精密誘發(fā)電位儀高速數據采集技術及信號提取算法研究.pdf

1、誘發(fā)電位信號是通過對人體進行視覺、聽覺、體感刺激等，在相應體表部位記錄誘發(fā)的神經電活動。其幅值很低，僅有0.1-100 uV，極容易埋沒在波幅達50uV以上的自發(fā)腦電活動或各種干擾偽跡中。誘發(fā)電位儀廣泛用于神經挫傷診斷治療、腦干性病變的鑒別診斷、腦干手術后安全監(jiān)護等臨床醫(yī)學檢測治療和腦與認知科學的研究。
　　本文所設計的精密誘發(fā)電位儀系統(tǒng)采用微伏級信號檢測技術和多導聯實時高速數據同步采集技術，將放大后的多通道誘發(fā)電位信號進行高速采

2、集，并通過A/D模塊進行模-數轉換，將得到的16bit數字信號送入FPGA主控制器進行前端處理，再通過ARM控制器的USB高速通道發(fā)送至上位機進行相關算法處理。
　　數據前端處理模塊主要由控制器FPGA完成。此模塊根據流水線設計思想將系統(tǒng)進行自頂向下的模塊化設計，利于系統(tǒng)的集成和維護。在數據的緩存模塊中，使用兩個DCFIFO對并行數據流乒乓操作，大幅提高數據的吞吐量。主控制器FPGA與ARM的異步時鐘域通信中，運用同步檢測、異步F

3、IFO緩存、半步錯位同步法等三種方法相結合，抑制了主控系統(tǒng)在同步高速時鐘控制下的異步時鐘域通信的亞穩(wěn)態(tài)問題。
　　數據前端處理系統(tǒng)所采集到的誘發(fā)電位信號只是經過簡單的模擬濾波，其中包含各種干擾信號，如自發(fā)腦電(EEG)、心電干擾、工頻干擾等，需要采用數字信號處理技術對其特征信號進行提取。本文通過對疊加平均降噪算法和自適應干擾對消技術(3A技術)分析，提出基于反正切矯正IIR濾波的自適應干擾對消算法對視覺、聽覺誘發(fā)電位信號進行特征信