高性能数字化脑电诊断和监护机的研制

作     者：孙友明 

作者单位：广西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄秉錬

授予年度：2006年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

主      题：脑电图 前置放大器 数字化 共模抑制比 抗干扰 数据采集 USB 

摘      要：脑电图作为一种安全、无创伤的医学检测方法在许多脑神经和组织的疾病如癫痫、脑炎、意识障碍等的诊断中有十分重要的应用价值。有关对人脑电信号的检测、分析和处理技术研究一直是生理学、信息科学和非线性科学等领域的前沿研究课题之一。 早期的脑电记录仪的信号放大、滤波、分析和处理是以模拟信号处理理论为基础。近年来,随着计算机软、硬件技术、数字信号处理技术和彩色成像技术的快速发展,脑电图机正向自动化、快速化、图示化、智能化、多功能化、便携化的方向发展。 本项目将采用当代先进的数字信号处理技术、大规模电路设计技术、计算机技术、可视化图形技术和非线性动力学理论来研制一个界面美观、操作方便、稳定可靠、诊断快速的高性能、高精度、多功能的数字化脑电诊断和监护机。研究内容包括系统的硬件电路设计和系统的软件开发两大部分,本文着重研究系统的硬件电路设计。 由于脑电信号是极其微弱的电信号,因此如何设计低噪声、高共模抑制比、高灵敏度、高保真、抗干扰能力强的放大电路成为本项目要解决的最重要的关键问题之一。本文在研究微弱信号放大检测原理的基础上,着重分析了在检测脑电信号过程中存在的噪声和各种干扰,并提出了相应的措施。采用电路软件仿真和电路实验相结合的研究方法,设计了一种具有新型电路结构的前置放大器,同时精心挑选性能优越的新型电子器件,从而使得各项设计指标得以实现。 由于数字化的脑电信号数据量大,为满足实时显示以及同步采集脑电信号的要求,设计出了基于双端口和USB通讯接口的多通道同步数据采集系统,使脑电图仪与微机之间进行高速、可靠的数据传输成为可能。