Nghiên cứu thiết bị thu nhận và xử lý sóng điện não

- 1 Chương I NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SÓNG ĐIỆN NÃO.
- 4 1.1 Sơ lược về lịch sử của máy điện não.
- 5 1.3 Điện sinh học tế bào.
- 12 1.4.4 Điện thế sau khớp thần kinh.
- 18 1.6 Hoạt động của tín hiệu điện não.
- 25 Chương 2 CƠ SỞ THIẾT KẾ BỘ THU NHẬN VÀ XỬ LÝ SÓNG ĐIỆN NÃO.
- 29 2.1 Sơ đồ chung của một thiết bị thu sóng điện não.
- 55 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ THU NHẬN VÀ XỬ LÝ SÓNG ĐIỆN NÃO.
- 58 3.2 Sơ đồ khối thiết bị thu sóng điện não.
- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT EEG Điện não đồ DRL Mạch phản hồi về chân phải MFTD Bộ lọc thời gian trễ phẳng cực đại INA Bộ khuếch đại đo CMRR Hệ số nén tín hiệu đồng pha DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các điện thế trên neuron.
- 8 Hình 1.2 Cấu tạo của neuron.
- 9 Hình 1.3 Sơ đồ khử cực lan truyền gây nên điện thế và dòng hoạt động tại chỗ.
- 10 Hình 1.4 Điều kiện neuron dẫn truyền tín hiệu.
- 10 Hình 1.5 Mẫu của khớp thần kinh loại hoạt động và kích thích.
- 11 Hình 1.6 Cấu trúc của khớp thần kinh.
- 11 Hình 1.7 Cấu trúc của một neuron vận động gồm các đuôi gai và sợi trục.
- 12 Hình 1.8 Điện thế màng ghi liên tục trong quá trình vi điện cực vào và ra khỏi màng.
- 13 Hình 1.9 Biểu đồ trình bày dòng K+ và Na+ xuyên qua bề mặt của màng neuron trong trạng thái nghỉ.
- 13 Hình 1.10 Điện thế sau khớp là hiện tượng chậm.
- 14 Hình 1.11 Biểu đồ diễn tả toàn bộ hiện tượng lý hóa trong quá trình dẫn truyền các xung động của một sợi trục.
- 14 Hình 1.12 Cơ chế của sự tạo nhịp.
- 15 Hình 1.13 Sơ đồ hệ thống lưới phát động lên vỏ não qua đồi thị.
- 16 Hình 1.14 Sơ đồ sự hoạt động các hệ thống các con đường.
- 17 Hình 1.15 Sơ đồ các đường cắt trên vật thí nghiệm trong nghiên cứu cơ chế của giấc ngủ.
- 19 Hình 1.16 Các dạng sóng não cơ bản.
- 20 Hình 2.1 Sơ đồ khối cơ bản của máy ghi tín hiệu sóng não.
- 29 Hình 2.2 Sơ đồ mạng Wilson.
- 30 Hình 2.3 Bộ khuếch đại vi sai.
- 30 Hình 2.4 Sơ đồ chi tiết của bộ khuếch đại đầu vào vi sai.
- 31 Hình 2.5 Bộ khuếch đại đo.
- 33 Hình 2.6 Dạng lý tưởng của đáp tuyến biên độ đối với các bộ lọc.
- 37 Hình 2.7 Đáp tuyến biên dạng điển hình của bộ lọc thông thấp thực tế.
- 37 Hình 2.8 Đáp tuyến biên độ thực và cách xác định tần số cắt, dải thông, dải triệt đối với các bộ lọc thông thấp, thông cao, thông dải và triệt dải.
- 38 Hình 2.9 Dạng cơ bản của đáp tuyến biên độ bộ lọc Butterworth và Chebyshev.
- 39 Hình 2.10 Dạng tổng quát đáp tuyến biên độ của bộ lọc thời gian trễ phẳng cực đại.
- 40 Hình 2.11 Bộ lọc thông thấp 1 cực.
- 41 Hình 2.12 Đáp tuyến biên độ tần số ở ví dụ 2-11.
- 42 Hình 2.13 Mạch lọc thông thấp dùng hồi tiếp âm.
- 42 Hình 2.15 Mạch lọc thông thấp 3 cực.
- 44 Hình 2.16 Mạch lọc thông cao đối với loại 1 cực, 2 cực và 3 cực.
- 44 Hình 2.17 Mạch lọc triệt dải.
