光电同步脑活动检测仪—EEG部分设计与制作

发布时间：2020-05-18 07:28

【摘要】：脑功能的研究、脑疾病的诊断越来越离不开诸如脑磁、脑电、fMRI、PET、fNIRS等高端设备,相比于这些设备,光电同步脑活动检测仪是同时结合脑电技术和脑功能近红外光谱成像技术的应用于脑科学研究的新型仪器,具有脑电技术的高时间分辨率以及功能近红外光谱成像技术(fNIRS)的理想的空间分辨能力的特点。本文研究的重点主要放在仪器中高性能脑电放大器的研发。目前,市场上主流的脑电放大器,系统噪声为2μ Vpp,带宽一般为0.5Hz～100Hz,共模抑制比在110dB左右。随着脑电技术的发展,很多研究成果表明,脑电信号在接近直流的低频段和较高的100～1000Hz频段包含着与脑疾病相关的有用信息。同时,研究者对脑电信号细微的变化也愈加关注,这就要求脑电放大器具有更高的性能。本文所设计光电同步脑活动检测仪中的脑电放大器具有噪声小于1μ Vpp,带宽为DC～1000Hz,共模抑制比为120dB等较高的性能,将有助于科研人员对脑功能、脑疾病的深入研究。本文中脑电放大器的硬件部分采用4片8通道的脑电采集板卡并联设计,8通道的脑电采集板卡分为模拟部分和数字部分。模拟部分的功能是实现对脑电信号的预处理以及头皮阻抗检测,数字部分对数字化的脑电信号进一步的处理后发送给光电同步脑活动检测仪的主控板卡。其中,模拟部分和数字部分进行了隔离处理。为了验证所设计仪器的各方面性能,本文按照国标GB9706和脑电图仪检定标准JJG1043-2008对脑电放大器进行了电气安全测试和性能参数测试,并获得相关测试证书。同时,利用该放大器开展了自发脑电实验、ERP实验以及光电同步采集实验。自发脑电实验中,对被试睁闭眼脑电信号分析,可以看到较为明显的α波成分;在ERP实验中,对被试受到视觉刺激后产生的脑电信号进行分析,可以看到明显的诱发电位;在光电同步采集实验中,被试在受到视觉刺激后,视觉区的诱发脑电相关成分的出现以及视觉区血氧水平明显上升,具有一致性。以上结果表明本文设计的高性能脑电放大器可以安全有效的应用于脑科学研究及脑疾病诊断。
【图文】：

额点与前额点之间的距离为鼻根上到前额点距离的两倍即２０％，额点与中央点、逡逑中央店与以及顶点与枕点之间的距离均为鼻根上到前额点距离的两倍［３２］。这也就逡逑是称为１０－２０系统电极法的原因，，具体的安放位置如图２－１所示。逡逑７逡逑

ａ逡逑枕外４凸尖逡逑图２－１邋１０－２０系统电极安放图解逡逑脑电放大器的导联除了安放以外又分为单极导联法和双极导联法：逡逑单极导联法是只采用一个参考电极，将参考电极置于耳垂，其他活动电极置于逡逑头皮上。这样所记录的脑电信号均为活动电极处的电位与参考电极出的电位差，逡逑所有的信号均采用相同的参考信号，记录为活动电极相对于参考电极电位变化的逡逑绝对值，信号幅度较高且稳定，有利于信号的处理和比较。异常的脑电波只舍出现逡逑在病症部位的活动电极所记录的脑电信号，不会对其他活动电极的信号产生影响，逡逑有利于病灶的定位。该导联法也存在相应的缺点，比如参考电极处容易混入噪声和逡逑其它生物电的干扰，该噪声将会使参考电极不能保持稳定的电位，进而对所有活逡逑动电极的信号都造成影响。逡逑双极导联法与单极性导联最大的差别就是不使用固定的参考电极
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH77

【参考文献】

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本文编号：2669379