脑电图（electroencephalogram）是从颅外头皮或颅内记录到的大脑皮层局部神经元电活动的总和，包括头皮电极脑电图和颅内电极脑电图。

新皮层主要为大脑半球表面的灰质，表面积为2400cm ²左右，平均厚度约2.5mm，最厚的区域为中央前回（4.5mm），最薄的为视觉区（1.5mm）。人类大脑皮层灰质神经元的数量约200亿，主要的神经元包括锥体细胞、颗粒细胞、梭形细胞、水平细胞和Martinotti细胞。根据神经元、轴突、树突和胶质细胞分布等特征，新皮层由浅入深分为6层结构。在皮层的第Ⅰ层中，有大量并列分布的锥体细胞顶树突，脑电图记录到的主要是这一层的电位变化。皮层神经元的轴突可在同一层或跨层平行连接，这种平行连接可使更大范围的脑区参与到某项活动中，形成癫痫样放电扩散的基础。

锥体细胞含有大量顶树突，是皮层最主要的兴奋性神经元。树突的这种很高的电兴奋性，与产生癫痫样放电有密切关系。此外，皮层锥体细胞的兴奋性受到抑制性中间神经元的调节，并且皮层下结构通过各种上行投射纤维的神经递质影响皮层的结构。

目前认为皮层或头皮表面记录到的脑电活动主要来自皮层锥体细胞顶树突的突触后电位。这些顶树突表面膜的面积占锥体细胞膜总面积的97%，具有很高的电兴奋性；顶树突垂直于皮层表面，排列整齐而紧密，有利于电活动在时间和空间上的整合。从头皮记录到的宏观电位变化即是一大组神经元共同活动时形成的足够大的场电位。由于颅骨和头皮等组织的衰减作用，从头皮记录到的电位只有皮层表面电位的1/5～1/10。

突触后电位对皮层表面记录的影响取决于它的极性、方向、部位和强度。兴奋性突触后电位产生的去极化电位发生在接近皮层表面时，在表面电极产生负性电位；深层部位的兴奋性突触后电位则在表面记录到正性电位；抑制性突触后电位产生的极化电位效应则正相反。决定头皮脑电活动的重要因素是产生同步化电活动的神经元数量、电压和频率，从头皮表面电极记录到的脑电波形、位相和频率，反映的是记录电极下面6cm ²以上的大脑皮层的神经元突触后电位的净得效应。

感觉刺激传入大脑皮层最重要的中继站是丘脑，丘脑将感觉活动信息传递到大脑皮层，皮层活动的信息又反馈至丘脑，形成丘脑-皮层环路，调节皮层神经元的兴奋性水平。因此认为丘脑是产生脑电活动节律的主要部位，如α节律、δ节律、睡眠纺锤或广泛性3Hz棘慢波节律，而大脑皮层主要产生脑电活动的电压和电场。

位于脑桥中部与延髓尾侧之间的中缝核、孤束核和蓝斑等结构与睡眠-觉醒周期及脑电活动的同步化或去同步化波形密切相关。中缝核群头部和孤束核主要影响非快速眼动睡眠，与脑电图同步化慢波有关；中缝核群尾部和蓝斑中后部主要影响快速眼动睡眠，与脑电图去同步化快波有关。

常规脑电图记录的电极通常为非极化金属电极，电极种类包括以下几种：

一般采用银-氯化银电极，为直径7mm左右的圆盘状，电极中间凹陷并有孔，用于注入导电膏，用导电膏固定电极。长时间记录时电极容易脱落，需要重新安放电极。

通常用一次性针状电极，针尖裸露而针体绝缘。特殊部位的电极如蝶骨电极采用针状电极刺入相应部位，用以记录颞叶内侧的异常放电。

为一次性软性电极，放置于蝶骨电极的部位。对于需要行长时程脑电图监测发作的癫痫患者，常选用一次性软性蝶骨电极，电极置入后没有疼痛不适感，不影响患者进食。

告知患者检查前一天应洗头，去除头皮脂质，以降低电阻，增加导电性能。对于癫痫患者，行脑电图检查最好包括睡眠期脑电图，则检查前一天应减少睡眠，确保检查时患者能进入睡眠阶段。小儿患者安放电极不配合时可在检查前酌情应用水合氯醛等药物诱导睡眠，再进行安放电极。对正在服用抗癫痫药物的患者，除需要监测发作外，一般不应减药或逐渐停药。检查应在进食后3小时之内进行，避免因饥饿造成低血糖影响检查结果。检查中告知患者尽量放松，避免紧张焦虑。脑电图室应安静，保持温度适宜，避免过热出汗或过冷寒战影响记录效果。

安放电极前用95%的酒精仔细擦拭头皮，去除油脂和角质层，根据国际10～20系统的位置使用导电膏将盘状电极固定于头皮上，同时增加心电导联记录。在有特殊需要时可增加眼动电极和表面电极以记录眼动图和表面肌电图。

