Введение к работе
Актуальность темы.
За последнее десятилетие техника регистрации злеетроэнцефалограммы (ЭЭГ) совершила качественный переход от аналогового способа записи ЭЭГ на бумажных носителях к цифровым (компьютерным) методам. Это позволило не только существенно улучшить регистрацию, хранение и первичную обработку данных ЭЭГ, но и применить компьютерные методы анализа, предоставляющие врачу дополнительную диагностическую информацию.
Фундаментальным принципом построения современных ЭЭГ комплексов является цифровая обработка сигналов (ЦОС). Качество ЦОС, регистрации ЭЭГ зависит от предварительной обработки сигнала и аналого-цифрового преобразования (АЦП). На технические характеристики системы в целом влияют общие вопросы организации функциональной схемы комплекса, в том числе насыщенность микропроцессорными интегральными схемами, использование высокопроизводительных интерфейсов для связи с персональным компьютером (ПК). С развитием компьютерной техники, технологии микроэлектроники появилась возможность создавать цифровые ЭЭГ комплексы с качественно новыми характеристиками.
Целью работы являлась разработка цифрового комплекса для ЭЭГ исследований на основе алгоритмов ЦОС и современных компьютерных технологий.
Основные задачи исследования:
1. Разработка цифрового усилителя электрознце-фалогрзфических сигналов (ЦУЭЭГ) на основе современных технологий ЦОС.
-
Разработка устройства фонофотостимуляции для использования в составе ЭЭГ комплекса.
-
Разработка канала связи устройств ЭЭГ комплекса с ПК на основе стандартного интерфейса.
Научная новизна:
-
Впервые в России разработан ЦУЭЭГ на основе многоразрядных интегральных сигма-дельта АЦП, в. котором применены усилители постоянного напряжения и цифровая фильтрация.
-
Впервые в России применен интерфейс USB для сопряжения цифрового ЭЭГ комплекса с ПК, позволяющий использовать принцип каскадирования, синхронизации приборов при регистрации ЭЭГ,
-
Применены твердотельные полупроводниковые светоизлучатели для построения устройств ЭЭГ фотостимуляции.
Практическая значимость работы:
-
Разработан 40-канальный цифровой усилитель ЭЭГ сигналов Neurovisor40U на основе сигма-дельта АЦП, подключаемый через интерфейс USB к ПК. Реализована возможность синхронного съема ЭЭГ несколькими приборами в составе комплекса, а так же регистрации дополнительных физиологических параметров при проведении ЭЭГ исследований (сатурации артериальной крови с помощью внешнего цифрового трансмиссионного пульсоксиметра),
-
Разработан фонофотостимулятор FSS2 для проведения ЭЭГ исследований с возможностью программирования импульсов стимуляции, подключаемый через интерфейс USBkIIK.
3, Разработано малогабаритное автономное устройство
NeuroTest6 для тестирования работоспособности ЦУЭЭГ
в составе ЭЭГ комплекса.
4. Созданы программный WDM драйвер и библиотека
прикладного программиста для работы с устройствами
Neurovisor40U, FSS2 под ОС Windows 95,98/2000.
.5. Изготовлена опытная партия стационарных, на базе стандартного ПК, и мобильных, на базе компьютера NoteBook, ЭЭГ систем в составе ЦУЭЭГ NenrovisoNOU, фонофотостимулятора FSS2, устройства тестирования работоспособности ЦУЭЭГ PocketTrace.
' Достоверность результатов.
Достоверность полученных результатов обусловлена использованием стандартных энцефалографических схем отведений, апробированных медицинских методов исследования, а так же подтверждается лабораторными и клиническими верификационными испытаниями.
Внедрение результатов работы.
На момент написания диссертационной работы подготовлены технические условия (номер 9441-001-40160890 ТУ) и подана заявка в комитет по новой медицинской технике на прохождение технических и клинических испытаний.
Положения, выносимые на защиту:
1. Построение ЦУЭЭГ на основе современных технологий ЦОС позволяет качественно улучшить технические характеристики комплекса для проведения ЭЭГ исследований.
-
Для сопряжения приборов ЭЭГ комплекса с ПК целесообразно использовать современный высокоскоростной интерфейс USB.
-
Применение полупроводниковых светоизлучателеи позволяет улучшить технические и потребительские свойства ЭЭГ фотостимулятора.
Апробации работы.
Приведенные в диссертации результаты представлялись автором на:
Научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-97», Москва, МИЭТ, 18-20 апреля 1997 года;
Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика - 98», Москва, МИЭТ, 20-22 апреля 1998;
Международной конференции по биомедицинскому приборостроению «Биомедприбор-98», Москва, ЗАО «ВНИИМП-ВИТА» РАМН, 6-8 октября 1998 года;
Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика - 99», Москва, МИЭТ, 19-21 апреля 1999;
Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика -2000», Москва, МИЭТ, 17-18 апреля 2000;
Международной конференции по биомедицинскому приборостроению «Биомедприбор-2000», Москва, ЗАО «ВНИИМП-ВИТА» РАМК, 24-26 октября 2000 года.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 2 статьи и 6 тезисов докладов.
Структура и объем работы.
