生物神經(jīng)電極放大器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

0 引言
生物信號的表現(xiàn)形式具有多樣性，如：既有物理的聲、光、電、力等類的變化；又有化學(xué)的濃度、氣體分壓、PH值等的變化。其特點是信號微弱、非線性、高內(nèi)阻、干擾因素多等等，可反映生物體的生命活動狀態(tài)，因此，生物信號的采集與處理是生物科學(xué)研究的重要手段之一。
而生物神經(jīng)電極放大器系統(tǒng)(以下簡稱為肌電檢測系統(tǒng))的應(yīng)用方向即為手術(shù)中對于病患腦部神經(jīng)區(qū)域進行監(jiān)測，雖然國內(nèi)外已有類似的儀器系統(tǒng)，但國內(nèi)的設(shè)計多數(shù)只局限于其中前置放大器的部分，而缺少系統(tǒng)性；而國外的系統(tǒng)則已經(jīng)比較成型，但價格昂貴，且信號的后續(xù)處理還未采用數(shù)字化。
比較而言，本肌電檢測系統(tǒng)強調(diào)了系統(tǒng)性，構(gòu)成了一個完整的儀器，且采用了數(shù)字化的處理方法，對于系統(tǒng)將來的數(shù)字化改進提供了空間。同時，系統(tǒng)的成本大概在 2000元左右，而國外的產(chǎn)品，如德國的Neurosign100，價格約為10萬元，成本大大降低。另外，由于是自主研發(fā)，所以擁有知識產(chǎn)權(quán)。

1 神經(jīng)／肌電信號簡介
肌電檢測系統(tǒng)的應(yīng)用方向即為手術(shù)中對于病患腦部神經(jīng)區(qū)域進行監(jiān)測，所采用的方法如圖1所示。

首先產(chǎn)生一個連續(xù)的類神經(jīng)信號作用于此神經(jīng)的一端，再于該神經(jīng)另一端所相連的肌肉上提取肌電信號進行放大、濾波等各種處理，最后以LED及聲音的形式顯示出來，用于實時檢測該神經(jīng)是否在手術(shù)過程中被碰到。
因此，對于所需要設(shè)計的放大器系統(tǒng)，需要生成一個類神經(jīng)電信號作為刺激信號，而所需放大處理的生物信號為肌電信號。