- 46 Hình 2.18 Sơ đồ mạch lọc triệt dải.
- 46 Hình 2.19 Mạch lọc triệt dải dùng nhiều vòng hồi tiếp.
- 47 Hình 2.20 Sơ đồ mạch cầu T-kép.
- 48 Hình 2.21 Mạch lọc triệt dải dùng cầu T-kép.
- 48 Hình 2.22 Sơ đồ mạch DRL.
- 50 Hình 2.23 Sơ đồ khối hiển thị tín hiệu trên máy tính.
- 50 Hình 2.24 Sơ đồ khối của hệ biến đổi tương tự - số.
- 51 Hình 2.25 Sơ đồ mạch bảo vệ đầu vào.
- 53 Hình 2.26 Sơ đồ cách ly quang dùng LED và photodiode.
- 54 Hình 2.27 Sơ đồ mô tả mạch cách ly dùng biến áp.
- 55 Hình 2.28 Sơ đồ khối nguồn.
- 56 Hình 3.1 Sơ đồ khối thiết bị thu sóng điện não.
- 59 Hình 3.2 Sơ đồ mạch bảo vệ.
- 61 Hình 3.3 Sơ đồ tầng khuếch đại đầu vào INA.
- 62 Hình 3.4 Sơ đồ tầng khuếch đại thứ 2.
- 62 Hình 3.5 Sơ đồ mạch bộ lọc.
- 63 Hình 3.6 Đáp tuyến biên độ.
- 63 Hình 3.7 Đáp tuyến pha của bộ lọc.
- 63 Hình 3.8 Sơ đồ mạch DRL.
- 64 Hình 3.9 Sơ đồ mạch ghép nối máy tính và cách ly.
- 64 Hình 3.10 Sơ đồ mạch vi điều khiển.
- 68 Hình 3.11 Sơ đồ mạch nguồn Hình 4.1 Sơ đồ mạch điện xác định trở kháng đầu vào.
- 74 Hình 4.2 Sơ đồ xác định dòng điện qua bệnh nhân.
- Vì vậy, với mục đích để tạo ra một công cụ cận lâm sàng giúp bác sĩ chẩn đoán chính xác với giá thành rẻ phù hợp với việc chẩn đoán chết não ở tuyến huyện tôi đã quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu thiết bị thu nhận và xử lý sóng điện não”.
- Toàn bộ luận văn gồm 4 chương: Chương 1: Những kiến thức cơ bản về sóng điện não Chương 2: Cơ sở thiết kế thiết bị thu nhận và xử lý sóng điện não.
- Chương 3: Tính toán thiết kế thiết bị thu nhận và xử lý sóng điện não.
- Mục tiêu đặt ra là thiết kế thiết bị thu nhận và xử lý được tín hiệu sóng điện não có thể đo được sự thay đổi điện thế của trường điện được tạo ra bởi các tế bào thần kinh trong não người.
- Một tín hiệu điện não đồ bao gồm rất nhiều sóng hình sin liên tục khác nhau.
- 3Như vậy, mục tiêu quan trọng nhất mà thiết bị cần đạt được là thu nhận được các sóng điện não.
- 4Chương I NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SÓNG ĐIỆN NÃO Điện não đồ là ghi các hoạt động sinh học của tế bào não riêng biệt hay một tập hợp tế bào não truyền dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp qua vỏ não và da đầu.
- Cùng với sự phát triển về kỹ thuật hiện đại, kỹ thuật ghi điện não luôn được cải tiến, từ máy có 4 đường ghi (4 kênh) tăng lên .
- Nhưng thời gian sau, H.Berger đã tiếp thu những ý kiến từ những nghiên cứu của Barence và MC.Culloch la những hoạt động alpha xuất phát từ những lớp tế bào tầng thứ IV, V, VI của vỏ não, sóng beta thuộc ba lớp ngoài cùng.
- H.Berger đi sâu hơn một bước khẳng định rằng những dao động của điện não đồ bắt nguồn từ các thân tế bào chứ không phải từ các sợi của nó.
- A.Kormuller phản đối quan niệm cho rằng điện não đồ được biểu hiện như một hoạt động toàn bộ, tác giả đã ghi được và mô tả những hoạt động điện khác nhau trên những lĩnh vực khác nhau.
- Sóng alpha biểu hiện nhịp tự động của những tế bào thần kinh nhất là các tế bào tháp lớn.
