[发明专利]一种基于神经反馈的多模态数据采集设备

说明书

本发明公开一种基于神经反馈的多模态数据采集设备，包括：采集系统，包括脑电采集模块、心电采集模块、血氧饱和度采集模块、呼吸采集模块，以及肌电或步态采集模块；控制系统，包括主控制器、数据收发模块和电源模块；上位机单元，用于处理数据并显示；本发明的多模态数据采集设备通道间延时最大为2ms，具有实时采集特性。硬件标签反应时长平均在1.5ms左右。每种生物电信号的数据采集设备都有隔离器，使各种生物电信号通道间的信号串扰降到最低。本套设备能够实现多个生理信号的同时高效采集，可以方便的穿戴在使用者身上，整体性能可靠，具有结构简单，质量轻、灵活使用等优点，而且可以根据不同的患者配置不同的神经反馈方案。

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，尤其涉及一种基于神经反馈的多模态数据采集设备。

背景技术

人类的多种神经类疾病，如多动症、癫痫、自闭症、抑郁症、帕金森氏病、老年痴呆等都与神经元活动的异常有关。19世纪科学家就发现，通过特定的方式，大脑可以进行自我修复，使脑波恢复到正常值范围，或大幅改善，从而使神经类疾病患者获得康复，这就是神经反馈技术。它的出现为神经类疾病患者提供了一种可替代的新的康复治疗手段，避免了药物治疗的副作用，而且治疗效果更加持久，同时也解决了有时药物治疗无效的难题。

神经反馈通过调节大脑神经活动，能够改善认知功能和行为表现。神经反馈是将脑电图等神经信号转换成视觉、听觉信息，被试者通过训练，选择性地增强或抑制某些成分，以达到调节脑功能的目的。在操作性条件作用中，学习者在特定环境下主动而自愿地进行操作，过程包含奖励刺激，从而促使学习者重复该项活动。这种学习模式具有重要的启发意义，如果能借助先进的仪器帮助人们增强对自身生理活动反应的感知，通过学习和训练，个体就能建立自主神经系统的操作性条件反射来调节这些变化，实现对生理反应的自我管理。

神经活动信号包括电生理和血液动力学信号，近年来，随着脑成像技术的发展，主要通过脑电图和功能磁共振成像(fMRI)获取。原始神经信号经去除伪迹等噪音后，提取信号特征。电生理与血液动力学信号处理方法类似，包括单个通道或感兴趣脑区信号特征提取，以及多通道或多个脑区信号特征联通性分析等，但脑电因高时间分辨率，可移植性和低成本等优点，被最广泛用于临床治疗。

由于我国在生物医学工程领域开始较晚，导致神经反馈相关设备的研发仍然处于初级阶段，以往神经反馈大多是单模态采集系统或者多种单模态系统分开采集生理信号，但是这样很难做到各种信号完全同步以及难以克服信号之间的串扰。因此，需要开发出一种神经反馈多模态生理信号一体化同步实时采集设备，可在使用者通过多源生理信号在进行神经反馈时，提供更多准确且高质量的生理信号，从而使被试通过神经反馈改善大脑网络，让神经反馈的效果更上一层楼。

发明内容

本发明提供一种基于神经反馈的多模态数据采集设备，旨在解决上述存在的问题。

本发明是这样实现的，一种基于神经反馈的多模态数据采集设备，包括：

采集系统，包括脑电采集模块、心电采集模块、血氧饱和度采集模块、呼吸采集模块，以及肌电或步态采集模块；

控制系统，包括主控制器、数据收发模块和电源模块；

上位机单元，用于处理数据并显示；

所述主控制器辅助控制和开启所述脑电采集模块、心电采集模块、血氧饱和度采集模块、呼吸采集模块，以及肌电或步态采集模块；并获取采集数据；

所述数据收发模块将主控制器获取的采集数据传输到上位机单元中，由上位机单元整理并显示各信号。

进一步的，所述脑电采集模块为可折叠的脑电帽，包括脑电帽内衬、脑电帽外壳和干电极，所述干电极与人体头皮接触；所述脑电帽内衬上嵌有纽扣，所述纽扣与干电极电性连接；所述脑电帽外壳上设置有连接线，所述连接线与纽扣电性连接。