減少不必要的電噪聲(偽跡)。然而,必須謹慎使用,因為它們也可能會改變或遮蔽實際的大腦活動。


審查腦電圖模式時需要考慮哪些因素?

  • 正常節律: 不同的意識狀態,例如清醒、昏昏欲睡和睡眠,與不同的大腦波頻率和振幅相關聯。例如,阿爾法波通常在閉眼放鬆清醒時被觀察到。

  • 癲癇樣放電: 這些是異常模式,通常表現為棘波或尖波,可指示存在抽搐傾向。它們的持續時間和形態是關鍵特徵。

  • 偽跡: 非源自大腦的電信號,如肌肉運動、眨眼或電干擾,可能會干擾腦電圖。

腦電圖解讀中的極性約定是什麼?

腦電圖的解讀依賴於對極性的理解,極性是指電極之間電位差的方向。按照約定:

  • 向上偏轉通常表示活動電極相對於參考電極具有負電位。

  • 向下偏轉通常表示正電位。

這一約定有助於定位電活動的源頭。

臨床應用

解讀腦電圖是由受過培訓的專業人員執行的專業任務。這些發現將與患者的臨床歷史和其他診斷測試結合考慮,以做出診斷並指導治療。

例如,特定的腦電圖模式是不同類型癲癇的特徵,大腦活動的變化可以在手術中或重症監護病房中得到監測。

我該如何找到合適的腦電圖技術人員?

要尋找合適的腦電圖技術人員,您可以尋找獲得公認委員會認證的專業人員,例如 ABRET(美國腦電圖和誘發電位技術人員註冊委員會)。這些人員經過專門培訓,能夠正確應用電極,讀取記錄以確保準確性,並在操作過程中識別各種腦電波模式和偽跡。

腦電圖技術人員通常在哪裡工作?

大多數腦電圖技術人員在專門的環境中工作,例如醫院的神經學部門、癲癇監測室(EMU)和睡眠研究中心。

您可以通過您的主治醫生或已確定腦電圖對您的診斷路徑必不可少的神經學家推薦來找到他們。

腦電圖技術人員應該具備哪些資質?

可靠的技术人员應該具備神經診斷技術背景,並且在多種情況下具有像註冊腦電圖技術人員(R. EEG T.)這樣的正式認證。

這確保了他們具備操作敏感設備、遵循嚴格安全規程——尤其是在像過度通氣這樣的刺激活動中——的專業知識,並為神經學家解讀提供高質量的數據。

為什麼腦電圖是大腦健康的關鍵工具?

從其早期由 Berger 發明到今天的先進技術,腦電圖確實幫助了醫生和研究人員了解正在發生的情況,尤其是像抽搐和睡眠問題這樣的情況。

雖然它不完美,有時其他信號也會干擾,但訓練有素的眼睛可以對其進行分類。這是一項安全的測試,雖然可能需要一些準備,像洗頭或可能在檢查前一天晚上保持清醒,但它為醫生提供了重要的線索。

這是了解大腦功能的一個窗口,至今已經存在了很長時間,並且繼續成為了解大腦健康的關鍵部分。

常見問題解答

腦電圖具體是什麼?

腦電圖,簡稱 EEG,是一項聽取您大腦內部正在發生的電震顫的特殊測試。您可以把大腦細胞想象成用電信號發送信息的微型通訊員。腦電圖就像是這些對話的記錄,在屏幕上顯示為波浪線。

醫生如何記錄大腦活動?

醫生使用稱為電極的小型金屬盤。這些粘貼到您的頭皮上,通常使用粘性膏或膠水。這些電極就像微型天線一樣,接收來自您大腦細胞的微弱電信號,並將它們發送到記錄它們的儀器中。

腦電圖上的波浪線代表什麼?

那些波浪線被稱作腦電波。它們展示了您的大腦有多活躍,以及不同的部分是如何交流的。這些模式會根據您是清醒、入睡還是您大腦中正在發生某些不尋常的情況而改變。

醫生為什麼要安排腦電圖檢查?

醫生利用腦電圖來幫助查明可能導致腦部問題的原因。它對於診斷像引起抽搐的癲癇等疾病,以及影響大腦功能的其他問題(包括睡眠障礙)特別有幫助。

我應該做些什麼來為腦電圖做準備?

通常,您會被要求在前一天晚上洗頭,但要避免使用護髮素或造型產品。遵循任何關於前一晚睡眠的說明也很重要,因為有時醫生希望您稍微有些疲倦以獲得更好的讀數。他們也可能會要求您避免咖啡因。

在腦電圖檢測期間會發生什麼?

您通常會坐在椅子上或躺下。技術人員會將電極放置在您的頭皮上。然後,您將被要求放鬆,也許閉著眼睛或睜著眼睛。有時,他們可能會要求您做一些像深呼吸或注視閃爍燈光之類的事情,以觀察您大腦的反應。

腦電圖檢查通常需要多長時間?

標準的腦電圖檢查通常需要大約 20 到 30 分鐘。然而,某些類型的腦電圖可能需要稍長的時間,技術人員會事先讓您知道對於持續時間可以抱有怎樣的預期。

腦電圖有副作用嗎?

副作用非常罕見。如果被要求進行深呼吸,有些人可能會感到有些輕微的頭暈。在非常特殊的情況下,閃爍的燈光或深呼吸可能會觸發癲癇患者抽搐,但這並不常見,而且技術人員已做好應對準備。

腦電圖檢查結束後會發生什麼?

記錄完成後,技術人員會小心地移除電極。您可能會注意到粘貼電極的頭皮處有輕微發紅,但這是暫時的。您通常可以立即回到正常活動中,並且可以清洗頭髮以清除任何殘留的膏狀物。

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克里斯蒂安·布戈斯

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