多焦视网膜电图检测系统研究与设计

论文摘要

20世纪90年代初出现的多焦视网膜电图技术可在相对较短的时间内记录测试野内许多局部视网膜生理电响应的波形,有助于了解视网膜或视路病变的机理,从而可定量和直观评价视网膜功能,可用于一些眼病的早期诊断,是视觉电生理技术的一项重要发展。本课题在研究了多焦视网膜电图检测有关技术的基础上,利用现代计算机与信号处理技术,结合新型检测电路设计方法,完成了一种多焦视网膜电图检测系统的设计与实现。 本论文首先介绍了多焦视网膜电信号的产生机理及在临床中的应用。然后对多焦视网膜电信号检测做了分析,深入讨论了多焦视网膜电信号检测及处理的基础理论方法。以此理论为指导,本文着重研究了对多焦视网膜电信号检测与处理系统的硬件电路设计。即前置放大电路和信号处理电路设计,并对器件选择和参数确定做了具体分析,同时对数字信号处理技术在该系统中的应用进行了具体阐述。接着对多焦视网膜电图各局部区域的响应波形的分离与提取算法进行了描述,即m序列与快速Walsh变换理论及其算法。最后对设计方案进行了仿真分析与原理试验,结果表明各项技术性能指标基本满足医学临床检查与诊断要求。 本论文工作突出之处在于针对多焦视网膜电信号极其微弱且淹没在复杂背景噪声中的特点,设计并实现了视网膜电信号放大和滤波处理硬件检测电路单元,将多焦视网膜信号不失真的提取出来;并结合计算机采集和分析与处理技术,完成了数据采集与数字滤波处理算法的设计,实现了多焦视网膜电信号检测的准确、快速和智能化。本研究与设计结果对多焦视网膜电图检测技术的进一步发展具有积极的促进作用。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 视觉电生理概述
• 1.1.1 眼电图
• 1.1.2 视网膜电图
• 1.1.3 视诱发电位
• 1.2 视觉生理电信号检测技术的发展及国内外研究现状
• 1.3 研究意义及本文的主要工作
• 第2章 医学信号检测系统结构及原理
• 2.1 医学信号检测系统结构与设计
• 2.1.1 医学信号检测系统的一般结构及原理
• 2.1.2 医学信号检测系统的电气安全
• 2.1.3 医学信号检测系统的一般设计原则
• 2.2 生物医学信号的特点及处理技术
• 2.2.1 生物医学信号测量的特点
• 2.2.2 生物医学信号的处理技术
• 2.3 多焦视网膜电图
• 2.3.1 视网膜电图
• 2.3.2 多焦视网膜电图
• 2.3.3 多焦视网膜电信号检测的基本原理
• 2.4 多焦视网膜电信号检测系统组成
• 2.4.1 刺激器系统
• 2.4.2 检测电极
• 2.4.3 多焦视网膜电信号放大器
• 2.4.4 信号处理系统
• 2.5 多焦视网膜电图检测步骤及影响因素
• 2.5.1 多焦视网膜电图检测步骤
• 2.5.2 多焦视网膜电图检测的影响因素
• 第3章 多焦视网膜电信号检测电路设计与分析
• 3.1 前置放大电路设计
• 3.1.1 低噪声前置放大电路设计
• 3.1.2 噪声匹配问题
• 3.1.3 放大器的防干扰措施
• 3.2 信号处理电路设计
• 3.2.1 第一级放大电路设计
• 3.2.2 50Hz/60Hz陷波器
• 3.2.3 滤波电路
• 3.2.4 第二级放大及输出电路
• 3.2.5 电源系统
• 3.2.6 布线和接地
• 3.3 滤波器仿真分析与信号检测电路调试和性能测试
• 3.3.1 滤波器仿真与分析
• 3.3.2 电路调试及带宽与放大倍数测试
• 3.4 数据的采集
• 3.4.1 采样定理
• 3.4.2 采集方式
• 3.4.3 数据采集
• 第4章 数字信号处理技术
• 4.1 概述
• 4.2 数字滤波器设计
• 4.2.1 数字滤波的概念
• 4.2.2 数字滤波器设计
• 4.2.3 50Hz工频干扰滤波器设计
• 4.2.4 限幅滤波器
• 4.2.5 算术平均值滤波
• 4.2.6 滤波器仿真结果与分析
• 4.3 波形检测、提取与分离
• 4.3.1 互相关技术
• 4.3.2 m序列
• 4.3.3 信号的提取与分离
• 4.4 综合处理技术与算法设计
• 4.4.1 相干平均法
• 4.4.2 用相干平均法处理视电信号中的干扰
• 4.4.3 仿真结果与分析
• 第5章 多焦视网膜电信号检测系统综合处理软件设计
• 5.1 系统软件功能介绍
• 5.2 系统运行流程设计
• 第6章 总结与讨论
• 6.1 总结
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