腦電波量測系統回顧

傳統的腦電波訊號量測系統是用離散元件組成系統，一個標準的量測電 路方塊圖如 1-4 所示。此電路具有一個差動放大輸入，經過一個保護用的隔 絕放大電路，接著經過濾波放大功能後接到輸出。

圖1-4 腦電波量測差動放大濾波電路方塊圖

方塊圖中第一級是Analog Device公司所生產的AD620 儀表放大器，其增 益可由一個外接電阻RG來調整放大倍率G，接著是BURR-GROWN公司出產的 ISO122P隔絕放大器。由於傳統量測電路的供電都是經由電源供應器供電，

除了造成量測系統受到市電 60HzAC雜訊之外，如果電路產生問題時，高電 流極有可能打穿電路而經由電極導通到大腦，因此需要一個增益為1 的保護 隔絕電路來做防護。其後分別是兩個二階的高通/低通濾波器以及可調增益非 反向放大電路，其高通與低通的截止頻率分別為 0.5Hz和 100Hz，頻率響應 如圖 1-5。在電極部份，使用的是新型的針狀乾式電極來作為擷取電波訊號 的電極，從輸出波圖 1-6 可以得到腦電波訊號，其中分別使用兩種電極來做 比較，圖的上部使用的是傳統濕式金電極，下部是新式針狀乾式電極，可以 明顯發現新式針狀乾式電極可以在大幅降低電極面積與使用便利性的情況下 得到比傳統電極更好的腦電波訊號。

圖1-5 腦電波量測系統頻率響應圖

Standard wet electrode (Au, 1cm in diameter)

Spiked dry electrode (4×4mm²)

圖1-6 腦電波 α 波量測

此外，在腦電波量測系統中，其訊號的擷取是經由差動放大的方式去產 生頭皮上某一點的訊號，因此通常需要多組訊號來做不同的差動放大的組 合，這稱之為訊號的聚集(Signal Montage)。一般常見的訊號聚集方式有三 種︰共同參考點(common reference)、平均參考點(average reference)與兩極式 (bipolar)。如圖 1-7 [5]所示。共同參考點顧名思義即為所有差動放大皆以此 點作為參考點，這也是最常被使用的方式，同時也是本論文之後將要使用的 方式。通常這個共同參考點會選擇耳垂或是耳後的乳突骨。

平均參考點意昧著參考點是使用所有電極的平均值，或者是使用者自行 決定要用哪幾個電極來做平均當作平均參考點之用。

兩極式的訊號聚集則是選擇相鄰的電極互相做參考點，彼此連成一條直 線。例如說第一個差動輸入是使用 FP1 與 F3，第二個差動輸入是用 F3 與 C3，而第三個差動輸入則是使用 C3 與 P3；從頭皮上來看，由 FP1 至 P3 正 好連成一條直線。以上的電極位置會在下一章做介紹。

圖 1-7 腦電波訊號的聚集方式︰(a)共同參考點(b)平均參考點(c)兩極式[5]

在採用第一種的訊號聚集方式下，每個通道(Channel)可擷取一個電極位