基于单片机的无线便携式动物脑电遥测系统设计

体定位仪上。根据大鼠脑图谱[8]进行电极植入，切开表皮使其颅骨完全暴露后，用适量3%的双氧水擦拭颅骨以去除表面油脂[9]，用高速颅钻在颅骨上钻开0.7 mm的孔。将0.17 mm漆包线两端刮掉涂层，一端缠绕在直径0.72 mm不锈钢螺钉上，另外一端焊接在2.54 mm母接线槽上，然后将螺钉固定在颅骨上，最后用牙科水泥将螺丝钉和接线槽固定在大鼠颅骨上。测量电极坐标位置AP=-0.5 mm, ML=1.5 mm, DV=1.0 mm;参考电极坐标位置AP=+1.5 mm, ML=1.0 mm, DV=1.0 mm;为提高系统抗干扰能力，在大鼠脑部后加入相连的地电极与仪器地线,坐标位置AP=-8.5 mm, ML=0 mm, DV=1.0 mm。

4.2 实验过程及结果

实验前用尼龙搭扣将采集器固定在大鼠背上，按照电路设计中定义的通道将引线端子插入大鼠脑外的2.54 mm母接线槽中。用9%水合氯醛进行麻醉来采集大鼠睡眠时期脑电波形，波形如图3(a)所示。待大鼠清醒后，将采集器再次背负在大鼠身上，进行清醒状态下的脑电信号采集实验，如图3(b)所示。最后根据韩丹等人1998年的方法[10]对大鼠腹腔注射120万U青霉素诱发大鼠急性全身性癫痫，波形如图3(c)所示。实验结束后对大鼠腹腔注射过量9%水合氯醛处死，动物尸体按照相关规定进行处理。

经过实际测试，系统能在20 m范围内收到遥测信号，可以满足实验室范围内实验。与已有的无线脑电信号采集系统相比，本系统采集数据精度高、抗干扰能力强、成本低廉，能够完成过去有线遥测无法完成的实验。随着研究的进一步深入，以下几个问题需要解决：

(1)增加系统采集通道。可以考虑用ARM作为MCU，处理能力更强，A/D采样精度更高，但需要外挂无线传输模块，这样会造成体积和重量的增加，所以扩展后采集系统的重量和体积如何控制需要进一步研究。

(2) 本系统仅仅测量动物的EEG信号。将来可以研究同时测量心电、肌电、胞外放电等生物信号，但是所需电极有所不同，需要进一步研究测量电极、导联方式和安装位置，同时频率、带宽等参数也有所不同，还需要调整滤波器组的带宽。

(3) 遥控、遥测功能合二为一。在施加刺激信号的同时测量脑部其他核团信号，例如对大鼠S1BF区施加电刺激，对大鼠转向控制的同时测量支配运动的核团 (M1区) 脑电信号，研究生物大脑核团的相互关联，找到核团之间的通路,以更好地证明生物脑部核团的相互关系。