根据国际脑电图学会的建议，头皮脑电图记录常规使用10%～20%系统确定电极的安放位置，简称国际10～20系统（图8-1-1）。首先在头皮表面确定两条基线，一条为鼻根至枕外粗隆的前后连线，为100%；另一条为双耳前凹之间的左右连线，为100%。两线在头顶的交点为Cz电极的位置。从鼻根向后10%处为Fpz（额极中线），从Fpz向后每20%放置一个电极，依次为Fz（额中线）、Cz（中央中线）、Pz（顶中线）及Oz（枕中线）。双耳前凹连线距左耳前凹10%处为T3（左中颞），从T3向右每20%放置一个电极，依次为C3（左中央）、Cz（中央中线）、C4（右中央）及T4（右中颞）。从Fpz通过T3至Oz的连续为左颞连线，从Fpz向左10%为Fp1（左额极），从Fp1向后每20%放置一个电极，依次为F7（左前颞）、T3（左中颞）、T5（左后颞）及O1（左枕）。右颞连线与此相对应，从前向后依次为Fp2（右额极）、F8（右前颞）、T4（右中颞）、T6（右后颞）及O2（右枕）。从Fp1至O1和从Fp2至O2各做一连线，为左、右矢状旁连线，从Fp1和Fp2向后每20%放置一个电极，左侧依次为F3（左额）、C3（左中央）、P3（左顶）及O1（左枕），右侧依次为F4（右额）、C4（右中央）、P4（右顶）及O2（右枕）。

国际10～20系统与解剖部位基本吻合，但前颞例外，F7和F8并不是真正的前颞区，因为二者分别位于双侧额下回的后方。头皮表面与前颞区最接近的部位是T1和T2，位于眼外眦与外耳孔连线的后1/3点向上2cm处。

由于颞叶内侧的异常放电难以从头皮电极记录到，因此常规脑电图记录中增加蝶骨电极，用尖端裸露的绝缘针状电极或软性蝶骨电极记录。穿刺点位于颧弓中点下缘乙状切迹处，耳屏前方1.5cm。穿刺方向略向后上方，深度约2～3cm。

理论上，参考电极应为零电位，即没有任何脑电或其他生物电活动。实际上人体表面几乎没有这样的部位。头部的多数部位均位于脑电活动的电场范围内；远离头部的其他体表会不可避免地受到肌电和心电的干扰。因此尽量选择相对受各种生物电场影响较小的部位作为参考电极的位置。

耳垂的电位相对较弱，是国际10～20系统的标准参考电极位置，左右耳垂分别标记为A1和A2。值得注意的是，耳电极作为参考电极经常受到邻近部位脑电活动的干扰而造成耳电极活化；而且耳电极距离同侧颞区记录电极的位置较近，造成颞区脑电活动的电压偏低，以对侧耳电极作为参考可解决这一问题。

耳后的乳突部位（M1、M2）作为参考电极，不容易受头部运动的影响，但更容易被脑电活动或心电活动干扰。

平均参考电极是将头皮的每个记录电极分别串联一个1～2MΩ的电阻，然后再并联在一起。经此处理后，头皮各点的电位接近于零，从而使各记录电极的电压具有可比性。但如果某一个或几个记录点有一过性的非常高的电压，上述平均处理不足以将其完全消除，出现参考电极活化，引起所有记录部位出现一个与其极性相反的波形，而引起参考电极活化的波源则会被其相反极性抵消。

脑电信号非常微弱，为毫伏（mV）级或微伏（μV）级，为保证采集到真实的脑电信号同时消除各种外界干扰，要尽可能降低电极与头皮之间的阻抗。记录前测试每个电极与头皮间的阻抗，要求在100～5000Ω之间，电阻过高时查找原因修正电极。设定仪器参数为灵敏度7～10μ V/mm，低频滤波0.5Hz，高频滤波100Hz，50Hz陷波，纸速30mm/s。

脑电图反映的是两点之间的电位差，根据脑电图的不同导联组合可以评价脑电图的波形和极性，并做出定位判断。脑电图的导联组合分为参考导联和双极导联，双极导联又可分为纵联、横联、环联等多种组合方式。每份脑电图记录应同时采用参考导联和双极导联法记录或显示。

又称单极导联（monopolar montage），记录电极连接放大器的负端（G1），参考电极连接正端（G2）。目前认识的绝大多数正常和异常脑波图形最初都是通过单极导联来描述的。理论上，如果参考电极为零电位，则单极导联记录反映的是每一记录点的绝对电位和其真正的波形、波幅与位相，适用于波形和位相的识别与分析。但由于参考电极被活化而出现广泛性放电，因此有时会影响脑波的定位。

是最常用的一种参考导联连接方式。由于F7、F8、T3、T4、T5和T6等记录电极与耳电极的距离较近，因此造成记录的电压偏低。如果一侧耳电极被同侧颞区脑电活动活化，可引起一侧导联广泛性放电，出现两侧半球不对称的图形，甚至掩盖异常波的起源。

