多焦视网膜电图检测系统研究与设计.pdf

西北工业大学
硕士学位论文
多焦视网膜电图检测系统研究与设计
姓名:邢军智
申请学位级别:硕士
专业:生物医学工程
指导教师:张泾周
20050401
西北工业大学硕士学位论文
摘要
世纪年代初出现的多焦视网膜电图技术可在相对较短的时间内记录
测试野内许多局部视网膜生理电响应的波形,有助于了解视网膜或视路病变的
机理,从而可定量和直观评价视网膜功能,可用于一些眼病的早期诊断,是视
觉电生理技术的一项重要发展。本课题在研究了多焦视网膜电图检测有关技术
的基础上,利用现代计算机与信号处理技术,结合新型检测电路设计方法,完
成了一种多焦视网膜电图检测系统的设计与实现。
本论文首先介绍了多焦视网膜电信号的产生机理及在临床中的应用。然后
对多焦视网膜电信号检测做了分析,深入讨论了多焦视网膜电信号检测及处理
的基础理论方法。以此理论为指导,本文着重研究了对多焦视网膜电信号检测
与处理系统的硬件电路设计。即前置放大电路和信号处理电路设计,并对器件
选择和参数确定做了具体分析,同时对数字信号处理技术在该系统中的应用进
行了具体阐述。接着对多焦视网膜电图各局部区域的响应波形的分离与提取算
法进行了描述,即。序列与快速变换理论及其算法。最后对设计方案进
行了仿真分析与原理试验,结果表明各项技术性能指标基本满足医学临床检查
与诊断要求。
木论文工作突出之处在于针对多焦视网膜电信号极其微弱且淹没在复杂背
景噪声中的特点,设计并实现了视网膜电信号放大和滤波处理硬件检测电路单
元,将多焦视网膜信号不失真的提取出来并结合计算机采集和分析与处理技
术,完成了数据采集与数字滤波处理算法的设计,实现了多焦视网膜电信号检
测的准确、快速和智能化。本研究与设计结果对多焦视网膜电图检测技术的迸
一步发展具有积极的促进作用。
关键词多焦视网膜电图信号检测前置放大
数字滤波序列变换
西北工业大学硕士学位论文
西北工业大学硕士学位论文
第章绪论
本章论述了视觉电生理的概念和多焦视网膜电图的发展历程,以及国内外
生物医学工程领域对视觉电信号检测技术的研究现状。进而阐明本论文的研究
意义、主要研究工作及内容安排。
视觉电生理概述
视觉系统是人类感知客观世界的重要途径之一,据估计人类从外界获得信
息的总量中来自视觉系统的达以上。视觉信息在视觉系统中以生物电的形
式进行传递,它来自视网膜的视杆细胞和视锥细胞,并通过神经结细胞的轴突
传入大脑,达到大脑皮质,最后在大脑形成视觉。
视觉电生理学就是通过电生理研究,阐明生物电在视觉系统各级神经元产
生的机理,研究如何测定和验证这些生物电的科学。视觉电生理检测法因其客
观、无创伤、易于重复和定量的特点对临床的诊断、鉴别诊断、指导治疗和估
计愈后均有莫大的帮助,它揭示视觉系统受到疾病侵害时生物电改变的规律,
为眼底、视路及视觉中枢疾病的诊断和鉴别提供客观依据。
现在广为临床应用的视觉电生理检测方法有眼电图检测、视网膜
电图检测、视诱发电位检测三种,它们分别从视觉通路的不
同方面反映视功能状态和病变。由于在视电生理检查时,仅选用一种检查得到
的信息是有限的,并且分析时很困难,通常临床上是这几项检查联合应用,互
相补充,相互比较,综合分析,从而提高正确诊断率。
眼电图
眼电图是一种非侵入性记录眼睛静息电位来
间接反映视网膜和眼外肌运动功能的方法。记录和视觉功能有关的技术
称为视觉法,检测与眼外肌运动有
关的技术称为眼动法
视觉法主要反映了视网膜色素上皮一光感受器复合体的功能。它检
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第章绪论
本章论述了视觉电生理的概念和多焦视网膜电图的发展历程,以及国内外
生物医学工程领域对视觉电信号检测技术的研究现状。进而阐明本论文的研究
意义、主要研究工作及内容安排。
视觉电生理概述
视觉系统是人类感知客观世界的重要途径之一,据估计人类从外界获得信
息的总量中来自视觉系统的达以上。视觉信息在视觉系统中以生物电的形
式进行传递,它来自视网膜的视杆细胞和视锥细胞,并通过神经结细胞的轴突
传入大脑,达到大脑皮质,最后在大脑形成视觉。
视觉电生理学就是通过电生理研究,阐明生物电在视觉系统各级神经元产
生的机理,研究如何测定和验证这些生物电的科学。视觉电生理检测法因其客
观、无创伤、易于重复和定量的特点对临床的诊断、鉴别诊断、指导治疗和估
计愈后均有莫大的帮助,它揭示视觉系统受到疾病侵害时生物电改变的规律,
为眼底、视路及视觉中枢疾病的诊断和鉴别提供客观依据。
现在广为临床应用的视觉电生理检测方法有眼电图检测、视网膜
电图检测、视诱发