从大鼠坐骨神经神经活动期间的频分复用信号中提取阻抗变化：体外初步研究

目的：建立从外周神经频分复用（FDM）载波信号中提取阻抗变化时所适用的频率间隔与解调步骤。方法：实验在安乐死后即刻的尸体上体外进行。通过刺激后爪神经诱发神经活动，同时经由植入坐骨神经的双环神经 cuff 注入载波信号并获取记录。对记录到的复合动作电位（CAPs）和提取出的阻抗变化（后者使用既有解调方法获得）进行频率分析，以确定载波信号的合适频率间隔，以及频分复用信号的带通滤波器（BPF）带宽与阶数。主要结果：CAPs 与阻抗变化分别主导于 200 至 500 Hz 和 100 至 200 Hz 频带。引入 Tukey 窗以消除 Gibbs 现象的振铃。选定 ±750 Hz 的 BPF 带宽以涵盖阻抗变化 99.99% 的频率功率。建模预测，对于 2 kHz 间隔需最小 BPF 阶数 16，对于 4 kHz 间隔需 10，以避免邻载波信号振铃；而 FDM 实验验证分别需要 BPF 阶数 12 和 8。采用以邻信号为中心的频率陷波滤波器时，2 和 4 kHz 分别至少需要 BPF 阶数 6 或 4。意义：结果确立了用于 FDM 电阻抗断层成像（EIT）实验的驱动频率间隔与解调设置，以及其选择框架，并首次展示了外周神经神经活动 FDM-EIT 的可行性，这将成为未来实时神经-EIT 系统与基于 EIT 的神经假体接口的核心方面。