这种连接方式可以增加外侧电极（F7、F8、T3、T4、T5和T6）与耳电极的距离，避免记录电极电压偏低，但仍会出现一侧耳电极活化引起两侧半球图形不对称。

双极导联是将两个记录电极分别连接前置放大器的G1和G2两端。由于两个记录电极都有电活动，因此记录出的波形为两个记录电极之间的电位差。通常波形取决于某一记录电极进入放大器的哪一端；波幅与两个电极之间的距离有关，距离越近，波幅越低，因此一般两个电极之间的距离不应小于3cm。

常用的双极导联组合有纵联、横联和环联，遵循从前向后或从左向右的链式连接。表8-1-1列举了常用的导联排列方式。

根据国际脑电图协会的要求，常规脑电图描记应至少记录20分钟清醒状态下的无干扰图形，并进行3组睁闭眼试验。对怀疑为癫痫的患者，应尽可能进行睡眠期脑电图记录，困倦期、入睡过程及觉醒过程的脑电图非常重要，但睡眠期脑电图不能取代清醒期脑电图。癫痫患者行脑电图检查根据需要进行短程记录（1～2小时）或长程记录（3～7天），短程记录要包括清醒期脑电图和睡眠期脑电图，长程记录以记录到癫痫发作为目的。诱发试验包括睁闭眼试验、闪光刺激和过度换气。过度换气应至少持续3分钟。有下列情况的患者不应进行过度换气试验，以免发生意外，包括急性脑卒中、近期颅内出血、大血管严重狭窄和伴有TIA、确诊的Moyamoya病、颅内压增高、严重心肺疾病、镰状细胞病及临床情况危重的患者。

监测过程中当癫痫患者出现临床发作时，应在保证患者的安全的前提下尽量不遮挡摄像镜头、不限制患者的动作，并确保患者的四肢暴露在被子外面（以便脑电图检查后分析发作期脑电图时发作症状清晰可辨）。患者发作时家属或医务人员可以和患者进行简单交流，以了解患者的意识是否保留。发作过程中如患者出现呕吐，尽量使患者头偏向一侧，避免呕吐物误吸引起窒息。

1786年，意大利Bologna大学解剖学教授Galvani发现了青蛙外周神经和肌肉带电的现象，创立了动物电学说，成为了现代电生理学的始作俑者，从而引发了对大脑存在电现象的推测。1804年，他的侄子Aldini试图在人头颅上测出脑电位，然而由于当时仅有静电机、莱顿瓶、伏特电堆和验电器实验装置，面对百万分之一伏特级的脑电，最终一无所获。

半个世纪后，电生理仪器有了一定的改进，反射式电流计、乏极化电极相继问世。1875年，英国利物浦皇家医学院助教Richard Caton在兔子大脑皮层安放2枚电极，由其间连接的电流计观察到电流通过，认为这种电活动与脑功能有关。1899年，灵敏度良好的弦线电流计被发明。1913年，Pravicz Neminski使用弦线电流计研究脑电活动。1925年，Pravicz Neminski将犬脑观察到的自发性电位变化称为大脑电图，为将记录生物电的方法用于人，创造了先决条件。

1924年，德国Jena大学精神科教授Hans Berger开始研究人脑的电活动，他首先报告了在人类完整头皮上安放电极，记录人类大脑电活动。他将两根白金的针状电极通过头部外伤、颅骨缺损部位插入大脑皮层，成功记录出有规则的人脑电活动，这确是人类脑电位的第一次证实，并第一次使用脑电图（electroen-cephalogram，脑电图）这个词来描述它们。继而证实了这种电活动通过安置在头皮上的电极也同样可以记录到。Hans Berger在1924年至1929年间，主要为确认人脑电图的存在而进行研究，到1929年发表“关于人脑电图”的论文。他的研究成果不断得到证实，使得这个领域的知识迅速增长，被推广到世界范围，各种脑电描记法应运而生，更多机构加入到脑电图的研究行列。当然，Berger成为了“人类脑电图之父”。

在此过程中，脑电图描记技术和记录装置没有一定的规格，主要有记纹鼓、电磁示波器、墨水笔记录等。这只能满足记录1～2个导程的脑电信号。德国的Toennies、美国的Grass开发了脑电图的模型。差分放大器被研究出来专门用于记录脑电信号，同时，多通道记录的重要性和使用大量电极覆盖更广泛的大脑区域的观点也得到了认可。1936年，Grass公司推出了第一台脑电图机（ModelⅠ）。1939年出现了6导程墨水记录装置。

脑电监测始于20世纪70年代，由英国牛津公司首先研制出4导24小时磁带式记录动态脑电监测系统。由于癫痫的脑电图诊断阳性率与描记时间成正比，为了提高诊断癫痫的阳性率，最初只是延长描记脑电图的时间。1983年推出9000型8导记录仪，1989年推出全电脑化9200型8/16导24小时动态脑电记录分析仪。随着电子计算机和放大器等电子技术的不断发展，数字化脑电图机全面替代机械化脑电图机，而且不断地更新换代。导联数也由8导、16导，逐渐升级为32导、40导、64导、128导、192导，现在256导脑电图机已不足为奇。

