基于ARM的32導(dǎo)腦電信號精密同步采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、腦部疾病是導(dǎo)致人類死亡的主要疾病之一,它的臨床診斷一般都通過分析患者的腦電波來完成,可見腦電波分析是臨床腦部疾病診斷的一種重要手段。而獲取腦電信號的主要工具是腦電信號采集系統(tǒng),它的重要性也就因此顯得尤為突出。國內(nèi)腦電信號采集分析儀的研究方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距來明顯,研究和開發(fā)新型的腦電圖儀是當(dāng)務(wù)之急,可以解決國內(nèi)儀器大部分依賴進(jìn)口的不足,同時(shí)可降低購買進(jìn)口儀器的成本,能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 由于受到信號處理技術(shù)的限制,現(xiàn)

2、有數(shù)字化腦電圖儀對EEG的研究和分析還不夠深入,對于EEG中特征信息的提取還不能充分滿足臨床診斷的需要。通過本課題的研究,將進(jìn)一步改進(jìn)腦電信號采集系統(tǒng)的硬件電路,將現(xiàn)代信號處理技術(shù)的最新成果引入生物醫(yī)學(xué)儀器領(lǐng)域,將對腦電信號特征信息的提取和分析起到極大的推動(dòng)作用,為最終研制出高性能的腦電信號處理和分析儀器奠定基礎(chǔ)。
　　 本文在研究微弱信號放大檢測原理的基礎(chǔ)上,著重分析了在檢測腦電信號過程中存在的噪聲和各種干擾,對腦電信號采集系

3、統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)了前置差分放大電路、高通濾波電路、50Hz陷波電路、低通濾波電路以及電壓放大電路等模塊。采用電路軟件仿真和電路實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,同時(shí)精心挑選性能優(yōu)越的新型電子器件,使得各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
　　 由于數(shù)字化的腦電信號數(shù)據(jù)量大,為滿足實(shí)時(shí)顯示以及同步采集腦電信號的要求,設(shè)計(jì)出了基于USB通訊接口的多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),使腦電圖儀與微機(jī)之間進(jìn)行高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸成為可能。
　　 針對μV級腦電信號高

4、頻干擾和50Hz工頻干擾及對線性相位性的要求,應(yīng)用頻率采樣技術(shù)設(shè)計(jì)了FIR低通、高通濾波器；并克服了傳統(tǒng)FIR的50Hz陷波器濾波階數(shù)要求過高和對頻率不穩(wěn)定干擾信號缺乏魯棒性的弊端,采用了自適應(yīng)增長切換的Levkov濾波算法直接從實(shí)時(shí)記錄的EEG信號中消除50Hz工頻干擾,使得經(jīng)過數(shù)字濾波處理后的波形能準(zhǔn)確地作為其它生理信號特征點(diǎn)識別的標(biāo)志,并用此法與常用的濾波方法進(jìn)行比較。結(jié)果表明此方法算法簡單,處理速度快,對強(qiáng)、弱噪聲濾波效果都較好

5、。Matlab仿真后的波形圖和功率譜圖表明,該技術(shù)能很好地抑制高頻干擾和50Hz工頻干擾信號。用VC++編寫腦電波分析軟件,其基本功能主要包括:添加新病歷、保存病歷的功能；腦電波數(shù)據(jù)的采集、處理實(shí)時(shí)顯示功能；病歷庫管理操作功能；腦電的回放功能等。
　　 該新型腦電信號采集系統(tǒng)能夠充分利用其合理的軟硬件設(shè)計(jì)完成效果較好的腦電信號采集,可有效改善各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),進(jìn)而提高腦部疾病的診斷效率,μV級腦電信號采集技術(shù)的研究和應(yīng)用對提高自主創(chuàng)