基于FPGA的復合自適應(yīng)濾波器.pdf

1、體感誘發(fā)電位(Somatosensory Evoked Potential；SEP)是神經(jīng)受到外界刺激時所記錄到的電生理反應(yīng)，可以反映脊髓和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的完整性，被應(yīng)用于術(shù)中脊髓監(jiān)護。臨床使用中，SEP的檢測受很多噪聲源的影響，使SEP的信噪比非常低。如何有效地從強噪聲背景中提取SEP成為信號處理技術(shù)的重要問題之一。 目前市場上現(xiàn)有的監(jiān)護設(shè)備均是基于平均疊加技術(shù)來拾取誘發(fā)電位，主要不足在于耗時長、缺乏動態(tài)變異信息。誘發(fā)電位檢

2、測時間的延誤可能耽擱對脊髓損傷的診斷，會錯過對患者進行補救的時機而出現(xiàn)不可逆的神經(jīng)功能損害。本研究將新的電子芯片技術(shù)與現(xiàn)代信號處理技術(shù)相結(jié)合，從過去單一的軟件算法研究，轉(zhuǎn)向軟件與硬件結(jié)合，從而加快信號處理的速度，實現(xiàn)術(shù)中SEP的實時監(jiān)護奠定一定的基礎(chǔ)。 研究中，軟件算法采用自適應(yīng)濾波器技術(shù)與徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的方法，將SEP信號經(jīng)自適應(yīng)噪聲消除器初步提高信噪比，然后以徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遞推出參考信號進行自適應(yīng)信號增強。

3、設(shè)計中引入徑向基函數(shù)替代常規(guī)使用的疊加平均信號，作為自適應(yīng)信號增強器的參考信道的信號。這既解決了在自適應(yīng)濾波器中，疊加平均技術(shù)造成的費時和掩蓋信號的變異性，又迎合了SEP的非線性特征。 研究中，采用可編程邏輯器件(FPGA)作為新的SEP快速提取算法的硬件載體，加快信號處理的速度。為了將SEP快速提取算法轉(zhuǎn)換為常用的適合于FPGA芯片的定點數(shù)算法，研究中詳細分析了定點數(shù)的量化效應(yīng)對自適應(yīng)噪聲消除器、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)信號