脑电图的研究和临床应用的旺盛期为第二次世界大战。第二次世界大战后，脑电图仪的制造技术随着军事电子工业的发展得到的迅速进步。数字视频脑电图的发展可以说紧随着计算机更新换代的脚步（图8-2-1）。贯穿20世纪，脑电工作已经延伸到了很多领域。除了脑电图机，随之出现了脑电图频率自动分析装置、诱发电位叠加仪等。特别是20世纪80年代后，陆续出现了睡眠脑电图、动态脑电图，以及借助计算机对脑电图进行分析例如功率谱分析、脑电地形图等新技术和方法等。脑电图国际学会成立以后，脑电图机规格、脑电图电极安放标准、脑电图判读、脑电图监测时长等都相继规范化。

视频脑电图（video-electroencephalography）是在脑电监测的基础上发展起来的更加优越的新型脑电监测技术，历史比较短。它是借助电子放大技术，通过计算机描记脑部自发性生物电位，同时结合视频技术监测患者的临床表现，以研究大脑功能有无障碍。

20世纪90年代末，随着影像事业的高速发展，仪器设备不断完善，脑电图和摄影系统结合，实现脑电与行为的同步监测，即利用摄像装置，将患者发作全过程的临床表现与脑电图改变同步录像、记录，并通过软件将每一时刻的脑电图与视频图像一一对应起来，可以在看脑电图的同时观看同步录像，这便形成了今天的视频脑电图。

视频脑电图在脑电监测过程中同步视频采集，有利于观察闪光刺激、过度换气、声音诱发等外界因素与脑电波改变的关系，极大提高了癫痫诊断的阳性率，是癫痫鉴别诊断、分类以及致痫灶定位的一个飞跃。同时，由于脑电波信号的微弱，非常容易受到外界因素的干扰，如患者的日常动作，周围人员的走动，周边电子产品的干扰等，借助全程同屏同步视频的采集显示，阅图医生准确地辨别这些伪差变得轻而易举。

20世纪30年代，Berger开始从事睡眠纺锤波的脑电记录，继而报道了人类大脑缺氧的影响，以及几个局部大脑紊乱的本质，从而给出了癫痫样放电的概念。同时期，发现了精神活动与脑电信号变化具有相关性。Fischer和Lowenbach提出了第一个癫痫峰值的演示。英国，W.Gray Walter作为临床脑电图学的先锋代表，发现了三角波的焦点，而三角波在大脑异常的诊断中引发了巨大的临床兴趣。美洲对于脑电信号的研究活动大约开始于1934年。Hallowell Davis陈述了阿尔法节律。美国圣路易斯大学的研究人员对于外周神经电位的研究中使用了负极射线示波器。这个年代脑电信号的研究工作开始在波士顿的哈佛大学和爱荷华大学进行。由Fredric Gibbs进行的癫痫发作的研究是脑电信号的主要工作，因为癫痫发作疾病领域是他们最大效益的领域。

从历史角度来看，脑电图将癫痫学划分为两个时期：脑电出现的前期和后期。基于Fischer对苦味毒以及从动物到人类癫痫学方面对皮质脑电的影响这两方面的研究，Gibbs和Lennox也给予了认同。Berger说明了几个突发性脑电疾病的例子。作为北美洲脑电图的伟大先驱，Hallowel和Pauline Davis是第一批研究者，他们主要研究人类睡眠期间脑电的性质。A.L.Loomis，E.N.Harvey和G.A.Hobart是最早研究人类睡眠脑电模式和睡眠阶段的人。H.Jasper在研究相关行为障碍后，随即发现自己适合的职业是基础临床癫痫学。

1947年，美国脑电图学会成立。第一届国际脑电图大会在英国的伦敦举行。在德国，脑电图的研究受限于柏林。日本因为Motokawa在脑电节律方面的研究而备受关注。这个时期，神经生理学家通过解剖学的方法展示了丘脑皮质层的关系，导致了脑中心癫痫学概念的发展。

20世纪50年代，脑电已经延伸到许多研究领域，癫痫灶的外科手术日益盛行，由部分金属或者玻璃组成的微电极诞生，Phillips于1961年将其应用在脑皮质中，与此同时 Epilepsy and the Functional Anatomy of the Human Brain出版问世。

脑电信号的分析始于脑电信号检测的早期，Berger协助Dietch将傅里叶变换应用到脑电图分析中，20世纪50年代得到了快速发展。这一时期，通过Kleitman的工作，脑电睡眠紊乱的分析发展了起来。20世纪60年代，对于早产儿的脑电分析开始发展。诱发电位的研究，普遍应用于精神疾病上，并且在20世纪70年代得以进一步发展。

