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脑电分析之重参考

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写脑电教程的系列文章,我写的比较多了,也谈了很多,可以参考我制作的gitbook网址,https://book.7988888.xyz/
我在之前的文章中也多次谈到了参考点电极的问题,可以参见以前的文章《脑电参考电极选择与转换》、《脑电分析之参考电极变换》以及《EEG参考点之平均参考》,虽然谈了那么多,但是脑电技术的方法真的是多种多样,丰富多彩,所以说学好脑电技术并没有绝对标准,深刻的理解它才是掌握的绝佳窍门。
今天,我们要谈到的是也是脑电数据预处理过程,一个操作非常简单,但是理论是非常重要的步骤——脑电的参考电极。合理的参考方法也是对后续结果解释的一大重要原因。

参考电极标准化技术(Reference Electrode Standardization Technique,REST)

我们所熟知的脑电参考是去找我们头部或者是身体表面的中性电极点或者是真实的电位零点,但是这样的电极基本上是不可能有的,而我们所采集下来的电信号,它其实是电压(电势差)信号,最基本的形成就一定是两个电极信号的差值,那么在确定参考电极时,不影响原有电极信号的值那么就是越好的。传统上的手段是找相应的电位零点,比如双侧乳突,鼻尖等;还有一种的高密度导联会做的方法是使用平均参考(理论情况下球体相加为零)。
国内尧德中在2001年就提出了REST零参考技术,在其官网这样介绍到REST技术:
REST是一种重新参考技术,是一种软件方法,用于将多通道自发脑电图或事件相关电位在大脑/身体表面的任何一个物理点上的参考,或在平均值或连接的耳朵上的后处理数据等转换成一个新的数据集,其中电位为零/恒定。——翻译可能略有错误,仅供参考
REST (Reference Electrode Standardization Technique) is a re-reference technique, a software method for translating multichannel spontaneous EEG or event-related potentials with reference at any a physical point on brain/body surface or the post-processed data referenced at average or linked ears etc to a new dataset with reference at Infinity where the potential is zero/constant.
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——来自百度百科,仅供参考
在上图中的第二段已经介绍了其转换公式。
任何参考下的头表信号Vr都是脑颅内源X产生的,重建等效源X即可重建头表信号V0
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劣势在于头模型的选择,因为它使用到了源X的活动信号,那么容积传导问题就是非常重要的过程,合适的头模型将对该方法是非常重要的。
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本文作者:陈锐