TCRE電極的由來(lái)
傳統(tǒng)腦電圖(EEG)的局限性
腦電圖(EEG)是指從頭皮開(kāi)始記錄的腦電活動(dòng)。它測(cè)量了由大腦神經(jīng)元內(nèi)的離子電流產(chǎn)生的電極之間的電勢(shì)的差異。腦電圖是大腦和行為研究的重要工具，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和心理生理研究。腦電圖也是醫(yī)院診斷程序和術(shù)前計(jì)劃的主要內(nèi)容之一，在此期間，有許多都需要腦電圖的長(zhǎng)期記錄。盡管EEG有很多優(yōu)勢(shì)，但空間分辨率較低(3到4厘米)。EEG缺乏高空間分辨率，主要是因?yàn)榇竽X體積是容積導(dǎo)體。此外，腦電圖經(jīng)常被肌肉活動(dòng)、肌電圖(肌電圖)所干擾，這些信號(hào)要比腦電圖信號(hào)要大得多。
低空間分辨率和偽影干擾是研究所和醫(yī)學(xué)界幾十年來(lái)一直努力研究的EEG的基本缺陷。這些問(wèn)題不僅嚴(yán)重阻礙了科學(xué)發(fā)現(xiàn)，而且是誤診的根本原因。
拉普拉斯算子方法在腦電信號(hào)中的應(yīng)用
表面拉普拉斯（體表第二空間導(dǎo)數(shù)電位）在腦電信號(hào)中的應(yīng)用，可以幫助減輕模糊效應(yīng)，提高空間分辨率。表面拉普拉斯變換已被證明能提高靠近觀測(cè)點(diǎn)的電活動(dòng)的高空間頻率分量和空間選擇性。為了進(jìn)行拉普拉斯方法變換，絕大多數(shù)研究人員記錄傳統(tǒng)的腦電信號(hào)，然后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理來(lái)計(jì)算表面電位的拉普拉斯算法。他們使用某種形式的插值來(lái)創(chuàng)建一個(gè)密集的電位樣本，然后計(jì)算拉普拉斯算子插值的電位。然而，這些計(jì)算拉普拉斯算子的方法依賴(lài)于盤(pán)電極記錄的電位，自從1924年第一次人類(lèi)腦電圖被記錄以來(lái)，它的設(shè)計(jì)在100年間幾乎沒(méi)有改變過(guò)。在盤(pán)狀電極上執(zhí)行拉普拉斯算子不會(huì)產(chǎn)生好的結(jié)果。
TCRE三同心環(huán)電極的發(fā)明
為了進(jìn)一步提高EEG的空間分辨率和信號(hào)保真度，Walt Besio (創(chuàng)始人CREmedical corp，美國(guó)Rhode Island,大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程教授)發(fā)明了一種新型的三極同心環(huán)電極(TCRE)。
每一個(gè)TCRE包含三個(gè)元素:外環(huán)、中環(huán)和中心圓盤(pán)。TCRE的外環(huán)相當(dāng)于圓盤(pán)電極,每個(gè)TCRE提供兩個(gè)輸出信號(hào):
?通過(guò)結(jié)合（外環(huán)中心盤(pán)）和（中間環(huán)-中心盤(pán)）之間的差異，實(shí)現(xiàn)高保真、差分拉普拉斯信號(hào)；
?來(lái)自外環(huán)的常規(guī)腦電信號(hào)。
TCRE獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
TCRE是獨(dú)立源的，高度集中于局部活動(dòng)，因?yàn)樗耐膱A結(jié)構(gòu)，可以大大減弱遠(yuǎn)距離的徑向信號(hào)產(chǎn)生的干擾，如肌肉偽影和ECG。當(dāng)從TCRE的緊密間隔的電極環(huán)中提取雙極性差異時(shí)，傳感器的每個(gè)電極所共有的噪聲被自動(dòng)取消。與其他近似拉普拉斯算子的方法不同，TCRE直接測(cè)量了拉普拉斯算子電位。
腦電信號(hào)通常在10-100μV的范圍；而肌電、心電圖（ECG），因?yàn)楹挂夯螂姌O震動(dòng)大致的偽影通常都在mV級(jí)別，是腦電信號(hào)的數(shù)百倍。高或低通濾波可以減少偽影，但也可以去除相關(guān)信號(hào)的很大一部分。軟件過(guò)濾解決方案可用于“清除”信號(hào)。然而，所有的數(shù)字軟件解決方案都代表了轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并沒(méi)有真實(shí)地還原生物信號(hào)。因此，臨床醫(yī)生和研究人員不能確定轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確地反映了生理。采用TCRE的優(yōu)點(diǎn)是：基于現(xiàn)實(shí)的偽影抑制。
關(guān)于TCRE電極的常見(jiàn)問(wèn)題
一、設(shè)置環(huán)形電極和t-Interface 20需要多長(zhǎng)時(shí)間？
用導(dǎo)電膏在頭上設(shè)置環(huán)形電極，與設(shè)置傳統(tǒng)的盤(pán)狀電極花費(fèi)時(shí)間一樣，用導(dǎo)電膏直接連接即可。
二、我能直接把環(huán)形電極插入我的標(biāo)準(zhǔn)放大器進(jìn)行使用嗎?
傳統(tǒng)的EEG放大器無(wú)法獲取來(lái)自環(huán)形電極上的信號(hào)。此外，在貝西奧等人2006年第一次報(bào)告的Laplacian算法中，外環(huán)和中央盤(pán)狀、中環(huán)和中央盤(pán)的區(qū)別，以及拉普拉斯算法在t -interface 20電路中進(jìn)行。因此，環(huán)形電極不會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)放大器一起工作，你也不會(huì)得到由三環(huán)形電極信號(hào)提供的自動(dòng)拉普拉斯變換帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。
三、電極需要怎么連接嗎?
直接使用Ten20導(dǎo)電膏進(jìn)行連接。