我国于1949年在南京引进了第一台脑电图仪，并于1951年对癫痫患者描记出国内第一份脑电图。1958年，首都医科大学宣武医院开展脑电图工作，1962年开始创办脑电图进修班。此后，全国各大城市的大医院相继引进脑电图仪和培训专门从事脑电图的专业人员。1985年，《脑电图学与神经电生理学杂志》创刊。1986年，设立了中华医学会脑电图学组，继而一些脑电图学术组织相继成立，并且不定期组织脑电图方面的学术交流活动。1987年，全国第一届脑电图与临床神经生理学术会议召开，从此脑电图有了自己的专业组织和定期学术会议，同时创办了临床脑电图杂志和现代电生理学杂志，为脑电及临床神经生理的发展起到了积极的作用。1989年，第二次全国脑电图及临床神经生理学会议上，通过了《脑电图描记的最低要求》（试行方案），对我国临床脑电图规范化发展具有深远意义。

总之，脑电的发展是一个持续的过程，从14世纪早期开始带来临床性、实验性、可计算性的研究。脑电图仪器的更新换代，进一步推动着脑电图在临床的普及应用，新的技术和方法的应用，也促进了人才技术水平的提高。如今，我国的临床脑电图领域，积极总结经验的同时，不断完善发展，为神经电生理事业的发展和临床治疗水平的提升，不断发挥着积极作用。

脑电图的频谱很广泛，但并不杂乱，不同的频率具有特征性的形态和波幅，但不是波形的唯一标准。明显的节律性可能是异常的，混沌的状态也不一定是异常现象。特定的刺激也可能引出包含不同频率的脑电图。

脑电图的频率范围没有明确的上下限。正常成人脑电图以中等频率（8～13Hz）和快波（14～30Hz）为主，慢波（0.3～7Hz）和极快波（大于30Hz）比较少。脑电图按频率分为不同波段：δ波：﹤3.5Hz；θ波：4～7.5Hz；α波：8～13Hz；β波：14～30Hz；γ波：﹥30Hz。

脑电图表现为随时间变化的电压值，脑电图信号的电压值即为波幅。皮质产生的脑电图在经过软脑膜、脑脊液、硬脑膜、颅骨、头皮时，原始信号会发生明显衰减。皮质脑电图的波幅在500～1500μV（0.5～1.5mV）之间，一些棘波的波幅甚至可达到数毫伏。成人头皮脑电图的波幅明显衰减至10～100μV，主要集中在10～50μV之间。

计算脑电图波幅的时候，计算的是峰值之间的大小。但没有必要精确计算每一个波形的电压值，因为脑电图的波幅还取决于电极之间的距离、不同导联方式、双极导联还是参考电极导联等。在脑电图报告中，可以描述一个波幅的范围，如α节律的波幅在20～30μV之间，还可以使用中位电压值来表示。

α节律是在清醒状态下出现在后头部的8～13Hz的节律，在闭目时枕区的波幅最高（图8-3-1）。α节律的形态一般呈正弦样，在混有β节律时可呈尖样波。正常情况下，α节律的波幅类似纺锤样有渐高-减低趋势，称为“调幅”；同一脑区临近的α节律的频率相差不超过1Hz，双侧半球相同脑区的频率对称，相差不超过1Hz，称为“调节”。需在清醒的状态下确认枕区α节律，避免思睡期。思睡期的背景活动频率可比清醒时低1～2Hz。成人α节律的波幅一般小于50μV，在闭眼、身体及精神均放松的状态下枕区的α节律波幅最高，可被睁眼、思考等抑制衰减。也有一些正常人的α节律的波幅低于15μV，呈低电压状态。双侧α节律的波幅一般对称，﹤50%的波幅差在正常范围内，在出现明显的伪迹，或脑电图异常时，波幅差可能﹥50%。当α节律出现单侧节律降低（双侧节律相差超过1Hz）、单侧波幅衰减（双侧波幅相差超过50%）、反应性降低等，视为局部性节律异常，可见于局部特别是后头部脑损伤及广泛性脑损伤。

值得一提的是，枕区背景活动随着年龄的增长有显著变化。小于3个月的婴儿的枕区没有清晰的节律性。在3个月时，枕区开始出现3～4Hz的节律，6个月时增长至5Hz，9～18个月时增长至6～7Hz。在2岁时，枕区节律通常在7～8Hz之间，7岁时增长至9Hz，15岁的平均节律为10Hz。

儿童及青少年的后头部可以出现时程在250～400毫秒的慢波，通常出现在O1、O2导联，可插入在α节律当中，波形可近似尖波。

μ节律是在中央区分布的具有α频率的节律，通常在9～11Hz。μ节律的形状呈弓形，正相波形态较尖，主要出现在C3、C4、Cz导联，偶尔出现在P3、P4导联，可呈双侧对称，也可仅出现在单侧，双侧μ节律可交替出现较高波幅。μ节律可以被对侧肢体的运动或运动想象抑制，但睁眼不能抑制μ节律。在中央区有颅骨缺损时，可记录到非常高电压的μ节律。形态尖锐的μ节律容易和尖波混淆。

