生物神經電極放大器系統的設計與實現

0 引言
生物信號的表現形式具有多樣性，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、高內阻、干擾因素多等等，可反映生物體的生命活動狀態，因此，生物信號的采集與處理是生物科學研究的重要手段之一。
而生物神經電極放大器系統(以下簡稱為肌電檢測系統)的應用方向即為手術中對于病患腦部神經區域進行監測，雖然國內外已有類似的儀器系統，但國內的設計多數只局限于其中前置放大器的部分，而缺少系統性；而國外的系統則已經比較成型，但價格昂貴，且信號的后續處理還未采用數字化。
比較而言，本肌電檢測系統強調了系統性，構成了一個完整的儀器，且采用了數字化的處理方法，對于系統將來的數字化改進提供了空間。同時，系統的成本大概在 2000元左右，而國外的產品，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，所以擁有知識產權。

1 神經／肌電信號簡介
肌電檢測系統的應用方向即為手術中對于病患腦部神經區域進行監測，所采用的方法如圖1所示。

首先產生一個連續的類神經信號作用于此神經的一端，再于該神經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是否在手術過程中被碰到。
因此，對于所需要設計的放大器系統，需要生成一個類神經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。