实时癫痫电位检测与闭环式深部脑刺激系统的设计

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1、⑧论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员l：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：Author’Ssignature：Supervisor’Ssignature：Thesisreviewer1：Thesisreviewer2：Thesisreviewer4．Thesisreviewer5：Chair：(Committeeoforaldefence)Committeeman1：Committeeman2：Committeeman3：Committeeman4．C

2、ommitteeman5：Dateoforaldefence：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得堂婆盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：蝴报竿签字日期：为缈年2月上7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解堂垒盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关

3、部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝垫太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：捌榭导师签名：签字日期：)9汾年≯月叩日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：封叶兰签字日期：二pⅣ年二月夕7日电话：邮编浙江大学硕士学位论文摘要近年来，深部脑刺激治疗癫痫的研究得到了越来越多的重视。但是，在电刺激治疗癫痫的研究中，现有的刺激模式多是开环的，不能根据病人病情的变化自动输出电

4、刺激信号；而已有的闭环式电刺激器在灵活性和通用性上也存在很多不足。因此开发可以自动根据癫痫的发作状态输出电刺激的闭环式系统对于电刺激治疗癫痫的研究有着重要的意义。本文利用LabVIEW软件和美国国家仪器公司的NIUSB-6251数据采集卡，结合放大器、刺激器等设备，针对大鼠癫痫模型的海马区局部场电位特征，设计了一种癫痫检测与闭环式深部脑刺激系统。主要工作包括：(1)设计闭环式控制程序，完成实时脑电信号分析，以及给定参数的电刺激输出等功能；(2)设计癫痫检测算法，能够在保证癫痫检测正确率的基础上，提高检测的实时性；(3)利用大鼠

5、癫痫模型评价系统的性能，考察不同电刺激参数对于癫痫发作的抑制效果。本文的创新点和主要研究结果如下：(1)应用LabVIEW软件设计了系统的闭环式控制程序。该程序实时性高，可扩展性强，能够控制NIUSB一6251数据采集卡进行大脑场电位信号的采集，并在检测到癫痫波后输出刺激触发信号，触发刺激器输出刺激脉冲。刺激延时只有0．12S左右。而且，程序功能的更改和移植也很方便。(2)设计了结合信号幅值、斜率和海岸线参数的癫痫波检测新算法。算法计算速度快，检测效果好。大鼠癫痫模型海马脑区场电位信号的检测结果表明，利用本文设计的癫痫检测算法

6、，该系统癫痫波的检出率可以达到91．3％，而误检率只有8％。(3)大鼠癫痫模型的在体实验发现，在癫痫发作期，高频电刺激对癫痫有一定的抑制作用。然而当电刺激发生在癫痫发作间期时，癫痫活动反而容易增强。而且，10s时长的刺激脉冲对癫痫发作的抑制效果要比5S时长的好，但是持续1min以上的刺激脉冲的抑制效果并不明显。总之，本文设计的闭环式电刺激系统，能够自动检测场电位中的癫痫波，并根据用户的设置，输出特定频率、强度和持续时长的电刺激脉冲。动物实验结果表明，高频电刺激对癫痫有一定的抑制作用。该系统实时性高，灵活性好，通用性强，可以成为

7、深部脑刺激抑制癫痫实验研究的有效工具。关键词：癫痫检测，闭环式，电刺激，LabVIEW，抑制浙江大学硕士学位论文AbstractRecently，deepbrainstimulationhasreceivedarisingattentionintreatingepilepsy．However,duringcurrentresearchesmostofthestimulatingmodesareopen-loop，whichcannotemitstimulatingpulsesautomaticallyaccordingtoth

8、estatusofpatients．Moreover,therearemanydisadvantagesonfeasibilityanduniversalityofnowadays’existingclosed—loopelectricalstimulators．Asares