频率高于13Hz、低于30Hz的活动称为β节律，通常出现在正常成人和儿童的脑电图中。β节律一般呈低幅正弦样波形或弓形。正常情况下，β节律一般出现在额区和中央区，可与μ节律同时出现，在后头部的较低频的β节律可能是快α节律的变异型。β节律的波幅一般不超过20μV，有时波幅可达到20～30μV。在思睡期、浅睡眠、快速动眼睡眠期、颅骨缺损、使用苯巴比妥或非巴比妥类麻醉剂、弱安定剂等药物时，β节律的波幅及分布可增强（图8-3-2）。

正常成人的脑电图中可出现低电压（﹤30μV）、4～7.5Hz的θ节律，婴儿、儿童和青少年更容易出现θ节律。高于60岁的正常人清醒期脑电图可在颞区出现≤10%的θ节律，双侧可对称分布，或更多的分布在左侧。正常背景中也可出现单个出现的θ波或短程阵发性θ节律（图8-3-3）。

当一个人在照明很好的情况下，浏览复杂图片时，在枕区可记录到双侧对称或不对称、双相或三相的一过性尖波，这些一过性尖波称为λ波。在头皮上记录的正相λ波的波宽通常在75～150毫秒之间，负相λ波的波宽通常在200～250毫秒之间。λ波的波幅通常低于20μV，很少高于50μV，但儿童的λ波波幅可能更高一些。暗室、闭眼或让患者注视一张空白的白色卡片可消除λ波，而不影响枕区尖波。

睡眠分为非快速动眼期（non-REM，NREM）和快速动眼期（REM）。依据脑电图对睡眠分期：

α波解体，出现顶尖波。

出现顶尖波，睡眠纺锤波，K复合波。

波形更慢，有K复合波，睡眠纺锤减少。

波形非常慢，有一些K复合波。

脑电图同步化，伴有一些较快的节律。

背景活动中的θ节律的波幅和分布逐渐增加，α节律的波幅及分布先增强，继而消失，称为“α解体”，β节律也可先增加，继而消失。可出现缓慢的侧向眼运动。

进入Ⅰ期睡眠后，双侧中央区出现对称的一过性尖样波，俗称顶尖波，在Cz导联的波幅最高（图8-3-4）。当电压比较高时，可扩散至Fz、Pz、F3、F4、C3、C4、P3、P4导联。顶尖波可连续出现，也可双侧波幅不对称。顶尖波的主要波形为波幅较高的负相尖样波，在其之前或之后往往伴随较低电压的正相波。年龄越小，波幅越高，形态越尖锐，随着年龄增长可逐渐平坦。主要出现在浅睡眠期，很少被局灶性脑损伤抑制。

进入Ⅱ期睡眠以后，出现睡眠纺锤。纺锤波的形态一般呈弓形，呈2～3秒的节律性发放，具有波幅渐高-减低的纺锤样形态，可双侧同步出现且对称出现，也可对称但非同步出现（图8-3-5）。在Ⅱ期睡眠浅睡眠期，睡眠纺锤的频率在13～14Hz之间，主要分布在Cz、C3、C4导联；在更深的Ⅱ期睡眠及Ⅲ期睡眠期，睡眠纺锤的节律在10～12Hz，主要分布在Fz、F3、F4导联。

K复合波在Ⅱ期睡眠出现，是在双侧中央区的尖的双向波，首先出现一个波宽较窄的波，之后紧随一个波幅较高、波宽更长的慢波，慢波上可见叠加的纺锤波（图8-3-6）。

深睡眠期，脑电图呈弥散性高波幅不规则δ波，有少量睡眠纺锤，无顶尖波。

在REM期，电压减低，脑电图中混有θ、β、δ等不同频率的波形。如若同步记录眼动，可观察到垂直或水平眼动。

POSTS为在头皮上记录到的睡眠中枕区单独发送或最常见的成串出现的4～5Hz正相一过性尖波，在非快速动眼（NREM）睡眠期均可出现，快速动眼（REM）期偶见或消失。这种波形多见于15～35岁人群。

棘波和尖波均为波形锐利、突出于背景活动的癫痫样波型，棘波的时限较短，在20～70毫秒之间（图8-3-7），尖波的时限较长，在70～200毫秒之间。棘波和尖波可以为单相波、双相波或三相波，其主要成分多为负相波，负相波的上升支较为陡峭，下降支可稍缓，上升支之前有时可伴有一个较为低幅的正相波。局灶性的棘波或尖波在头皮上可形成一个电压场，位于电压场内的其他电极可受到累及。局灶性的棘波和尖波需要与μ节律、顶尖波等正常脑电图进行鉴别。

当一个棘波或尖波之后紧跟一个慢波成分时，称为棘慢复合波或尖慢复合波，简称为棘慢波或尖慢波。一般棘波成分落在其后的慢波成分的升支上，也可落在前一个慢波成分的降支上。慢波是棘慢复合波时限的主要成分，时限在150～350毫秒之间，其时限长短除了与不同的局灶性脑损害有关以外，还可用于癫痫综合征的鉴别，如Lennox-Gastaut综合征、不典型失神可见慢棘慢波（1.5～2.5Hz），典型失神可见双侧同步3～4Hz棘慢波节律，青少年肌阵挛综合征可见快棘慢波（3.5～5.0Hz）节律。

