[发明专利]一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制系统及方法

权利要求书

1.一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制系统，其特征在于，包括磁屏蔽房、脑磁测量帽、原子磁力计探测传感器阵列、原子磁力计参考传感器阵列，

被试者头戴所述脑磁测量帽置于所述磁屏蔽房内，所述原子磁力计探测传感器阵列设置在所述脑磁测量帽内，所述原子磁力计参考传感器阵列设置在被试者头部上方，

还包括设置在所述磁屏蔽房外的原子磁力计电子学系统、传感器控制采集与处理系统、刺激器控制系统，以及设置在所述磁屏蔽房内的视听觉刺激器模块，

所述原子磁力计探测传感器阵列和所述原子磁力计参考传感器阵列采集到的信号由所述原子磁力计电子学系统输出至所述传感器控制采集及处理系统，进行环境噪声去除及脑磁数据处理，

所述视听觉刺激器模块，用于产生各类感官刺激，所述视听觉刺激器模块由所述磁屏蔽房外的刺激器控制系统控制并和采集到的脑磁数据进行时序同步。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制系统，其特征在于，所述原子磁力计参考传感器阵列包括三个原子磁力计参考传感器，所述三个参考传感器正交布置，分别用于探测XYZ三个正交方向环境噪声。

3.根据权利要求2所述的一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制系统，其特征在于，所述原子磁力计参考传感器阵列固定在参考传感器阵列支架上，并设置在被试者头部上方10-20cm，使其只能探测到环境磁场。

4.根据权利要求1所述的一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制系统，其特征在于，所述脑磁测量帽采用柔性测量帽，可根据任意被试者头型调整测量帽大小并紧贴被试者头皮。

5.根据权利要求1所述的一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制系统，其特征在于，所述磁屏蔽房内部还包括匀场梯度线圈组，所述匀场梯度线圈组用于补偿所述磁屏蔽房内部中心区域剩磁至1nT。

6.一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制方法，其特征在于，所述穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制在磁屏蔽房中进行，被试者头部佩戴脑磁测量帽，接受视听觉刺激器模块产生的各类感官相关刺激，并由刺激器控制系统所控制，设置在被试者头部上部的所述原子磁力计参考传感器阵列和设置在所述脑磁测量帽内的原子磁力计探测传感器阵列探测的信号经过所述磁屏蔽房外的磁力计电子学系统，输出到传感器控制采集与处理系统，进行环境噪声去除及脑磁数据处理。

7.根据权利要求6所述的一种穿戴式脑磁图仪环境噪声抑制方法，其特征在于，所述原子磁力计参考传感器阵列由三通道原子磁力计正交布置在被试者头部上方10-20cm，分别探测XYZ三个正交方向环境噪声，具体环境噪声抑制方法为：

去除环境噪声后的探测传感器阵列信号矩阵D_r可表示为：

D_r＝D-b·R

D＝{D₁，D₂，D₃...D_i...D_N}

R＝{R_x，R_y，R_z}

其中，D为去噪前探测传感器阵列信号矩阵，D₁，D₂，D₃...D_i...D_N分别表示N通道探测传感器数据；R为参考传感器阵列所测环境噪声，R_x，R_y，R_z表示三个正交方向的环境噪声；b为N×3的权重系数矩阵，取决于三个参考传感器阵列和探测传感器阵列之间的相对距离以及所测磁场方向，

权重系数矩阵b计算可采用最小二乘法，表示如下：

b＝R⁺·D

其中，R⁺为参考传感器信号矩阵的伪逆。