[发明专利]用于大脑晃动中脑磁信号的检测装置和检测方法

说明书

一种用于大脑晃动中脑磁信号的检测方法，两个有一定间距的微型化磁传感器贴近人体脑部，差分电路获得磁梯度信号，放大器和数据采集器进行信号放大和数据采集，最后通过窄带滤波实现检测脑磁信号。大脑中神经元活动产生电流的同时产生脑磁信号，但脑磁信号相比地磁场要弱得多。另外目前的磁传感器都是矢量探测器，大脑晃动过程会使矢量磁传感器检测的信号发生变化，影响脑磁信号探测。大脑晃动过程中两个磁探测器探测到的背景磁场同步改变，通过差分电路比较距离脑电波源不同的磁传感器所检测的信号得到磁梯度信号，可以抑制地磁场及晃动的影响。最后利用窄带滤波的方法滤除大脑晃动频率，提取脑电波频率，达到大脑晃动情况下检测脑磁信号的目的。

技术领域

本发明涉及脑磁探测技术领域，特别是一种用于大脑晃动中脑磁信号的检测装置和检测方法。

背景技术

脑磁探测技术是以大脑中神经元的活动产生磁场分布的物理现象为基础，通过磁探测传感器来测量磁场信号，通过一定的信号处理最终检测脑磁信号。该技术目前应用于思维、情感等高级脑功能的研究，以及用于神经外科手术前脑功能定位、功能性疾病的外科治疗。

现有的脑磁探测技术，主要是在磁屏蔽室里进行，通过将地磁场屏蔽，来实现脑磁信号的探测。目前，利用超导量子干涉仪在磁屏蔽室里可以直接测量脑磁信号，这种方法已经广泛应用于大脑功能的开发研究和临床脑疾病诊断。但是这种方法也有一定的局限，首先就是必须要在磁屏蔽室里进行测量，还有就是测量的整套设备体积庞大，很难实现微型化，并且传感器的位置距头皮位置较远。此外，现有的脑磁探测装置主要是针对大脑在保持静止的情况下，在实际应用中具有不小的局限性。

发明内容

本发明克服上述现有技术的不足，提出一种用于大脑晃动中脑磁信号的检测装置和检测方法，通过将两个具有一定间距的微型化磁传感器贴近人体脑部，提高脑磁信号在传感器处的信号强度，通过差分电路获得磁梯度信号，抑制了晃动的影响，利用计算机通过窄带滤波进行频带选择，探测脑磁信号。

在对大脑晃动情况下提取脑磁信号的过程中，由于外界地磁干扰噪声在0-0.15Hz频率范围附近，大脑晃动的频率一般为低频，而大脑中磁信号的频率为1-30Hz频率范围。因此提出了针对在大脑晃动情况下检测脑磁信号的方法，通过将具有特定间距的微型化磁传感器贴近人体脑部，提高脑磁信号在传感器处的信号强度，通过差分电路获得磁梯度信号，抑制晃动的影响，利用计算机通过窄带滤波实现频带选择，从而达到在大脑晃动情况下检测脑磁信号的目的。

本发明的基本原理主要基于以下几点：

1.脑磁信号探测原理：大脑中神经元活动产生的磁场会对传感器周围的磁场产生一定量的磁场扰动，此时传感器会感应到磁场的变化强度，产生电信号作为探测结果传回后端电路显示。

2.脑磁信号梯度分析原理：贴近大脑的第一微型磁传感器1和第二微型磁传感器2距离脑电波源的距离不同，而大脑晃动过程中第一微型磁传感器和第二微型磁传感器所探测到的背景磁场同步改变，因此通过对第一微型磁传感器和第二微型磁传感器探测的信号进行梯度分析，可抑制晃动的影响。

3.信号滤波原理：信号滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施，是根据观察某一随机过程的结果，然后对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法，是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于大脑晃动中脑磁信号的检测装置，其特点在于：包括用于探测脑磁信号的第一微型磁传感器和第二微型磁传感器；差分电路、放大器、数据采集器和计算机；

所述的第一微型磁传感器和第二微型磁传感器分别将探测到的脑磁信号传输至所述的差分电路，经该差分电路获得磁梯度信号后，传输至所述的放大器，经该放大器放大后，由所述的数据采集器采集，并将模拟信号转换为数字信号后，传输至计算机，该计算机通过窄带滤波滤除信号中大脑晃动的频率成分，实现脑磁信号检测。