多棘波为连续出现2个或2个以上的双相或多相棘波，突发突止，持续时间小于1秒，其后跟随一个高幅的δ波时，称为多棘慢复合波（图8-3-8）。

具有三个或以上的不相邻的棘波灶，且每个半球各有至少1个棘波灶，称为多灶性棘波，可有一种以上的癫痫发作形式。

视频脑电图仪可将患者的脑电图和视频同步记录下来，使得神经电生理医生不仅可通过患者脑电图诊断病情，还可同时观察录像了解患者发作时的各种临床表现，综合所有信息，通过解剖-电-临床的关系对患者发作过程有一个全面的了解，尤其对癫痫的诊断、发作分类及致痫灶定位具有不可替代的作用。由于脑电波是一种非常微弱的信号，很容易受到外界因素的干扰，如果放大器电路设计得欠完善，有价值的信号往往会被湮没，常见的干扰源一般包括：高频电磁干扰、50Hz工频干扰、极化电压干扰、其他生物电信号及人为运动造成的伪迹等，借助视频脑电图仪对患者脑电波与视频信息进行全过程同步采集显示，识别人为动作的干扰将轻而易举。应用于临床监测的视频脑电图仪品牌繁多，目前国内大型医院比较常用的脑电图设备以进口品牌为主，常见的放大器品牌包括日本Nihon Kohden（光电）、美国Nicolet（尼高力）、意大利Micromed等。近年来，国产脑电图仪也取得了长足进步，愈发具有与进口放大器品牌相媲美的性能，例如北京云深科技有限公司的PN-NET系列。本节将简要介绍脑电图仪的一些技术参数，以及目前国内常用的几个脑电图仪品牌。

在电极盒表面上的所有插孔数目为通道数，电极盒位于患者和脑电图仪主机之间，直接反映脑电图最高导联数目的脑电通道数通常有32、64、128、256等。

在测量系统或线路环节输入端测得的系统自身的等效阻抗称输入阻抗，它反映一个系统对其前一级系统的功率要求，输入阻抗越高，它从前一级接收的电流越小，因而越容易与前一级系统相连接，不易引起前级输出信号的改变。脑电图等许多生物信号都很微弱，不能向测量仪器提供较大电流，否则将引起被测量的生物信号发生变化。这是一个反映放大器输入端口消耗生物电流的指标，是一项被公认越大越好的参数。因此用于生物医学测量的仪器应具有很高的输入阻抗，例如：生物放大器的输入阻抗一般为2～10MΩ，用于测量细胞单位的微电极放大器的输入阻抗高达数十至数百兆欧。

在心电和脑电放大器中，为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力，常用共模抑制比作为一项抗干扰技术指标来衡量，其定义为放大器对生物电差模信号的电压放大倍数与对人体共模干扰信号的电压放大倍数之比。对差模信号的放大倍数越高，越能反映出微小的脑电信号改变，而对共模信号放大倍数越小，抗干扰能力越强，这也是一项被公认越高越好的指标，一般大于50～70dB。

噪音主要来自脑电图本身，很大程度上由前级信噪比决定，如果前级不能很好地抑制噪声，噪声将通过后级放大，它会直接影响放大器采集信号的可信度。检测噪声时，将放大器所有信号输入端对地短接，记录10秒的连续波形，记录最大的峰-峰值即为噪声，通常噪音不能大于5μV。在结构合理布线良好的情况下，它基本由内部芯片、电阻、电源噪音决定，而且噪音基本符合根号下频率的规律，即频率越宽，噪音越大。

在模拟信号系统中，通过放大器的脑电信号的最高频率和最低频率之差即为带宽值。通常随着输入信号频率高于或低于这个频率范围时，其输出幅值就要下降，输出幅值A与频率f的关系曲线称为幅频特性曲线（图8-4-1）。如果将不同频率的标准信号输入放大器，分别测量电压的放大倍数，可测得放大器幅频特性曲线，一般定义幅值下降3分贝（幅值变为原来的0.707倍）时对应的频率为放大器的上限或下限频率。普通的放大器带宽是0.5～100Hz，宽频放大器频率下限经常会到0.01Hz以下，频率上限需要到700Hz或以上。

每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数为采样率，即计算机每秒采集信号样本的个数。根据奈奎斯特理论，采样频率至少需要高于原始信号最高频率的两倍，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56～4倍，因此如果要采集到800Hz以下的波形，至少需要2000Hz的采样率，当然此时放大器的带宽也必须保证达到800Hz，否则增加的数据无意义。但极高的采样率带来的负面影响是数据量的同比增加，要求脑电图主机需具备足够的存储空间。

皮肤和表面电极之间会因极化而产生极化电压，极化电压在正负数百毫伏范围内，两个电极之间的极化电压最好不超过正负300mV。若使用直流放大器，这个极化的直流电压如果处置不当，会严重影响放大器工作。国际标准通常规定放大器对极化电压的耐受为300mV，但特殊情况下可能会高达900mV。

