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体感诱发电位刺激器的研制及术中脊髓功能监护方法的研究

作　者: 白洋
导　师: 彭承琳
学　校: 重庆大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 诱发电位体感刺激器时频分析小波变换脊髓监护技术
分类号: R318.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

诱发电位可以反映脊髓和中枢神经系统功能的完整性，因此广泛地用于评价脊髓功能，特别是用于脊柱外科手术过程中的脊髓损伤监护。但目前术中监护存在不少问题需解决。如监护设备“大而全”，不适合手术室环境，应用范围受限,智能化程度低。另外国内术中脊髓功能监护起步较晚，还未见到对术中诱发电位监护技术的专门研究报道，尤其是缺少对脊髓损伤有关的诱发电位信号形态变化的特征信息和损伤判断方法的深入研究。本文在综合分析术中脊髓功能监护的现状基础上，拟研究开发一套系统所需的智能化的体感刺激器，其功能是产生脉冲电流，对躯干和四肢进行恒流电刺激。本课题研制的刺激器作为诱发电位仪的一部分，由计算机完全控制，生成的脉冲的频率、脉宽和强度控制精度高，可在较大范围内连续可调。整个仪器只有手掌那般大小, 功耗在1W左右，且与人体和主机完全隔离,良好的保障病人安全。本文研究的另一重点是探索反映脊髓损伤的有关的诱发电位形态变化的特征信息和可靠的损伤判断方法。针对目前EP监测中判定脊髓损伤的指标（波幅和潜伏期）存在信息量相对较小、稳定性较差的缺陷，本课题提出利用时频分析技术对术中脊髓功能监护进行研究，通过短时傅立叶变换和小波变换分析和比较典型信号的时频分布，证明时频特征参数能更有效的提取信号的变化信息。作者最后利用脊髓在受不同程度损伤下的脊髓诱发电位的时频分布图，比较时频分布和时域上的各参数的变化，找到了新的损伤判定的特征指标：峰值能量, 及其三个参数:峰值时间、峰值频率和峰值功率。通过本课题的研究，我们实现了监护设备在智能化、低功耗、安全性方面的改进，为国内同类仪器的研制作了积极的推动作用。本文还应用时频分析这一新兴的非稳定信号处理工具寻找到适合术中监护的时频算法和临床实用的定量特征指标，并证明新的特征参数要比传统的监护指标更灵敏、更快捷，可以提高监护的可靠性。本课题从理论上和实际上为医疗设备的改进研究和实现术中脊髓功能的自动监护做了有益的探索。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
1 绪论  8-15
  1．1 诱发电位的定义和概述  8-9
  1．2 术中脊髓诱发电位监护  9-13
    1．2．1 诱发电位监护技术及其重要性  9-10
    1．2．2 术中脊髓诱发电位监护的现状分析  10-13
  1．3 立题依据及课题简介  13-14
  1．4 论文构架  14-15
2 体感诱发电位电流刺激器系统的研究  15-32
  2．1 引言  15
  2．2 体感诱发电位仪的硬件组成  15-17
  2．3 体感刺激器的系统总框图  17-31
    2．3．1 同步信号的处理  17-18
    2．3．2 刺激脉冲的控制  18-26
    2．3．3 恒流控制  26-27
    2．3．4 刺激电极  27-28
    2．3．5 与微机的串行通信  28-31
  2．4 小结  31-32
3 诱发电位的信号处理  32-43
  3．1 时域分析  32-33
  3．2 频域分析  33-34
  3．3 诱发电位的时频分析  34-41
    3．3．1 短时傅立叶变换  34-37
    3．3．2 小波变换  37-41
  3．4 小结  41-43
4 时频分析在术中脊髓监护中的应用  43-55
  4．1 前言  43-44
  4．2 术中监护的时频分析算法的研究  44-55
    4．2．1 脊髓诱发电位波形及特征  44-45
    4．2．2 比较时频分析的不同算法在波形分析中的应用  45-51
    4．2．3 时频分析下的脊髓诱发电位的特征提取  51-54
    4．4 小结  54-55
5 总结和展望  55-57
  5．1 总结  55-56
  5．2 展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61

体感诱发电位刺激器的研制及术中脊髓功能监护方法的研究

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