16通道腦電信號采集及無線通信系統(tǒng)研究.pdf

1、腦電信號(EEG)是人體中最重要的生物電信號之一，對于腦電信號的監(jiān)測、分析已在臨床醫(yī)學的疾病診斷方面得到廣泛應用。16通道腦電信號采集系統(tǒng)主要用于腦疾病病灶的定位，由于腦電信號測量的強干擾背景，目前大多數(shù)醫(yī)院仍需使用專用的腦電屏蔽室進行檢測；另外，國內(nèi)的腦電產(chǎn)品至今仍不能進行無線、實時的通信，限制了儀器的使用場所及應用范圍。因此，研究一種能在強干擾環(huán)境下采集16通道腦電信號并實現(xiàn)腦電數(shù)據(jù)無線實時傳輸?shù)南到y(tǒng)是必要的。 本論文首先分

2、析了16通道腦電信號采集及無線通信系統(tǒng)的基本原理，在此基礎上提出了系統(tǒng)的總體設計方案，該方案將系統(tǒng)劃分為16通道腦電數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、16通道腦電數(shù)字信號處理子系統(tǒng)以及腦電數(shù)據(jù)無線收發(fā)器三個主要部分。對三個部分的構成論文分別予以闡述，并給出了具體的設計方法。 文中設計了兩種方案的16通道腦電數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，其一是“基于DSP內(nèi)部ADC采樣的16通道腦電數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)”,其二是“基于高分辨率ADC采樣的16通道腦電數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)”

3、,前者電路結(jié)構復雜，調(diào)試困難；后者電路結(jié)構簡單且調(diào)試容易,但采樣頻率較低?？紤]到成本問題，最終采用前者作為其采集子系統(tǒng)，并通過實驗結(jié)果分析了該子系統(tǒng)抑制干擾的效果及腦電波的失真程度，而對后者文中也給出了設計電路并進行了模擬電路的調(diào)試；對于16通道腦電數(shù)字信號處理子系統(tǒng)，文中提出以TMS320LF2407DSP作為系統(tǒng)的中央控制及處理單元，設計了消除腦電偽跡的算法并利用MATLAB設計了兩種不同階次的IIR數(shù)字濾波器并在DSP中實現(xiàn)，本子

4、系統(tǒng)對16通道腦電數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的含干擾的腦電波作了數(shù)字濾波處理，測試時取得了良好的效果，該子系統(tǒng)還可用于其它生物電信號的數(shù)字信號處理并給出了對心電信號進行數(shù)字處理的實驗結(jié)果；針對腦電數(shù)據(jù)無線收發(fā)部分，論文采用無線收發(fā)模塊PTR4000來構成無線發(fā)射和無線接收電路的核心單元，分析并初步調(diào)試了由這種無線模塊構成的無線收發(fā)電路。 本文完成了一個兩通道腦電信號采集及無線通信系統(tǒng)的實驗樣機。實驗證明，該樣機具有產(chǎn)品開發(fā)的實用價值。