便携式多模生理信号采集系统设计与制作

发布时间：2020-03-22 13:48

【摘要】：多模态生理信号的研究在生物医学工程领域内是一个重要的内容,其应用背景集中在生命科学教育和研究、临床诊断和监护应用等相关领域。便携式多模态生理信号采集系统的研发和使用也成为了当今生命科学研究的热点之一。本文研究了:各类电信号的产生机理以及它们的采集方法、系统的硬件电路设计、软件程序设计、信号处理的方法、系统配套上位机的设计、系统对睡眠分期的评估。该系统具有高可靠、长续航、体积小、高性能的特性,适合使用在各种实验或监护场合。本文的便携式多模态生理信号采集系统的具体实现方法为:(1)通过电极传感器分别提取脑电(EEG)、眼电(EOG)、肌电(EMG)、心电(ECG)、呼吸波(RESP)信号传入采集系统的设备上,通过前置放大采集电路对输入的电信号进行处理和A/D转换,然后通过微控制器系统将数据进行读取编码、本地存储和实时无线传输,传输的数据可在Android APP上位机上显示并进行简单的滤波和分析,离线的本地数据可通过TF卡存储,在Matlab上位机进行显示、滤波和分析;(2)软件方面分别实现了嵌入式、Android和Matlab上位机的程序设计,嵌入式平台的程序完成采集信号、存储数据等操作,在Android平台上利用无线BLE技术进行数据接收,并利用JNI技术实现了数字FIR、IIR滤波器,并利用Matlab的GUI设计出了集数据处理和分析的PC端软件;(3)根据小型化设计、低功耗设计和可靠性设计的技术,实现了采集系统的设备的高可靠、便携化、长续航等特性。经过真实实验的验证,本系统能够很好的完成睡眠分期、SSVEP等实验,信号质量良好,各项性能指标优异。由于其具有小型便携、超长续航、安全可靠等特点,是一款能够应对各种不同实验和监护场合的电生理信号采集系统。
【图文】：

国际,电极,眼睛,眼球

国际 EEG 学会标准的 10-20 电极安学基础和检测方案设计是具有电势的，因为眼球是一个双膜呈负电位，两者之间具有电位差动的时候，，该电场的空间相位发，当眼睛注视正前方不动的时候，在水平方向上运动时，眼睛左侧，当眼睛在垂直方向上运动时，眼此，为了表示眼球转动的情况我眼球周围皮层电位的变化。眼电图（周围的电位变化。另一种眼电成分产生的肌电信号，眨眼和眼动所产便携式多模生理信号采集设备可以

电极,不适感,参考电极,乳突

图 2-2 眼电 5 电极接法电采集的电极采用《美国睡眠医学学会睡眠分期）中的 3 电极安放方法，如图 2-3 中所示 E1 放置置在右眼外眦下 1 厘米处，参考电极放置在左乳突也可以轻易检测出水平眼电和垂直眼电，这种精简极接法所检测出来的眼电信号较弱，但是能够满足实验中，使用 3 电极安放方法可以轻易的检测出快的减少被试因电极贴在眼睛附近所造成的不适感。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH772

【参考文献】