多导多模式经颅电刺激设备的研制
发布时间：2020-11-04 23:18
随着现代社会生活节奏加快,越来越多的人患上了精神方面的疾病。在医学上,常采用电刺激的方法来治疗抑郁、失眠等精神疾病。传统的经颅电刺激治疗设备一旦幅值、频率等参数设置完成后,电刺激输出波形将保持不变。考虑到人体具有较强的适应性,如果采取长时间不变的电刺激,人体会逐渐适应这种固定的刺激,从而降低治疗效果。为此,本文利用函数信号以及脑电信号,研制了一种多导多模式经颅电刺激设备。本文设计的多导多模式经颅电刺激设备可以输出四路函数刺激信号,每一路刺激信号可以单独调节;也可以采集存储两路脑电信号,并将脑电信号转化为两路脑电刺激信号,刺激头部。该设备由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括脑电信号调理电路、电刺激调理电路、STM32F407系统电路、FPGA控制电路以及脑电信号模数转换ADS1298电路;软件部分主要包括STM32F407程序、FPGA逻辑程序、GUI软件应用程序。GUI应用软件基于windows操作系统,在软件界面上的输入控件选择刺激方式以及参数,通过串口将指令发送给STM32F407模块。STM32F407模块将接收到的指令进行解析后通过FSMC总线发送给FPGA模块。如果选择函数刺激模式,则FPGA模块将参数发送给电刺激调理电路输出函数刺激信号;如果选择脑电刺激模式,则FPGA模块控制ADS1298电路采集脑电信号存储在SDRAM芯片中,在采集的时间到达后,读取出SDRAM芯片中存储的脑电信号,进行放大滤波输出脑电刺激信号。实验表明,该设备可实现参数、模式可调的电刺激信号输出,设备性能达到设计要求。本文首先阐述了经颅电刺激设备的意义和国内外发展现状,研究了经颅电刺激设备相关理论技术,然后提出了多导多模式经颅电刺激设备的整体设计方案。给出了详细的硬件设计、软件设计,最后测试,验证了系统功能。
【学位单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH77
【部分图文】：
西安工程大学硕士学位论文边缘系统及网状结构系统。电刺激技术的治疗原理能够调节个体情绪与认知的各种神经介质，提高善异常的脑电波。增强了脑电 波功率，降低了态；3、迅速降低应激激素的分泌；4、改善生理信状态。究表明，CES 能够有效地提高大脑血清素、去甲肾静作用的内啡肽的分泌量，并减少了皮质醇水平含所示。
图 2-3 iCore3 双核心工控板原理框图M32 介绍32 是基于 ARM 内核 Cortex 的 32 位微控制器系列。Cortex 内核具有较较快的处理速度，使基于该内核设计的 STM32 系列微控制器性价比大领域更加广泛。STM32 系列微控制器种类多样，为用户提供了丰富的选re3 双核心工控板上的 ARM 核心为 STM32F407IGT6，Cortex-M4 内核、z、不但具有 FPU 浮点单元、DSP 指令集等高性能特性，而且具有多外设 I/O 特性。iCore3 用于产品核心时，ARM 核心作为 CPU 角色，负责功处理及接口等功能。在 STM32 软件程序设计中使用的开发环境为 Keil，它是目前 ARM 内的主流工具。Keil 界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也能。GA 介绍A 器件是由许多逻辑功能块排列组成的门阵列。通用的 FPGA 内部通常
图 2-4 ARM 和 FPGA 双核心连接示意图 iCore3 双核心工控板上 FPGA 核心采用 EP4CE10F17代产品，在 FPGA 编程中使用的开发环境为 Quartus II。合性 PLD/FPGA 开发软件，支持原理图、VHDL、Veril，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到程[41]。心工控板中的 STM32 和 FPGA 通过 FSMC 总线进行通TM32，右边为 FPGA，中间为连接方式。其中 ARM 可把 FPGA 作为外部存储器进而实现双核心的通信。案设计义及系统参数求，现定义多导多模式经颅电刺激设备的功能如下：号采集：系统要求对 2 路脑电信号的采集。实现对两路脑电信号转化为数字信号，并且存储起来，由于脑电信号
【参考文献】
本文编号：2870754
【学位单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH77
【部分图文】：
西安工程大学硕士学位论文边缘系统及网状结构系统。电刺激技术的治疗原理能够调节个体情绪与认知的各种神经介质，提高善异常的脑电波。增强了脑电 波功率，降低了态；3、迅速降低应激激素的分泌；4、改善生理信状态。究表明，CES 能够有效地提高大脑血清素、去甲肾静作用的内啡肽的分泌量，并减少了皮质醇水平含所示。
图 2-3 iCore3 双核心工控板原理框图M32 介绍32 是基于 ARM 内核 Cortex 的 32 位微控制器系列。Cortex 内核具有较较快的处理速度，使基于该内核设计的 STM32 系列微控制器性价比大领域更加广泛。STM32 系列微控制器种类多样，为用户提供了丰富的选re3 双核心工控板上的 ARM 核心为 STM32F407IGT6，Cortex-M4 内核、z、不但具有 FPU 浮点单元、DSP 指令集等高性能特性，而且具有多外设 I/O 特性。iCore3 用于产品核心时，ARM 核心作为 CPU 角色，负责功处理及接口等功能。在 STM32 软件程序设计中使用的开发环境为 Keil，它是目前 ARM 内的主流工具。Keil 界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也能。GA 介绍A 器件是由许多逻辑功能块排列组成的门阵列。通用的 FPGA 内部通常
图 2-4 ARM 和 FPGA 双核心连接示意图 iCore3 双核心工控板上 FPGA 核心采用 EP4CE10F17代产品，在 FPGA 编程中使用的开发环境为 Quartus II。合性 PLD/FPGA 开发软件，支持原理图、VHDL、Veril，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到程[41]。心工控板中的 STM32 和 FPGA 通过 FSMC 总线进行通TM32，右边为 FPGA，中间为连接方式。其中 ARM 可把 FPGA 作为外部存储器进而实现双核心的通信。案设计义及系统参数求，现定义多导多模式经颅电刺激设备的功能如下：号采集：系统要求对 2 路脑电信号的采集。实现对两路脑电信号转化为数字信号，并且存储起来，由于脑电信号
【参考文献】
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本文编号：2870754
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