基于EOG的ERG信号采集与处理系统研究与实现

发布时间：2017-07-16 15:17

  本文关键词：基于EOG的ERG信号采集与处理系统研究与实现

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【摘要】：视觉系统作为人类最重要的感知系统之一,视觉系统疾病严重威胁我们的正常生活。视觉系统的很多病变是渐进的,早期发现和治疗是临床眼科学、预防医学、流行病学的重要课题。相比于传统的心理物理检查,视觉电生理检查从电生理的角度,能够实现对视觉通路的全面诊断,为视觉早期病变的检测提供了一种更适合的手段。传统视觉电生理包括三个方面：视网膜电图(Electroretinography, ERG)、视诱发电位(Visual Evoked Potential, VEP)、眼电图(Electrooculography, EOG)。视觉电生理已有国际电生理临床检查标准,相对而言,ERG检查有着更为广泛的应用。过去受采集测量设备精度的限制,通过皮肤电极采集到的ERG信号的信噪比较低,不能达到临床应用的标准。因此,传统的ERG测量采用角膜接触镜电极来提取视网膜电信号。但是,角膜接触镜电极的使用有很多弊端,譬如,有角膜等疾病的患者不适合佩戴,同时对于儿童等患者不容易配合检查。随着模数转换器(Analog to Digital Converter, ADC)精度的不断提升,使得对于微弱生理信号的采集能够获得较高的信噪比。这使得通过皮肤电极实现对ERG信号的采集成为可能。本文主要针对以下几个方面的内容进行研究探索：首先,阐述了课题的背景以及视网膜电生理研究的意义。然后介绍了视觉电生理的基本理论,着重对EOG与ERG信号的产生机理,信号的基本特征以及信号的检测方法进行了介绍。其次,介绍了ERG信号采集系统,设计硬件采集电路,实现对ERG模拟信号的采集,应用24位高精度的ADC对模拟信号进行A/D转换。通过使用高分辨率的ADC可以有效降低模拟前端放大倍数,减少模拟器件的噪声引入,从而能够获得更高的信噪比,使采集到的ERG信号能够满足临床应用要求。最后,对信号进行暗适应条件下的多样本采集,并对A/D转换得到的数据进行数字信号处理。此外,通过皮肤电极采集ERG时,由于电极需要放置于眼部周围,因此采集过程中如果发生眼动或眨眼行为,EOG也将被同步采集,所以在采集过程中应尽量保持眼球静止。最终,从采集的信号中提取出ERG信号与标准ERG信号进行比对,确定其相关性。
【关键词】：视网膜电图 眼电图 微弱信号检测 皮肤电极
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R770.4
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 视网膜电生理研究意义11-12
• 1.3 视网膜电生理研究现状12-13
• 1.4 本文研究内容13-15
• 第2章 视觉电生理基本理论15-28
• 2.1 视觉系统构成15-17
• 2.2 视网膜电生理基础17-21
• 2.2.1 视网膜电信号特征17-19
• 2.2.2 视网膜电信号检测方法19-21
• 2.3 眼电生理基础21-25
• 2.3.1 眼电信号特征21-22
• 2.3.2 眼电信号检测方法22-25
• 2.4 视诱发电位介绍25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第3章 视网膜电信号采集系统设28-59
• 3.1 视网膜刺激器设计28-29
• 3.2 视网膜电信号模拟前端29-39
• 3.2.1 差分放大电路29-32
• 3.2.2 滤波电路设计32-35
• 3.2.3 后级放大电路35-36
• 3.2.4 工频陷波电路36-39
• 3.3 模数转换电路设计39-49
• 3.3.1 过采样基本理论39-42
• 3.3.2 ∑-△架构原理42-46
• 3.3.3 高精度ADC应用46-49
• 3.4 隔离电路设计49-51
• 3.5 数字逻辑控制51-58
• 3.5.1 控制器MSP430F149特性51-53
• 3.5.2 串行SPI接口应用53-55
• 3.5.3 数据存储设计55-57
• 3.5.4 控制程序设计57-58
• 3.6 本章小结58-59
• 第4章 视网膜电信号采集与处理59-68
• 4.1 视网膜电信号采集59-60
• 4.2 视网膜电信号处理60-65
• 4.2.1 信号频谱分析60-62
• 4.2.2 信号去基线62-64
• 4.2.3 信号滤波处理64-65
• 4.3 实验结果65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第5章 总结与展望68-70
• 5.1 成果总结68
• 5.2 未来展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李英;徐钊;;采用ADuM1201的CAN总线隔离方法[J];单片机与嵌入式系统应用;2006年04期

2 王芳成;梁华为;郜文;;嵌入式系统中FAT32文件系统的实现[J];电子测量技术;2009年09期

3 韩辉;丛培田;郭颖;;基于SD卡的多通道数据采集系统[J];工业仪表与自动化装置;2010年01期

4 穆达文;王涛;;视觉电生理检查鉴别伪盲的方法[J];中国法医学杂志;2013年S1期

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本文编号：549308