神经信号数据采集与分析软件系统研究与实现.doc

摘要：“神经退行性疾病”这个词说出来大家可能会觉得陌生，但帕金森疾病（PD）、阿尔兹海默病（AD，民间俗称老年痴呆症，但并不准确）、亨廷顿氏病（HD）等名词不陌生，虽然不一定理解是什么意思。这些疾病，都是神经系统的功能障碍导致的，光是AD这一项，就严重威胁着人类的健康。现阶段，美国有500万AD患者，并预计这个数字会持续上升，并为患者家庭和整个社会带来巨大的医疗、护理经济负担。

本文主要以FPGA作为主控的采集板通过高共模抑制比，低噪声的采集头（Headstages）与哺乳类动物（猴子、老鼠）脑部连接，采集神经细胞（神经元）在受到刺激时产生电脉冲（spike信号,动作电位）。通过USB连接将采集的数据传输到PC,前端与PC端软件自动协同工作，进而可以实时可视化和分析数据。   

在Open Ephys GUI中对信号进行处理的时候，根据神经元spike信号的特性，采用spike信号合适的阈值检测方法，用CAR对原始信号进行滤波，从背景噪声中提取出来，最终在平台界面上显示出来。

通过此系统，更直观的观察神经信号，促进对“神经退行性疾病”的研究。

关键词：spike信号；C++；波形显示；阈值检测；CAR

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2研究现状-1

1.3本设计研究的主要内容-3

第二章  系统总体方案设计-5

2.1主要技术指标-5

2.2信号处理方案的选取-6

第三章  软件界面-7

3.1插件结构设计-7

3.2 GUI界面-8

第四章  通信接口-10

4.1 USB2.0-10

4.2 USB3.0-11

第五章  信号处理-13

5.1 神经元spike信号的形成以及特性-13

5.1.1spike信号的形成-13

5.1.2spike信号的特点-14

5.2神经元spike信号的检测-15

5.3神经元spike信号的去噪声-16

结束语-18

1.总结-18

2.展望-18

致  谢-19

参考文献-20

附录A-21