脑电64导设备验收:设计的测试题目

在脑电64导设备验收时,设计的测试题目需覆盖设备核心功能验证(信号质量、通道稳定性、多脑区覆盖)、典型认知场景兼容性(注意力、运动、语言等),同时操作简单、结果可预期,便于快速判断设备是否正常。以下是分维度的测试题目设计,附操作流程和验收指标:

一、基础信号质量验证(必测,5分钟)

题目:静息态与睁眼/闭眼对比

操作流程

  1. 受测者静坐,保持头部不动,先闭眼放松3分钟(记录静息态基线);
  2. 再睁眼注视前方固定点2分钟(无需思考,自然注视)。

验收核心指标

  • 枕区(O1、O2、Oz)信号:闭眼时α波(8-13Hz)功率显著增强,睁眼时α波被抑制(功率下降≥50%),且左右枕区信号对称(差异≤10%);
  • 全通道噪声:各通道基线噪声≤5μV,无持续工频干扰(50Hz/60Hz)或肌电伪迹(高频毛刺);
  • 额区(Fp1、Fp2)稳定性:静息时无异常慢波(δ波/θ波异常升高),排除电极接触不良。

二、运动相关脑区验证(测试中央区/运动皮层,5分钟)

题目:单侧手指交替运动

操作流程

  1. 受测者睁眼,双手平放桌面,先右手食指快速敲击桌面(每秒2次),持续1分钟;
  2. 休息30秒后,换左手食指重复相同动作,持续1分钟。

验收核心指标

  • 对侧中央区(C3/C4)信号:右手运动时,左侧C3通道的β波(13-30Hz)功率在运动开始时升高,运动停止后快速下降;左手运动时,右侧C4通道呈现对称变化(左右侧激活差异≤15%);
  • 中线区(Cz):运动时出现明显的运动相关电位(MRP),尤其是运动前电位(BP)和运动后负波(PN);
  • 伪迹控制:运动时肌电伪迹(主要在颞区T3/T4)应局限于局部,不扩散至全脑(如额区F3/F4无明显肌电干扰)。

三、注意力与认知控制验证(测试前额叶/顶叶,8分钟)

题目:Stroop色词任务(经典注意力冲突范式)

操作流程

  1. 屏幕依次呈现词语(如“红、绿、蓝”),词语颜色与词义可能一致(如“红”字为红色)或冲突(如“红”字为绿色);
  2. 受测者需忽略词义,快速判断词语颜色(按键反应:红=左键,绿=右键),共完成50个试次(约5分钟)。

验收核心指标

  • 前额叶(Fz、FCz):冲突试次(词义与颜色不一致)时,出现明显的N2波(200-300ms,冲突监测)和P3波(300-500ms,冲突解决),且冲突试次的P3波幅显著高于一致试次(差异≥20%);
  • 顶叶(Pz、CPz):P3波在顶区分布显著,且潜伏期正常(300-500ms);
  • 全脑同步性:注意力集中时,额顶网络(F3/F4与P3/P4)的β波(13-20Hz)相干性升高(≥0.3)。

四、语言加工脑区验证(测试颞叶/额下回,7分钟)

题目:听觉词语与非词语辨别

操作流程

  1. 受测者佩戴耳机,依次听到三类声音:①有意义词语(如“苹果”“桌子”);②无意义假词(如“咔哒”“噗噜”);③纯音(1000Hz);
  2. 听到词语时按左键,非词语(假词+纯音)按右键,共30个试次(约5分钟)。

验收核心指标

  • 左侧颞叶(T7、TP7):词语刺激诱发的N400波(400ms左右,语义加工)显著大于假词和纯音(波幅差异≥15μV);
  • 额下回(F7、FC5):词语识别时,左侧额颞区的γ波(30-40Hz)功率短暂升高(刺激后200-500ms);
  • 右侧对称性:右侧颞叶(T8、TP8)激活强度低于左侧(差异≥20%),符合语言加工左半球优势的特性。

五、设备极限性能测试(测试高通道同步性,5分钟)

题目:全脑范围视觉诱发电位(VEP)

操作流程

  1. 屏幕中央呈现闪烁棋盘格(频率8Hz),受测者注视中心点,持续2分钟;
  2. 更换闪烁频率为12Hz,再持续2分钟。

验收核心指标

  • 枕区(O1、O2、POz):诱发与闪烁频率同步的稳态视觉诱发电位(SSVEP),信号信噪比(SNR)≥10:1,且64通道中≥95%的通道能稳定捕捉(无掉点);
  • 前馈传导:视觉信号从枕区(O1/O2)向前额区(Fp1/Fp2)传导延迟正常(约20-50ms),体现全脑信号同步性;
  • 高频响应:12Hz闪烁时,γ波段(30-40Hz)谐波成分清晰,验证设备高频信号采集能力。

验收通过标准

  1. 所有核心指标均达标(如α波抑制、运动区侧化、N400效应等);
  2. 异常通道≤2个(可接受轻微噪声,不影响整体分析);
  3. 数据存储完整(无丢包、时间戳连续),导出格式兼容主流分析软件(如EEGLAB、MNE-Python)。

通过以上题目,可全面验证设备在基础信号、运动/认知/语言场景、多脑区覆盖的性能,确保满足科研或临床需求。


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