腦電信號采集與分析系統(tǒng)的設(shè)計與研究

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1、合肥工業(yè)大學碩士學位論文腦電信號采集與分析系統(tǒng)的設(shè)計與研究姓名：楊楊申請學位級別：碩士專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置指導教師：方敏20090401腦電信號采集與分析系統(tǒng)的設(shè)計與研究摘要腦電信號是一種典型的生物電信號，是腦神經(jīng)細胞傳導信息時在大腦皮層或頭皮表面電活動的總體反映。其中包含了大量的生理和病理信息，通過對腦電信號的研究，可以了解神經(jīng)細胞電活動與人的生理和心理狀態(tài)之間的關(guān)系，在臨床醫(yī)學和認知科學領(lǐng)域具有重要的科學意義。腦電信號十分微弱，背景噪聲強，是一種非平穩(wěn)性比較突出的隨機電生理信號，只有從大量的數(shù)據(jù)中得出的統(tǒng)計結(jié)果才具有診斷價值。傳統(tǒng)的腦電檢測儀器價格昂貴、儀器可擴展性差，不適用于

2、實驗教學。本文從實驗室教學要求出發(fā)，在深入研究腦電信號基本知識的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種功能可擴展的腦電信號采集和分析系統(tǒng)。以此系統(tǒng)為平臺，可進行腦電信號分析的實驗室教學與應(yīng)用。本文的主要內(nèi)容為：1．詳細研究了腦電信號的產(chǎn)生、分類、導聯(lián)、電極安放。2．進行腦電采集系統(tǒng)中放大電路的設(shè)計。根據(jù)腦電的特性設(shè)計了一個增益可調(diào)，濾波頻率可選的放大電路。電路中包括的濾波器有：EEG低通濾波器、EEG高通濾波器、帶阻濾波器。3．基于虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW和“NI．DAQmx．DataAcquisition"工具包設(shè)計了腦電信號的采集控制程序，對采集的腦電信號進行腦電圖的回放。4．介紹了小波變換的基本

3、理論，討論了小波分析在腦電信號處理中的優(yōu)勢。在LabVlBW平臺上設(shè)計了腦電信號分析軟件：用小波分析實現(xiàn)了對腦電信號的濾波處理和腦電節(jié)律的提取；實現(xiàn)了腦電功率譜分析；基于數(shù)據(jù)平面插值技術(shù)實現(xiàn)了繪制腦電地形圖的功能。關(guān)鍵詞：腦電信號LabVIEW數(shù)據(jù)采集小波變換腦電地形圖DesignandResearchofEEGSignalsAcquisitionandProcessingSystemAbstractElectroencephalogram(EEG)signalisatypicalsignalofbioelectricity．Whennervecellsofabraintransmiti

4、nformation，itisageneralreflectionofelectricalactivitiesinthecorticallayerandonthescalp，whichcontainsmuchphysiologicalandpathologicalinformation．Wecanlearntherelationshipbetweentheelectricalactivitiesofnervecellsandthephysiologicalandpathologicalstatesofpeople，andthisrelationshiphasgreatsignifican

5、ceintheprovinceoftheclinicalmedicineandthecognitivescience．EEGisSOweak．ThebackgroundnoiseofEEGisverystrongandthecharacteristicofnon—stationaryrandombioelectricityofEEGisoutstanding．ThevaluabledataofEEGonlycanbegotfromstatisticalresultfromlargenumbersofexperimentaldata．ThetraditionalEEGanalyzersar

6、eexpensive，andusuallyworkedinaccurate，whichisnotconvenienttouse．OnthefoundationofbasicEEGknowledge，thisdissertationoriginallyresearchedacquisitionandanalysisofEEG．Themainjobincluding：1．Studythegeneration，assortment，lead，placementofelectrodedetailedly．2．Anadj}ustableamplifierofgainandfrequencyinEE

7、GacquisitionsystemwasdesignedaccordingtothefeaturesofEEG．FilterscompriseEEGlowpassfilter，EEGHighpassfilter，EEGbandeliminationfilter．3．AnEEGacquisitionandcontrolprocedureswasdesignedbasedonLabVIEWvirtualinstrumentdevelo