- Trong hội nghị thần kinh – điện não tổ chức tại Boston (1953) bàn về “Những vấn đề cơ bản và sinh lý điện của não” đã nêu lên một cách rõ nét ba khái niệm.
- Dòng khử cực bền chắc và liên tục can thiệp vào sự uyển chuyển của điện não đồ.
- 1.3 Điện sinh học tế bào Ta thấy rằng mọi sinh vật trên trái đất đều được cấu thành từ nhiều kiểu tế bào khác nhau, tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của mọi cơ thể sinh vật.
- Vị trí, chức năng của tế bào quyết định đến hình dạng bên ngoài của tế bào.
- Tế bào có nhiều hình dạng khác nhau: những tế bào ở trong môi trường lỏng thì có dạng hình cầu, những tế bào thần kinh lại có nhánh bào tương rất dài để làm nhiệm vụ dẫn truyền xung động 7thần kinh từ tế bào này sang tế bào kia, tế bào cơ trơn có hình thoi,… Ở người, tế bào có đường kính thay đổi trong khoảng từ 1µm đến 100µm.
- Độ dày của màng tế bào cơ khoảng 0,01 µm.
- Qua các nghiên cứu thực nghiệm người ta thấy có sự chênh lệch (gradient) mật độ của các ion giữa trong và ngoài màng tế bào.
- Sự chênh lệch này tùy thuộc vào tính thẩm thấu của màng tế bào.
- Trong trạng thái nghỉ, mặt trong của màng tế bào tích điện âm, mặt ngoài màng tế bào tích điện dương, trong trạng thái này mật độ của các ion K+ trong màng tế bào cao gấp 30 lần so với mật độ của nó bên ngoài màng tế bào.
- Sự chênh lệch về mật độ các ion giữa trong và ngoài màng tế bào đã tạo ra một hiệu điện thế, điện thế này được gọi là điện thế nghỉ hay điện thế phân cực (E).
- Trong đó, Ki+ và Ke+ lần lượt là nồng độ ion K+ trong tế bào và ngoài màng tế bào.
- là 30/1 như đã nói thì điện thế nghỉ của tế bào E sẽ là -90mV trong màng tế bào tích điện âm, ngoài màng tế bào tích điện dương.
- Người ta cũng thấy E giảm đi khi mật độ K+ ngoài màng tế bào tăng lên và không đổi khi nồng độ Na+ và Cl- ngoài màng tế bào tăng lên.
- Khi tế bào bị kích thích, sức cản của màng tế bào giảm, màng tế bào trở nên thẩm thấu hơn đối với Na+.
- Khi đó mặt trong màng tế bào sẽ dương tính hơn so với ngoài màng tế bào, và hiện tượng mất cực tính dương ở ngoài màng tế bào gọi là hiện tượng khử cực.
- Nếu mật độ của ion Na+ ở ngoài màng tế bào thấp thì tốc độ và biên độ điện thế hoạt động cũng sẽ giảm xuống.
- Sau khi khử cực xong, tế bào dần trở về trạng thái cần bằng ban đầu (quá trình tái cực).
- Sự xâm nhập của ion Na+ ngưng lại, tính thẩm thấu của ion K+ tăng cao làm cho 8các ion này chuyển ra ngoài màng tế bào cho tới khi có sự cân bằng điện thế qua màng, và sự cân bằng thẩm thấu của ion K+.
- Như vậy, giữa trong và ngoài màng tế bào luôn duy trì một trạng thái hằng định nội môi.
- 1.4 Hoạt động sinh lý của Neuron Neuron là tế bào thần kinh, hình dáng và chia cực của nó có nhiều điểm khác nhau nhưng nguyên tắc hoạt động cũng như chức năng chung của chúng là thống nhất, giống nhau.
- Điện thế trên một neuron không giống nhau, nghĩa là một đoạn khác nhau về giải phẫu trên một neuron có điện thế khác nhau (hình 1.1), được gọi là điện thế đơn vị (potential unitaire).
- Hình 1.1 Các điện thế trên neuron.
- Người ta nhận thấy các ion tập trung chủ yếu trong và ngoài màng tế bào gồm 3 ion chính là Na+, K+, Cl-.
- Tín hiệu thần kinh sẽ xảy ra tại một nơi nào đó của màng với điều kiện bất kỳ nguyên nhân nào có khả Hình 1.2 Cấu tạo của neuron

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt