基于FPGA的多功能誘發(fā)電位刺激器的研制
發(fā)布時間:2020-05-09 10:34
【摘要】:誘發(fā)電位(Evoked Potential,EP)是指對神經(jīng)系統(tǒng)某一特定部位給予特定刺激后在大腦皮層所產(chǎn)生并能檢測的電位變化,對于視覺、聽覺及體感等神經(jīng)通路的功能性異常有獨特的檢測診斷能力。誘發(fā)電位雖然不能直接診斷出病因,但在定位診斷方面,像CT、MRI等之類的現(xiàn)代影像學檢查一樣可靠。誘發(fā)電位技術具有客觀性強,能夠提供準確的定量信息,很大程度上擴大了神經(jīng)系統(tǒng)在臨床上的應用。 隨著計算機技術和電子信息技術的發(fā)展,專用集成電路(ASIC)廣泛應用,使得現(xiàn)代醫(yī)療儀器的設計向著越來越智能化、小型化、多功能的方向發(fā)展,F(xiàn)場可編程門陣列FPGA具有集成度高、可靠性好以及開發(fā)工具易學好用、設計過程簡單,設計周期短等優(yōu)點,逐步成為工程師設計復雜數(shù)字電路的首要選擇;诖吮疚奶岢霾⒃O計出了基于FPGA的多功能誘發(fā)電位刺激儀。 本文設計的多功能誘發(fā)電位刺激儀,包含了誘發(fā)電位通常所用的視覺誘發(fā)電位、聽覺誘發(fā)電位和體感誘發(fā)電位三種誘發(fā)電位所需要的刺激。視覺誘發(fā)電位方面設計了圖形刺激和閃光刺激,其中圖形刺激包括豎條柵、橫條柵、棋盤格和圓環(huán)圖形;在聽覺誘發(fā)電位方面設計了白噪音、短音、疏波、密波以及疏密波等聲音刺激;在體感誘發(fā)電位方面設計了不同頻率、不同脈寬以及不同強度電流刺激。本文分別從硬件設計和軟件設計兩大方面闡述了設計思路,外圍硬件電路主要設計了刺激電流的雙極性控制電路和升壓電路;圖形刺激的VGA接口電路;串口通信接口UART電路;D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615接口電路和復位、電源以及下載配置等電路。軟件方面設計包括VGA的時序、刺激圖形生成、脈沖調(diào)制波的產(chǎn)生、D/A時序,串行通信的時序等模塊;同時設計了上位機與FPGA通信的控制界面的設計。 該系統(tǒng)采用Altera公司CycloneⅡ系列FPGA作為主控制器,加少量的外圍電路設計而成。與傳統(tǒng)的誘發(fā)電位刺激系統(tǒng)相比,該設計電路結(jié)構(gòu)簡單,功能多樣,體積小,刺激輸出準確可靠,性能穩(wěn)定,轉(zhuǎn)換方便,應用范圍廣,能很好滿足誘發(fā)電位檢測的性能要求。
【圖文】:
[8]。圖形翻轉(zhuǎn)VEP的波形如圖1.1所示,此種刺激模式應用最廣泛,典型的圖形視覺誘發(fā)電位呈NPN型,有N75、P100、N135組成。在臨床診斷中P100的波形比較穩(wěn)定,常作為診斷的依據(jù)。棋盤格是圖形刺激中最常用的刺激圖形,另外還有圓環(huán)形,豎條柵,橫條柵;為了獲得不同的視覺信息,可以改變棋盤格的空間分辨率、刺激視野的區(qū)域和視網(wǎng)膜的定位。不同類型的圖形刺激對應VEP波形的不同,不同的
圖 1.1 圖形翻轉(zhuǎn)視覺誘發(fā)電位波形Fig 1.1 Pattern reversal VEP waveform閃光視覺誘發(fā)電位波形如圖1.2所示[9],,閃光視覺誘發(fā)電位根據(jù)刺激的頻率不同,也分為瞬態(tài)閃光誘發(fā)電位和穩(wěn)態(tài)閃光誘發(fā)電位,瞬態(tài)閃光視覺誘發(fā)電位的波形如下圖1.2所示,它們依次是N1、P1、N2、P2、N3、P3,把正向波稱為P波(峰向上)負向波稱為N波(波峰向下)如下:圖 1.2 閃光視覺誘發(fā)電位波形Fig 1.2 flash VEP waveform
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:R318.0
本文編號:2656011
【圖文】:
[8]。圖形翻轉(zhuǎn)VEP的波形如圖1.1所示,此種刺激模式應用最廣泛,典型的圖形視覺誘發(fā)電位呈NPN型,有N75、P100、N135組成。在臨床診斷中P100的波形比較穩(wěn)定,常作為診斷的依據(jù)。棋盤格是圖形刺激中最常用的刺激圖形,另外還有圓環(huán)形,豎條柵,橫條柵;為了獲得不同的視覺信息,可以改變棋盤格的空間分辨率、刺激視野的區(qū)域和視網(wǎng)膜的定位。不同類型的圖形刺激對應VEP波形的不同,不同的
圖 1.1 圖形翻轉(zhuǎn)視覺誘發(fā)電位波形Fig 1.1 Pattern reversal VEP waveform閃光視覺誘發(fā)電位波形如圖1.2所示[9],,閃光視覺誘發(fā)電位根據(jù)刺激的頻率不同,也分為瞬態(tài)閃光誘發(fā)電位和穩(wěn)態(tài)閃光誘發(fā)電位,瞬態(tài)閃光視覺誘發(fā)電位的波形如下圖1.2所示,它們依次是N1、P1、N2、P2、N3、P3,把正向波稱為P波(峰向上)負向波稱為N波(波峰向下)如下:圖 1.2 閃光視覺誘發(fā)電位波形Fig 1.2 flash VEP waveform
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:R318.0
【參考文獻】
相關期刊論文 前3條
1 陳驥;朱偉芳;趙曉明;劉磊;;基于FPGA的視覺電生理圖像刺激系統(tǒng)的設計[J];傳感技術學報;2012年02期
2 涂春勇;張煒;;一種更長周期m序列的實現(xiàn)方法[J];電子工程師;2008年07期
3 吳西;季忠;秦毅;蔡紹皙;;視覺誘發(fā)電位提取中閃光刺激的PWM實現(xiàn)[J];重慶大學學報(自然科學版);2006年04期
相關碩士學位論文 前2條
1 楊軍;一種全智能型耳聲發(fā)射測試儀的研制[D];重慶大學;2002年
2 翁振興;基于脊髓電刺激和小腦頂核電刺激的心肌缺血治療儀的研究[D];重慶大學;2005年
本文編號:2656011
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