基于USB接口的誘發(fā)電位數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、視覺誘發(fā)電位(Visual Evoked Potentials，VEP）又稱為特異皮層視覺誘發(fā)電位，是視覺感受器接受刺激后由中樞神經(jīng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的生物電活動，發(fā)生在特定的時間及特定的部位。VEP是一種非平穩(wěn)的隨機信號，相對于背景噪聲而言，幅值較低，并且和背景噪聲重疊，使得真實的誘發(fā)電位較難提取。VEP作為臨床上的對眼科疾病診斷的重要參數(shù)，可反映出受檢者視覺通路的完整性，目前已經(jīng)得到了較為廣泛的研究。通過VEP的數(shù)據(jù)提取，分析VEP的波形信

2、號，能夠診斷和鑒別眼科疾病，及早的發(fā)現(xiàn)問題也有利于提高治療的效果。鑒于VEP在實際應(yīng)用中的種種需要，針對VEP測量和分析系統(tǒng)的研究和開發(fā)就具有非常積極的意義。
　　 通用串行總線USB作為一種新型總線，目前是數(shù)據(jù)采集卡中采用最為廣泛的傳輸接口。作為日益流行的一種總線形式，USB具有速度快，容易擴展、連接靈活等特點，逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢。本課題正是采用USB2.0的數(shù)據(jù)傳輸，介紹了USB2.0系統(tǒng)及其協(xié)議，設(shè)計了一個

3、可用于同步采集視覺誘發(fā)電位的系統(tǒng)，涉及到硬件、固件、軟件三個方面的內(nèi)容。硬件電路包括前端調(diào)理電路、高速A/D轉(zhuǎn)換電路、CPLD數(shù)控時鐘發(fā)生電路、高速FIFO緩存電路以及USB接口電路等。固件程序采用C語言開發(fā)，是完成USB通信協(xié)議和USB設(shè)備配置的關(guān)鍵部分。應(yīng)用軟件采用VC++來進行開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)采集設(shè)備與主機間的數(shù)據(jù)收發(fā)。
　　 當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的VEP提取方法是累加平均法，這種方法是多次刺激獲得誘發(fā)電位，將每次的數(shù)據(jù)進行累加

4、計算去除噪聲干擾，然后再通過平均得到原誘發(fā)VEP信號。針對這種方法，本課題設(shè)計了一個數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信號刺激和采集的同步觸發(fā)，保證了誘發(fā)信號的同步性，同時還采用了高速采集AD轉(zhuǎn)換器與FIFO緩沖器暫存數(shù)據(jù)，確保了采集的速度與數(shù)據(jù)的正確性。本課題重點研究了數(shù)據(jù)的采集和傳輸部分，實現(xiàn)了USB2.0協(xié)議下的USB接口數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換精度為12bit，具有可調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)采樣率且最高可達20MHz。USB接口傳輸能夠正確