美国尼高力神经电生理公司1967年创建于美国，2012年加入Natus医疗集团，该医疗集团成立于1989年，总部位于美国加州圣卡洛斯，旗下拥有Bio-logic、Deltamed、Grass、Nicolet、Olympic Medical、Schwarzer Neurology、Xltek等电生理品牌。其中，Grass是第一代脑电图设备，早期的脑电图放大器均以Grass为蓝本。尼高力于20世纪90年代推出了第二代磁带式脑电图机，实现了脑电图的无纸化保存。

随着电子技术的不断变革，尼高力升级了放大器核心技术，先后推出：Bravo脑电图、Oxford、NicoletOne、Hawk、Quantum等型号。NicoletOne是近年脑电应用领域的主流产品，其中V32放大器主要应用于门诊和术中脑电图监测，C64和C128主要应用于颅内电极患者脑电图监测，可配合尼高力大脑皮层刺激实现脑功能定位（mapping）。尼高力大脑皮层刺激器可通过数字面板调节参数，配合医生手术时进行术中皮层电刺激；也可与脑电放大器连接使用，通过脑电软件调节刺激参数，设置刺激序列，在颅内电极示意图上进行刺激后的功能标记。

Quantum Nicolet256是最新的超高分辨率放大器（图8-4-2），其采样率高达16 000Hz。既可实现高精度脑电信号采集，还具备升级的mapping、皮层-皮层诱发电位（CCEP）、高频分析（HFO和VHFO）软件。

日本光电是世界上最大的医疗仪器设备供应商之一，其产品在世界上大多数国家得到广泛的应用，在日本国内，光电的市场占有率约95%，光电于1951年制造出世界上第一台以交流电为电源的8导直接书写式脑电图机，又于1994年制造出世界上第一台以“WINDOWS”系统为操作平台的数字脑电图机。光电的放大器采样频率可达10 000Hz，特别适用于皮层电极和S脑电图立体定向脑电图监测。其采用的高清IP摄像头以及HD264压缩模式，所有记录的视频文件清晰度可达1920×1080分辨率。光电原装进口的高功率闪光灯具有更高强度的能量刺激，会增加患者诱发发作的几率。用于神经内外科癫痫，光电的32、64、128、192、256导联脑电图仪可实现全自动软件控制mapping刺激器，完成术前定位以及各种电刺激检测。光电除台车和显示器以外，脑电图放大器、电脑、隔离电源、接地线、脑电图电极、导电膏、闪光灯、睡眠软件等均为原装整机进口。下文表格中将介绍的1200C款256导放大器（图8-4-3）。

意大利Micromed公司是21世纪在欧洲迅速崛起的神经电生理仪器专业制造商，产品包括全数字脑电图仪、动态脑电图仪、肌电图仪及诱发电位仪。1982年Micromed发明了脑电公共参考技术，引发了脑电记录技术的革命。其视频脑电图产品Brain Quick结合了Micromed通过网络进行神经生理学诊断和采集系统设计方面的经验，在一个单项应用中结合了各种类型的监测，如：视频脑电图、EMG、诱发电位、术中监护。采集单元是基于最新一代的处理器和Windows操作系统，放大器的选择从25导到256导，Micromed SD64导脑电图仪如图8-4-4。Micromed脑电图仪可以应用在以下范围：脑死亡检测、临床监护视频脑电图、多导睡眠记录、长程脑电图、立体定向脑电图、在MRI核磁共振下行脑电图记录。该系统记录的工作站有两个视频窗口，在采集数据的同时，还可查看监测过程，视频单元的特点是：远程重复查看患者图像、数码变焦16倍、摄像头控制画中画。

北京云深科技是一家致力于多通道视频高频脑电研制的高科技公司，首款PN-NET高频脑电图仪在2010年初获得国家食品药品监督管理总局的注册和生产许可，领先于同期进口设备厂商，成为国内最早提供视频高频脑电设备的厂家。PN-NET高频脑电图仪的放大器（图8-4-5）全通道实时最高采样率达16 000Hz以上，信号带宽3000Hz。产品采用模块化级联设计，使得通道数可以达到512甚至更多，同时能采集四路视频，实现全方位多角度监控发作。高频脑电软件可实现脑电数据的采集、分析和定位等多种功能，并提供EDF标准格式的文件输出，用于临床专家科研分析；网络版的读图分析软件可实现神经内外科专家的远程会诊。

云深科技还推出了用于PN-NET派生的科研产品：电休克和电脉冲刺激条件下无伪差的脑电图放大器；TMS刺激条件下无伪差的脑电图放大器仅有3毫秒的数据损失。

随着立体定向脑电图（S脑电图）和宽频脑电图等电生理诊断定位技术的应用，高性能放大器技术的引进和应用将为临床癫痫外科学的发展起到极大的推动作用。通过下表比较以上几种放大器品牌主机部分的技术参数（表8-4-1）。

1.刘晓燕.临床脑电图学.北京：人民卫生出版社，2006：5.

2.（日）大熊辉雄著；周锦华译.临床脑电图学.北京：清华大学出版社.2005：6.