基于双同心圆环拉普拉斯电极的脑电研究

目的 脑电图（EEG）是一种记录脑电波的非侵入式电生理监测方法，然而传统脑电采集电极易受参考活化的影响，而且空间分辨率低。拉普拉斯电极参考独立，并且有望提高EEG空间分辨率。本研究基于双环拉普拉斯电极，探究拉普拉斯电极独立参考特性，对比拉普拉斯电极与传统电极的空间分辨率差异。方法 使用21个Ag/AgCl双环拉普拉斯电极，进行三维（3D）半球水箱试验，模拟全脑信号采集，检测400 mVpp@13 Hz正弦信号的分布。更换拉普拉斯电极的地电极位置以及传统电极的参考电极位置，提取并分析13 Hz源频率成分的空间分布。结果 不同地电极位置下，拉普拉斯电极信噪比（SNR）空间分布基本一致，其相关系数为0.94，而传统电极在不同参考电极位置下的SNR分布相关系数为0.07，拉普拉斯电极参考独立，传统电极对参考电极位置敏感。拉普拉斯电极幅值3 dB衰减面积比率为2.1%，而传统电极为6.9%，拉普拉斯电极SNR 3 dB衰减面积比率为1.0%，而传统电极为30.1%。结论 拉普拉斯电极不受参考电极影响，具有参考独立特性，且空间分辨率更高，有望实现更精确的脑电活动定位，为拉普拉斯电极用于脑-机接口（BCI）奠定了基础。