体感诱发电位监测系统的模拟实验与动物实验

摘要

作为一种常用的脊柱外科手术术中监护手段，体感诱发电位越来越多的应用于临床中。近年来，脊柱外科疾病的高发病率和年轻化趋势日益明显，越来越多的人深受其苦，随着现代人的生活压力的增大，越来越多的人患上有腰椎间盘突出、颈椎病等一系列脊柱外科病。而脊柱外科疾病中很大一部分患者需要外科手术手段进行干预治疗。
　　鉴于现阶段脊柱外科手术仍然是高危手术类型，手术中对病人的直接伤害和并发症都会严重的影响到患者的身心健康，因此要求更精准更快速的进行术中监护，以确保手术的安全进行。
　　目的:设计一套体感诱发电位采集系统，解决现有仪器前置放大器移动性差、叠加次数多、缺乏频域维度的测试三个问题。设计一套模拟人训练系统病使用该系统对体感诱发电位信号采集系统进行测试。设计动物实验，对体感诱发电位采集系统进行测试。
　　方法:使用无线传输技术、FPGA硬件滤波技术、LabVIEW作为上位机软件对体感诱发电位信号采集系统进行改良设计。设计一套用于医护人员训练用的模拟训练系统并对其进行测试。最后，对信号采集系统进行一系列的性能测试和评估:首先，使用模拟训练系统对信号采集系统进行测试。然后设计动物实验对信号采集系统进行实测，实验中使用其中12只Sprague-Dawley(SD)大鼠进行了信号测试。
　　结果:根据动物实验结果对以下三个方面进行了分析。[1]时频谱对应时域信号处理优势:用时频谱的方式呈现的信号特征，其变化率大于信号在时域下的特征值。[2]新的复合滤波与原叠加滤波的比较:FPGA复合叠加算法滤波，可以将信号采集时间缩短为原来的1/5，并且有利于计算机进行进一步的自动识别判断。[3]自动判据进行预警结果:整个实验中共有8只手术成功大鼠，均可以完成自动报警。
　　结论:本研究中设计的体感诱发电位信号采集系统，可以有效的减少信号采集所需要的时间，并给出监护人员自动预警的建议。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 常见的脊柱外科疾病

1．1．2 脊柱外科手术并发症简介

1．1．3 脊柱外科术中监护发展

1．1．4 医师训练及教学

1．2 体感诱发电位

1．2．1 体感诱发电位与影响因素

1．2．2 体感诱发电位测量

1．2．3 动物模型

1．3 本课题提出依据

1．4 论文结构

第二章 整体设计思路与相关技术原理

2．1 整体设计思路

2．2 本研究用相关技术原理及工具

2．2．1 无线通讯技术

2．2．2 短时傅立叶变换处理SEP

2．2．3 Mathscript应用

2．2．4 测试工具

第三章 体感诱发电位信号采集系统

3．1 设计原理

3．2 前置信号采集模块设计

3．2．1 刺激器

3．2．2 前置放大器

3．2．3 A／D转换

3．2．4 无线通讯

3．3 FPGA滤波模块

3．3．1 滤波器设计

3．3．2 滤波程序设计

3．4 上位机设计

3．4．1 功能设计

3．4．2 界面设计

3．5 本章小结

第四章 模拟人训练系统设计与测试

4．1 方法

4．1．1 信号采集

4．1．2 逻辑设计

4．2 仪器设计

4．2．1 电极设计

4．2．2 模拟人CPU

4．3 模拟人训练系统实用性测试

4．3．1 实验目的

4．3．2 实验方法

4．3．3 实验结果

4．3．3 讨论

4．4 SEP监测系统的模拟人测试实验

4．4．1 实验目的

4．4．2 实验方法

4．4．3 实验结果

4．4．4 实验讨论

4．5 本章小结

第五章 测试实验

5．1 实验目的

5．2 实验方法

5．3 实验结果

5．3．1 时频谱对应时域信号处理优势

5．3．2 新的复合滤波与原叠加滤波的比较

5．3．3 自动判据进行预警结果

5．4 实验讨论

5．4．1 时频谱对应时域信号处理优势

5．4．2 新的复合滤波与原叠加滤波的比较

5．4．3 自动判据进行预警结果

5．5 本章小结

第六章 全文总结

参考文献

研究生期间发表论文

研究生期间发表专利

致谢