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64导联脑电采集系统数据通路设计与实现

发布时间:2018-05-26 12:52

  本文选题:脑电采集系统 + 数据传输系统 ; 参考:《电子科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:脑电信号是大脑中的神经元细胞电生理活动的直接体现,其在临床和科研中都有得到广泛应用,脑电采集系统作为脑电信号的采集设备也得到了很高的关注。为了满足脑电采集系统在科研中的要求,本文设计了一款64导联,高性能的脑电采集系统的数据传输子系统。该脑电采集系统由模拟部分和数据传输子系统组成,模拟部分并行完成所有导联脑电信号的提取、放大、硬件滤波和采样等工作,数据传输子系统将模拟部分采集到的脑电数据进行通道校验、滤波和打包上传等处理。由于该脑电采集系统的导联数比较多,采样率高,脑电数据位宽,所以在模拟采集部分与数据传输子系统之间添加了先进先出(FIFO)的缓存来实现高速的数据处理和传输。数据传输子系统也是该脑电采集系统的主控系统,由作为主控制器的TI公司的高性能数字信号处理器TMS320C6748和作为USB协处理器的Cypress公司的CY7C68013组成。主控制器分别从8块模拟子板的FIFO芯片中读取脑电数据进行校验,100Hz陷波之后通过DMA通道传输到USB协处理器中,由USB协处理器将脑电数据通过USB电缆传输到PC人机交互软件中,同时该主控制器还完成对整个系统的控制。PC人机交互软件将从USB接口采集上传的脑电数据,并对该数据进行通道识别,波形显示,存储等。为了验证该数据传输子系统的性能,该论文设计了数据传输校验实验,数字陷波实验,实验证明该数据传输系统能够正确,有序,高效的完成该脑电采集系统的数据传输任务。为了验证整个脑电采集系统可以进行科研实验,该论文设计了自发脑电实验和诱发脑电实验,诱发脑电实验为有oddball实验范式实验,稳态视觉诱发电位(SSVEP)实验,MOVEP视觉诱发运动起始电位实验,通过实验验证了整个脑电采集系统能够满足科研的需求。
[Abstract]:EEG signal is the direct embodiment of the electrophysiological activities of neuron cells in the brain. It has been widely used in clinical and scientific research. The EEG acquisition system as the EEG acquisition equipment has also been highly concerned. In order to meet the requirements of EEG acquisition system in scientific research, this paper designed a 64-lead, high-performance EEG acquisition system data transmission subsystem. The EEG acquisition system consists of analog part and data transmission subsystem. The analog part accomplishes the extraction, amplification, hardware filtering and sampling of all the lead EEG signals in parallel. The data transmission subsystem processes the EEG data collected by the analog part for channel verification, filtering and packing and uploading. Because the EEG acquisition system has many leads, high sampling rate and wide EEG data bit, the first in first out FIFO buffer is added between the analog acquisition part and the data transmission subsystem to achieve high-speed data processing and transmission. The data transmission subsystem is also the main control system of the EEG acquisition system, which is composed of the high performance digital signal processor (TMS320C6748) of TI Company as the main controller and the CY7C68013 of Cypress Company as the coprocessor of USB. The main controller reads EEG data from 8 analog sub-board FIFO chips to verify 100Hz notch waves, then transmits them to USB coprocessor via DMA channel. The USB coprocessor transmits EEG data through USB cable to PC human-computer interactive software. At the same time, the main controller also completes the control of the whole system. PC human-computer interaction software will collect and upload EEG data from the USB interface, and carry out channel identification, waveform display, storage and so on. In order to verify the performance of the data transmission subsystem, the data transmission verification experiment and the digital notch experiment are designed in this paper. The experiment proves that the data transmission system can complete the data transmission task of the EEG acquisition system correctly, orderly and efficiently. In order to verify that the whole EEG acquisition system can carry out scientific research experiments, this paper designs the spontaneous EEG experiment and the evoked EEG experiment. The induced EEG experiment is a oddball experimental paradigm experiment. The steady state visual evoked potential (SSVEP) experiment and MOVEP visual evoked motor initiation potential (MOVEP) experiment have proved that the whole EEG acquisition system can meet the needs of scientific research.
【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】:R741.044;TP274.2

【参考文献】

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本文编号:1937292

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