【摘要】：近年來,深部腦刺激治療癲癇的研究得到了越來越多的重視。但是,在電刺激治療癲癇的研究中,現有的刺激模式多是開環(huán)的,不能根據病人病情的變化自動輸出電刺激信號；而已有的閉環(huán)式電刺激器在靈活性和通用性上也存在很多不足。因此開發(fā)可以自動根據癲癇的發(fā)作狀態(tài)輸出電刺激的閉環(huán)式系統(tǒng)對于電刺激治療癲癇的研究有著重要的意義。 本文利用LabVIEW軟件和美國國家儀器公司的NI USB-6251數據采集卡,結合放大器、刺激器等設備,針對大鼠癲癇模型的海馬區(qū)局部場電位特征,設計了一種癲癇檢測與閉環(huán)式深部腦刺激系統(tǒng)。主要工作包括：(1)設計閉環(huán)式控制程序,完成實時腦電信號分析,以及給定參數的電刺激輸出等功能；(2)設計癲癇檢測算法,能夠在保證癲癇檢測正確率的基礎上,提高檢測的實時性；(3)利用大鼠癲癇模型評價系統(tǒng)的性能,考察不同電刺激參數對于癲癇發(fā)作的抑制效果。 本文的創(chuàng)新點和主要研究結果如下： (1)應用LabVIEW軟件設計了系統(tǒng)的閉環(huán)式控制程序。該程序實時性高,可擴展性強,能夠控制NI USB-6251數據采集卡進行大腦場電位信號的采集,并在檢測到癲癇波后輸出刺激觸發(fā)信號,觸發(fā)刺激器輸出刺激脈沖。刺激延時只有0.12s左右。而且,程序功能的更改和移植也很方便。 (2)設計了結合信號幅值、斜率和海岸線參數的癲癇波檢測新算法。算法計算速度快,檢測效果好。大鼠癲癇模型海馬腦區(qū)場電位信號的檢測結果表明,利用本文設計的癲癇檢測算法,該系統(tǒng)癲癇波的檢出率可以達到91.3%,而誤檢率只有8%。 (3)大鼠癲癇模型的在體實驗發(fā)現,在癲癇發(fā)作期,高頻電刺激對癲癇有一定的抑制作用。然而當電刺激發(fā)生在癲癇發(fā)作間期時,癲癇活動反而容易增強。而且,10s時長的刺激脈沖對癲癇發(fā)作的抑制效果要比5s時長的好,但是持續(xù)1min以上的刺激脈沖的抑制效果并不明顯。 總之,本文設計的閉環(huán)式電刺激系統(tǒng),能夠自動檢測場電位中的癲癇波,并根據用戶的設置,輸出特定頻率、強度和持續(xù)時長的電刺激脈沖。動物實驗結果表明,高頻電刺激對癲癇有一定的抑制作用。該系統(tǒng)實時性高,靈活性好,通用性強,可以成為深部腦刺激抑制癲癇實驗研究的有效工具。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R742.1

【參考文獻】

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本文編號：2533037