基于Labview的神经电信号采集与实时分析系统.pdf
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《基于Labview的神经电信号采集与实时分析系统.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于Labview的神经电信号采集与实时分析系统.pdf(4页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第35卷 增刊 2007年 3月 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版)J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Nature Science Edition)Vol.35 Sup.Mar.2007收稿日期:2006212212.作者简介:张俊然(19782),男,博士研究生;西安,第四军医大学全军神经科学研究所(710032).E2mail:ZhangJunRan 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30530260).基于Labview的神经电信号采集与实时分析系统张俊然a 霍旭阳b 胡三觉a(第四军医大学a全军神经科学研究所;b生物医学工程系,陕西 西安71003
2、2)摘要:从神经电信号实验的实际需求出发,对信号采集系统进行分析,根据这些要求来选择硬件设备,基于Labview来设计信号采集和实时分析系统.对于实验所关注的参数(ISI、潜伏期等),着重探讨采样系统的控制逻辑问题,用软件的方式来实现信号参量的实时分析、处理和显示.讨论了设计过程中所遇到的典型问题,提出这些问题的解决途径.关 键 词:C类纤维;神经电信号采集系统;实时分析中图分类号:R31 文献标识码:A 文章编号:167124512(2007)S120166204Designing of neuro singal collection&real2time analysissystem bas
3、ed on labviewZhang J unranaHuo X uyangbHu S anjuea(a Institute of Neuroscience of Chinese PLA;b Department of Biomedical Engineering,Fourth Military Medical University,Xian 710032,China)Abstract:Based on actual requirement of neuro signal experience,this article analysised the experi2ences requireme
4、nt to signal collection system,then we selected hardware and designed signal collec2tion&real2time analysis system based on Labview followed these requirements.To the critical pa2rameters(as ISI、Latency)in the experience process we try to deal them mainly on soft designing.Weanalysised(Real2time Dat
5、a)、computed and displayed these parameters by ingenious software.At theend of this paper we discussed the typical problems of the whole design process and presented our so2lution strategy.Key words:C type fiber;neuro signal collection system;real2time analysis 对脑的认识已进入到细胞和分子水平,神经信息主要以电的形式传递.神经电信号在神经
6、纤维上传递,神经纤维大致分为A,B,C三类,其中A和B类是有髓鞘纤维,C类神经是无鞘纤维.有髓鞘纤维直径相对较大,传导速度较快,在进化年代上属于新型纤维.C类纤维在进化年代上较为古老,直径大约0.21.0m,传导速度0.22m/s1,主要是负责痛和植物神经功能,节后纤维,无髓神经纤维参与各种感觉及针感的调控2.研究C类神经纤维上的传导编码规律可能反映的是纤维传导编码的基本特征和规律1,2.要研究C类纤维上的传导编码规律,必须记录C类纤维上自发和实验诱发放电信息和其他重要信息.本文从C类纤维信号采集所应该满足的需求分析入手,系统地研究了神经电信号采集系统的硬件选型、屏蔽实现、基于Labview的
7、软件控制实现、部分关键信号的实时处理,最后给出了系统设计和实现过程中出现的问题和解决方法35.1C类纤维放电信号采集系统需求分析 实验设计的主要目的是要观察C类纤维的放电情况,C类纤维的放电过程大致可以分为如下几种.1.1 整个(诱发)放电过程不丢峰丢峰是指在动作电位沿轴突传导的过程中,动作电位波丢失的现象.观察在传导过程中C类纤维的信息传导变化情况,尤为注意C纤维在未丢峰情况下,在传导过程中ISI(两个放电信号峰值间的时间间隔)的变化以及潜伏期的变化.a.用若干次超过阈值的不同刺激频率(1030 Hz)连续刺激,记录C纤维在由刺激产生的神经冲动传导过程中ISI的变化以及潜伏期的变化,采样频率
8、100 kS/s,S为样本数.b.用超过阈强度频率为10 Hz的连续刺激1 000次,考察C纤维在第500次、800、1000次刺激ISI的变化以及潜伏期的变化,采样频率为100 kS/s.c.串刺激:给于串内间隔为50 ms,串间间隔分别为1 s、500 ms,强度为阈强度105%的200次电刺激,考察C纤维在传导过程中ISI的变化以及潜伏期的变化,采样频率100 kS/s.从上可以看出,实验过程除记录C纤维的放电情况外,要重点考虑的是放电间隙ISI和潜伏期的变化.由于要精确地反映放电间隔ISI的变化必须在s级进行刻画,故对采样频率提出了较高的要求6.对于一定次数的连续刺激(理想情况是每个刺
9、激产生一个放电),根据不同实验要求有可能要记录和实时反映第N次刺激时C纤维放电峰峰间距ISI及潜伏期的变化.这就要求采样程序有对放电信号进行实时处理的功能,将采样过程中某些放电信号的参数变化实时地反映出来.1.2 整个(诱发)放电过程不规则化丢峰或交替丢峰a.实验要求加入不同浓度的药物,每次加入药物后10 min开始记录.每次刺激后休息5 min开始下一次刺激.b.实验要求在药物作用不同时程(1030min)时,记录药物对C纤维放电情况的影响.以上要求采样程序具有定时启动/定时采用的功能;按照事先设置好的启动时间/时间间隔,采样程序自动启动并按设置时间采样.实验要记录加入药物前后同一刺激方式所
10、引起的放电间距ISI和潜伏期的对照变化,还需要定量分析这些指标,例如:一段时间内的丢峰率、丢峰频率、复杂度等.这要求采样程序具有一定的统计功能,能对一段时间内某些参量变化的整体情况给出反映.1.3C纤维基本不丢峰或轻度不规则丢峰、交替丢峰对于基本不丢峰的情况,实验要求与第一种即不丢峰的情况类似;对于轻度不规则丢峰、交替丢峰,实验要求与第二种即不规则丢峰或交替丢峰类似.2 采集系统的硬件选型电生理刺激发生和信号示波部分采用日本NIHON KOHDEN公司的电刺激器和存储示波器,信号采集部分选用通用PC机,硬件选型6从采集板卡开始.根据实验过程分析得出的要求,信号采集卡应该满足如下几方面的要求6:
11、a.考虑到功能扩展要求,采样卡的数据通道要求是多通道的;b.采集卡支持的最高采样频率在100 kS/s以上;c.采集卡应该同时支持模拟信号和数字信号的采集;d.采集卡对硬件有支持定时启用的功能;e.因为采样终端是PC所以采集卡所使用的总线类型考虑通用PCI;f.工作(过载)电压,环境等方面的要求;g.外部引脚和连接线的问题应该事先考虑.数据采集卡的选购除了满足上述要求之外,从现实角度还要考虑今后的扩展要求.首先注意采集卡支持的通道数,然后再考虑采集卡的最高采样频率,这两个指标考虑满足23年内实验室的实际需求.综合上述指标,最终选择NI公司的低价位M系列PCI26221板卡,其主要性能指标如下.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 Labview 神经 电信号 采集 实时 分析 系统
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内