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脑科学是二十一世纪科学界公认的研究热点,脑电信号是一种无创获取的、具有高时间分辨率、可以反映时间上的信息传递和处理等特征的优异的研究手段,因此对脑电信号的分析研究始终吸引着该研究领域的众多学者。
脑电图检查在临床上已得到广泛的应用,并起到重要的作用。现已经发现许多的脑部疾病和精神疾病与脑电图的异常有关,利用脑电图分析软件可以使研究人员更方便、更直观的对采集的脑电信号进行观察和分析,及时的发现异常,对患者尽早治疗。所以脑电图分析软件在临床上是必要的。
本文开发的脑电信号处理软件是以软件工程为理论依据,在软件的需求分析中采用用例驱动的方法来认别用例。首先确定参与者,然后根据识别出的参与者分析系统需求,来确定系统中的用例。根据需求进而设计出一套新型、容易掌握和高效的脑电分析软件。主要的研究工作及创新体现在以下几个方面:
(1)根据实际的需求,对脑电信号处理软件进行整体的系统分析。首先进行系统需求分析,获得软件系统的功能性需求。然后进行用户需求分析,给出用例图。最后将脑电分析和处理的功能进行整合,完成了脑电分析软件的总体结构设计,并将总体结构进行模块化。重点是数据模块、处理分析模块、混合编程实现脑地形图模块和二次开发模块。
(2)数据模块。深入研究了欧洲数据格式(EDF)文件格式,掌握了EDF文件内部数据格式,从而可以方便读取EDF文件中的数据。此外软件还提供了自行创建EDF文件功能,用户可以将已有的数据存储为。EDF文件格式。该软件还有一个附加的功能,可以完成EDF文件到ASCII文件的转换。
(3)功能处理模块。该软件不只是充当一个脑电信号浏览器的角色,而在处理分析模块中实现Montage和滤波功能。该软件为用户提供一个可自选导联组合的平台,用户可以选择自己感兴趣的导联进行组合,操作灵活方便。滤波功能包括低通、高通和带通,用户可以通过工具栏中的组合框自由选择。
(4)混合编程实现脑地形图模块。深入研究了Matlab与VC混合编程,了解多种混合编程方法,采用最主要的两种可脱离Matlab运行环境的方法,分别是基于Matcom与COM。利用实现脑地形图的功能来比较两种方法的优缺点,从而选出最佳方案。
(5)可扩展性模块。了解可扩展性概论、分类和插件体系原理,深入研究了动态链接库(DLL)函数、变量和类的导出与调用,详细介绍插件与接口的设计。采用DLL方法实现软件插件及预留接口的功能。