Brduino脑机连载(十九)脑电实验中,如何保证脑电信号采集准确

在脑电信号采集实验过程中,确保信号采集质量至关重要,以下是一些可以采取的有效措施:

目录

      • 一、实验环境方面
        • (一)电磁屏蔽
        • (二)控制环境噪声
      • 二、被试者准备方面
        • (一)被试者状态调整
        • (二)头皮准备
      • 三、电极相关方面
        • (一)电极选择与质量把控
        • (二)电极放置与固定
        • (三)导电膏使用(针对湿电极)
      • 四、仪器设备设置方面
        • (一)采样频率设置
      • 五、实验前 电极阻抗检测和预采集
        • (一)电极阻抗检测
        • (二)实验前预采集

一、实验环境方面

(一)电磁屏蔽
  1. 屏蔽外界电磁干扰:脑电信号非常微弱,很容易受到外界电磁场的干扰,如附近电子设备(电脑、手机、电视等)发出的电磁信号。因此,应尽可能选择电磁环境相对纯净的场所开展实验,例如使用专门的电磁屏蔽室,其墙壁采用能够有效屏蔽电磁辐射的特殊材料构建,可极大程度地阻挡外界电磁场的侵入,保证脑电信号采集不受干扰。
  2. 合理布置实验设备:若无法使用屏蔽室,要合理摆放实验相关设备,尽量远离大型电器设备以及信号发射源,减少不必要的电磁干扰。同时,对实验设备本身采取电磁屏蔽措施,比如使用带有屏蔽外壳的脑电采集仪器,将连接线采用屏蔽线,并且确保屏蔽层良好接地,防止外界电磁信号耦合到脑电信号传输线路中。
(二)控制环境噪声
  1. 减少声学噪声:过于嘈杂的环境声音可能会使被试者产生紧张情绪,进而影响脑电信号,所以要选择安静的环境,避免在施工场地、工厂车间、交通要道附近等噪音大的地方开展实验。如有条件,可以对实验房间进行声学隔音处理,安装隔音材料,如吸音板等,降低外界声音传入室内的强度。
  2. 稳定温度与湿度:环境的温度和湿度也会对脑电信号采集产生影响,极端的温度和湿度可能导致电极与头皮之间的接触阻抗发生变化,影响信号质量,还可能使被试者感到不适,影响其状态。一般建议将室内温度控制在20℃ - 25℃,相对湿度保持在40% - 60%,可通过安装空调和湿度调节设备来维持适宜的环境条件。
  3. 优化光照条件:适宜光照关乎被试者状态和脑电信号质量。光照强度控制300 - 500 勒克斯为宜,避免过强过暗。可使用调光设备与光照度计,确保光线均匀,避免直射眼睛。光照颜色建议采用 4000K - 5000K 的自然白色或暖白色光,营造舒适氛围,减少干扰。避免蓝、冷白色光的过度兴奋影响或黄、暖黄色光的困倦影响。光照稳定性保障,选用稳定照明设备,定期维护,避免闪烁或颜色变化。配备备用设备,防止故障。同时注意遮光,避免外界自然光线干扰。

二、被试者准备方面

(一)被试者状态调整
  1. 确保充分休息:要求被试者在实验前保证充足的睡眠,避免疲劳、困倦等状态参与实验,因为身体的疲劳会反映在大脑的电活动上,可能导致采集到的脑电信号出现异常波动或噪声增加,影响信号质量。

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