4.2. Разработка функционально-структурной схемы блока сбора нативных ээг данных в среде Labview
Используя известные принципы построения электроэнцефалографов [1], представим структурную схему виртуального прибора для сбора ЭЭГ данных в следующем виде (рис. 4.1).
Рисунок 4.1. Структурная схема виртуального прибора для сбора ЭЭГ данных.
Она состоит из следующих блоков (слева направо):
блок пациента, который играет роль источника сигналов;
набор электродов, которые играют роль проводников биологического электричества от коры головного мозга к блокам регистрации и обработки;
соединительные линии, кабели, передающие сигнал от пациента к блоку обработки;
усилитель,
фильтр,
АЦП,
блок обработки сигнала, обычно компьютер.
В схеме также присутствует панель управления (вверху), на которой присутствуют варианты управления характеристиками и панель визуализации (внизу), на которой отображается сигнал.
Рассмотрим подробнее блок электродов. Его структурно-функциональную схему можно представить в следующем виде (рис. 4.2):
Рисунок 4.2. Структурно-функциональная схема блока электродов.
В этом модуле сравнивается два сигнала в каждой точке схемы: один соответствующий идеальному сигналу (модельному) - внизу, другой – не идеальному (из базы нативных ЭЭГ данных) - вверху.
Функциональная схема идеального блока показана на рис. 4.3. Она состоит из блока задания модельного массива и входного и выходного контрольных осциллографов.
Рисунок 4.3. Функциональная схема идеального блока.
Функциональная схема не идеального блока показана на рис. 4.4. Она состоит из блока задания массива нативных ЭЭГ данных, блоков нормировки исходных массивов по каналам (19), блока вычисления и нормировки шума, блока установки начального смещения, а также входного и выходного контрольных осциллографов.
Рисунок 4.4. Функциональная схема не идеального блока.
4.3. Создание базы данных электроэнцефалографических сигналов в среде Labview
Используя данные экспериментальных исследований, описанных в главе 3, была создана база данных по исследованным пациентам в среде Labview. Базу данных можно представить как блок пациента, изображенный на рис. 4.1. Известный массив данных был распределен в соответствии со стандартными электроэнцефалографическими отведениями «10-20» и результаты по каждому отведению выведены в виде отдельной осциллограммы.
Структурно-функциональная схема базы данных нативных ЭЭГ данных показана на рис. 4.5, результаты представления сигналов показаны на рис. 4.6-4.10.
Схема базы данных состоит из следующих блоков:
Блока исходных массивов нативных ЭЭГ данных;
Блока выбора размерности массива;
Блока выбора задержки;
Блока выбора частоты дискретизации;
Блока предварительного усиления;
Блока разбивки по отдельным электродным отведениям;
Блока нормировки;
Блока визуализации с разделением по отведениям.
Среда Labview позволяет не только создать базу данных сигналов, но и осуществить их предварительную обработку, имитируя реальный прибор.
Рисунок 4.5. Структурная схема базы данных ЭЭГ сигнала.
Рисунок 4.6. Представление ЭЭГ сигналов для случая условно здорового пациента (женщина).
Рисунок 4.7. Представление ЭЭГ сигналов для случая условно здорового пациента (мужчина).
Рисунок 4.8. Представление ЭЭГ сигналов для диагноза «рассеянный склероз».
Рисунок 4.9. Представление ЭЭГ сигналов для диагноза «невралгия».
Рисунок 4.10. Представление ЭЭГ сигналов для диагноза «лудомания».