虚拟脑电检测设备示教系统关键技术研究

发布时间：2020-04-18 16:04

【摘要】：脑电图(Electroencephalogram,EEG)检测设备被广泛用于临床诊断、科学研究以及教学环节中。因此针对不同的从业人员,需要对脑电检测设备的使用方法、EEG信号的分析、设备的故障判断等进行系统的学习和培训。但由于设备的造价高,更新快,在目前的教学和培训环节中,不易做到一人一机,致使示教学习效率下降。这一现状已不适合当前医疗、科技及教学高效发展的需求,亟待改进。虚拟仪器具有设计灵活、造价低、更新快、便于移植等优点,为医疗仪器的示教、学习及研究提供了一种新模式。根据文献分析,目前尚未有功能完善的针对EEG信号检测的虚拟信号检测及模拟示教系统。本研究根据当前对EEG检测设备示教及学习的需求,提出了采用虚拟仪器技术实现EEG检测设备的模拟示教系统设计思路。以LabVIEW图形化语言的设计方法为工具,以能逼真反映传统EEG检测仪的功能为思路,构建了具有EEG信号检测、EEG数据管理、信号处理并兼具模拟示教训练功能的虚拟软件系统。主要研究内容如下: (1)建立了EEG信号获取及数据信息管理模块。我们研究了基于DAQ卡的信号获取方式,并编写了数据采集程序,在EEG前级检测电路的支持下,可以采集到EEG实时数据;同时设计了基于数据文件读取的信号获取方式,可以不依赖于硬件设备,实现对EEG信号的显示功能。为了有效对不同分类的EEG信号数据进行有效管理,我们以关系型数据库为模型,利用LabSQL和ACCESS相结合的方法建立了EEG数据信息管理系统,可为实现EEG的模拟示教训练奠定基础。 (2)建立了EEG信号处理分析模块。针对EEG信号微弱、频域特征比较突出的特点,根据EEG信号处理常用的方法,我们基于LabVIEW提供的数字信号处理包,针对性地设计了信号滤波、功率谱分析的信号处理单元。 (3)建立了EEG检测模拟示教训练模块。以符合认知规律的设计理念为引导,针对不同的应用需求,分别设计了EEG信号检测演示、正常及脑病患者EEG信号特征演示和设备故障状态的EEG信号演示等示教内容。结合多媒体技术及LabVIEW强大的界面功能实现了逼真的EEG检测模拟示教模块。经初步实践证实,本研究最终实现的EEG虚拟检测模拟示教系统能在医、教、研领域的不同应用中充分发挥其优势,可以节省教学成本,并能使示教和学习过程形象化、系统化,有助于提高教学、实践的效率,并可为医学仪器的示范教学提供了一种新思路。
【图文】：

框图,数据采集系统,框图,脑电信号

第四军医大学硕士学位论文数据获取方式以及基于文件读取的数据获取方式。可根据需要选择基置级硬件电路的脑电信号采集或基于对存入计算机的脑电数据波形读方式，获取需要的脑电信号为系统的后级处理应用奠定基础。.1 基于 DAQ 的信号获取方式研究中我们选择了 NI 公司的 PCI-6024E 作为采集设备，可以很方便该公司的虚拟仪器编程软件配套使用，由于可以直接使用 NI 公司提供备驱动程序，所以用户可以省去驱动程序的开发，提高软件的编程效软件系统的稳定性和可操作性[24,25]。

差分输入,连接形式

脑电采集系统的输出引线可以直接连接在 PCI-6024E 中器的两端实现差分方式的输入，这样信号自身的共模噪抑制。集的初始化设置配置司提供的 MAX 软件用于对采集卡的配置和管理，使用采集模式（在本研究中我们选择差分模式的输入方式）、等进行配置。配置之后，，在使用软件编程时，就可以直拟通道的名称，方便地控制这些通道完成采集。如图 2的设置环境[26]。图 2-2 差分输入的连接形式
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R741.044-4

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