一、什么是腦電放大器

腦電圖（EEG）是對大腦電活動的非侵入性測量。當(dāng)大腦中許多神經(jīng)元同步激活時，在頭皮（即腦組織、顱骨、肌肉、皮膚）水平上能夠檢測到同時突觸后電位之和所產(chǎn)生的總電位。為了測量這個信號，使用表面電極來記錄大腦的電活動，同時也需要一個放大器來放大、轉(zhuǎn)換并將信號傳輸?shù)接涗浶盘柕碾娔X，以便進(jìn)一步處理和保存。

腦電放大器的工作原理可以用幾個步驟來總結(jié)：

1.首先，系統(tǒng)將輸入信號視為兩個電極之間的電位差（µV）（即差分記錄原理），因此接地電極（GND）通常用作主要參考。但是，為了避免來自放大器內(nèi)部接地電路的非生理噪聲的影響，通常選擇另一個電極作為所有通道（即在線參考通道或REF）的基線。因此，實(shí)際輸入的信號是每個EEG通道和在線REF之間的電勢差。

2.接著信號通過放大器內(nèi)的一個（或是兩個）硬件濾波器。測量的信號實(shí)際上可能包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）無法處理的非常高的頻率，因此需要事先用低通（或高切）濾波器排除這些頻率。此外，一些放大器可能具有第二個高通（或低切）濾波器，以去除非常低的頻率；如果不進(jìn)行濾波，所有低至0 Hz （DC）的頻率都會傳遞到ADC。

3.然后將濾波后的信號放大，并由ADC從模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能夠進(jìn)行處理的數(shù)字信號。

4.最后將數(shù)字信號傳輸?shù)接涗涬娔X進(jìn)行進(jìn)一步處理并最終保存。

二、腦電放大器性能標(biāo)準(zhǔn)

這些性能要求確保腦機(jī)接口放大器能夠高效、準(zhǔn)確地采集和處理腦電信號，從而支持各種神經(jīng)科學(xué)研究和臨床應(yīng)用。

腦機(jī)接口放大器的性能要求主要包括以下幾個方面：

1.通道數(shù)

腦機(jī)接口放大器需要支持多個通道，以同時監(jiān)測多個腦電信號。例如，256通道放大器可以用于表面電極、硬膜下電極以及深部電極的監(jiān)測。

2.采樣率

采樣率是指每單位時間測量信號的次數(shù)，通常以赫茲（Hz）表示。高采樣率可以更好地保留信號的細(xì)節(jié)，通常要求采樣率不低于5000 samples/channel/s。

3.帶寬

帶寬是指放大器能夠處理的信號頻率范圍。一般要求帶寬至少為1000 Hz，以覆蓋大多數(shù)腦電活動的頻率范圍。

4.噪聲水平

輸入噪聲應(yīng)盡可能低，通常要求輸入噪聲不超過2µVpp（峰值到峰值）。

5.共模抑制比（CMRR）

共模抑制比是指放大器抑制共模信號的能力，高CMRR可以減少外部干擾的影響，通常要求不低于120dB。

6.信號分辨率

信號分辨率是指放大器能夠檢測的最小信號變化量，通常要求不低于100 nV。

7.模轉(zhuǎn)換器（ADC）位數(shù)

高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以提高信號的保真度，通常要求不低于16位

8.其他功能

放大器還應(yīng)具備心電、肌電、血氧SpO2、外部觸發(fā)信號等接口，以支持多種生理信號的同步監(jiān)測。