[发明专利]一种脑电图采集处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及可穿戴智能设备领域，尤其涉及到一种脑电图采集处理系统。

背景技术

神经科学研究显示，在大脑产生意识之后和动作执行之前，神经系统电活动会发生相应改变。通过对信号进行分类识别，分辨出引发脑电变化的动作意图，把人的思维活动转变成命令信号驱动外部设备，实现在没有肌肉和外围神经直接参与的情况下人脑对外部环境的控制，这就是脑机接口(brain-computer interface,BCI)的基本工作原理，脑机接口是一种全新的通信方式。

人的大脑，特别是皮层细胞，存在着频繁的自发电活动，无需任何外界刺激。从脑电极记录到的电位是对脑部大量神经元活动的反应，低至微伏级，这种电活动的电位随时间的波动成为脑电图(Electroencephalograph,EEG)。EEG反应了大脑组织的电活动及大脑的功能状态，在理论上脑的感觉、运动及认知意识在自发EEG中是可辨识的，因此EEG成为BCI研究的首选工具，通过识别这种意图，将之表达为对外部设备的直接控制。

现有的脑电图采集方法是利用在头皮上安装电极将细胞的电活动引出来并经脑电图机放大后记录下来得到。头皮电极需专门装置固定，并且需经过训练的专业人员操作。

实用新型专利CN201320486784公开了一种脑电图采集装置，主要为一种新型的吸盘式磁性电极设计，但所采用的测量方法仍然是传统的头皮电极方式，使用不便，且需要使用专门的脑电图采集装置。本专利的目的在于提供一种可供日常使用的脑电图测量方法，采用入耳式设计，可与音频耳塞合为一体，使用处理设备如智能手机的音频通道进行信号采集，使用极为便利。

现有设备一般需接入专门电源如直流稳压电源、电池或通过特殊接口(如USB)从其他设备取电的方法为设备供电，使用不便、增加设备重量并增加成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种脑电图采集处理系统，由感应脑电信号的传感器模块、进行信号放大与调制的脑电信号调理设备和进行信号采集与存储的处理设备依次连接而成；脑电信号调理设备由能量模块分别与脑电信号放大模块、信号调制模块相连组成；传感器模块与脑电信号放大模块相连，信号调制模块与处理设备相连；其特征在于传感器模块为入耳式电极。

所述处理设备由音频输入通道、音频输出通道、信号解调模块、数据存储模块和单频信号发生模块组成；音频输入通道、信号解调模块与数据存储模块依次相连，单频信号发生模块与音频输出通道相连；信号调制模块与处理设备的音频输入通道相连；所述能量模块与处理设备的音频输出通道相连。

上述脑电信号放大模块中，脑电信号放大模块含有放大器，放大器采用低功耗信号放大器，脑电信号经差分放大电路进行前置放大，到达调制模块，经过调制模块将脑电信号由0-100Hz调制到高频段，再经处理设备的音频输入通道到达信号解调模块。

上述能量模块提供脑电信号放大模块以及信号调制模块所需电能的功能。能量模块通过收集存储音频输出通道输出音频信号时所产生的电能，为脑电信号放大模块以及信号调制模块供电。在音频输出通道无音频信号输出时，通过处理设备的单频信号发生模块发送单频信号进行供电。

上述音频输出可同时与入耳式耳机相连接，音频输出模块输出音频信号，传输入耳式耳机，通过耳机播放音乐等音频信号。

上述处理设备对通过音频输入通道所获得的调制信号进行解调，得到脑电图信号，使用数据存储模块进行存储。

本发明专利利用处理设备上的音频接口，通过能量模块收集音频输出通道输出的能量为装置供电，无需配置额外的电源。

本发明相较其他方法，无需安装头皮电极、头套等，使用方便。信号采集与设备供电通过处理设备上的音频通道完成，无需专用设备。

附图说明

图1为一种脑电图采集处理系统结构框图。

图2为脑电信号处理设备软件流程功能框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施作进一步说明：

如图1所示，本发明包括传感器模块、脑电信号调理设备、处理设备三个部分，其中传感器模块为入耳式电极，具体形式为附着于耳塞表面上的金属电极；金属电极将感应到的微弱脑电信号传输给脑电信号放大器进行放大。脑电信号调理设备包括脑电信号放大模块、信号调制模块、能量模块；处理设备包含音频输入通道、音频输出通道与信号解调模块、数据存储模块和单频信号发生模块。处理设备包括但不限于：智能手机，平板电脑，计算机或类似的具有计算功能的自制设备以及软件。