诱发电位测量仪的设计

　　1　系统介绍

　　1.1　系统特点及介绍

　　听觉诱发电位检测系统如图1所示,从诱发电位仪引出的单次含噪BAEP信号经过高通(下限截止频率100Hz)、50Hz陷波、低通(上限截止频率3kHz)、10kHz陷波、二次放大(放大倍数约为10倍)输出。所用诱发电位仪的放大倍数(一次放大)约为50000倍,因此记录到单次的BAEP(即信号s)被放大500000倍。在记录前经过定标,确认采样后得到的数据是带噪声单次BAEP放大50000×10倍后的值。

　　系统的特点为:

　　(1)自制耳听觉诱发电位检测系统。

　　(2)利用快速多功能采集卡实行实时信号采集和信号的输出。

　　(3)采用的AD604电压指数放大器符合医学上人体微弱信号测量的指数放大形式。(4)多功能数据采集卡具有灵活多样的触发设置。

　　本系统采集与控制部分采用了一块多功能数据采集卡DAQ2214。我们选用采集卡D/A模块的CH0管脚作为信号发生通道,由于所选用的放大器AD604的PAI1接口为前置放大器的正极输入端。因此, CH0要与PAI1接口相连,这样由CH0通道产生的微弱click波形经过AD604电压指数放大器和功率放大及整形,最后,由耳机输出。其中采集卡D/A模块的CH1管脚作为增益控制通道。我们将放大器AD604的增益控制接口VGN1与CH1管脚相连来实现对AD604增益的控制。系统框图如图2所示,电路图如图3所示。

　　1.2　系统测试方法

　　图4所示为系统的测试方法,受试者在安静状态下测试。电极放置按常规,极间阻抗要小于2kΩ。由自制诱发电位测试系统输出的刺激声为交替极性的短声(脉宽0.1ms),强度为80dBnHL,刺激频率为11.21次/s,叠加1000次,带通滤波为10~3000Hz。

　　1.3　听觉诱发电位提取方法

　　由于脑干电信号具有一定的模式,在相同的刺激下可得到相似的反应,而背景噪声则无时间锁定,是随机的、不可重复的,经多次叠加平均可使之正负抵消,从而消除随机成分,因而传统的信号提取是利用叠加平均方法将微弱信号从背景噪声中检测出来,叠加次数越多,信号的信噪比就越高。传统的信号处理方法存在一定的缺陷,即:多次刺激下会引起神经系统习惯性及疲劳性反应,也会在一定程度上影响诱发响应信号的波形。我们利用小波变换和逆小波变换方法来设计数字时频滤波器,对听觉诱发电位信号进行滤波,保持脑干听觉诱发电位持续期的高频小波系数,而将晚期低频成分期间的高频小波系数置零以消除这里的高频噪声,再经过逆小波变换,即可得到时频滤波后的信号,不仅保留了早期波峰,而且还得到光滑的晚期成分,这样可大大减少刺激次数,提高波形的可辨识性。