[发明专利]一种枕颞区视觉脑电信号采集系统

说明书

本发明提供了一种枕颞区视觉脑电信号采集系统，包括，座椅、向座椅上的用户提供视觉刺激的视觉刺激显示器、用于采集枕颞区的脑电信号的悬浮式脑电盔、以及用来获取脑电信号和控制刺激图片呈现方式的控制模块；所述悬浮式脑电盔包括横冠双向张紧锚圈、柔性悬浮架和电极组件；所述横冠双向张紧锚圈包括锚圈，所述锚圈的两个端部在头部的后侧重叠，分别穿设在第一张紧基座内，所述第一张紧基座连接有处于锚圈内侧的柔性悬浮架，所述电极组件作用于枕颞区。本发明的优点在于：通过集成设置的座椅、视觉刺激显示器和控制模块方便的实现了对被测用户进行视觉刺激的控制；在锚圈锁紧的同时，电极组件能够与头部枕颞区贴合，确保脑电信号的有效采集。

技术领域

本发明涉及脑电采集技术领域，尤其涉及一种枕颞区视觉脑电信号采集系统。

背景技术

脑机接口技术(BCI)旨在建立一种脑与计算机(或其他机械电子设备)之间直接的信息交流和控制通道，是一种新型的脑与机器信息交流方法。随着BCI技术逐步成熟，在面孔失认症、孤独症诊疗领域展现其独特优势，采用BCI技术，针对特定脑区的实时脑功能信号分析，有助于病情早期筛查、康复训练方法量化反馈以及新型药物有效性快速评价，推动脑功能疾病诊疗从量表、眼动追踪、机器视觉等主观外在行为学分析进入病患脑功能客观测评新阶段。

功能性磁共振成像(fMRI)被广泛用于面孔失认症、孤独症的神经机理研究，但是其封闭测试环境，易引起患者幽闭性恐惧和焦虑。同时，检测时要求受试者保持头部不动，不适用于受控性弱病患及低龄患儿。因此，研究者逐步采用便携式的高密度脑电(EEG)和功能性近红外光谱成像(fNIRS)设备，进行静息态脑功能检测，通过脑区内结构复杂性和脑区间相干性对病患及其对照组进行分类判断，鉴于其复杂、耗时的测试过程以及较高的设备成本，暂时难以在临床诊疗中推广应用。

稳态视觉诱发电位(SSVEP)是固定频率视觉刺激时，人脑初级视觉皮层产生与刺激频率相等(或近似)的EEG振荡响应，SSVEP成分在刺激频率或其倍频处出现能量增强，与刺激事件具有频率上的锁定关系。相比行为学测量指标，在固定频率中性面孔视觉刺激中嵌入周期性情绪面孔，能够客观提供认知过程的内隐性实时测量，此外，相较前述静息态脑功能检测，基于SSVEP技术的快速周期性情绪面孔刺激方法信噪比高、操作简单、被试适应性强、测试时间短，并且能够进一步细分典型情绪响应，利用刺激与响应的锁频特征，从脑部视觉功能障碍机理出发，有望开发出适用于面孔失认症、孤独症临床诊疗需求的靶向性生物标志物，在其早期筛查、诊疗康复、药物评定领域具有广泛应用前景。

然而现有技术中未见专用化稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑电信号采集分析系统，目前以科研级脑电信号放大器辅助以视觉图像呈现系统和座椅等为主，需要多名辅助人员参与调节被试视角范围、监控被试测试过程状态(注意力、头动等)和记录脑电信号。

针对脑电信号的获取，现有技术中主要通过佩戴脑电帽的方式进行信号采集，而脑电帽多使用弹性织物材料，在下颌处通过魔术贴等方式拉紧固定，颅骨上侧与下颌承受主要拉力，额叶、顶叶处电极固定效果好，但是无法向颅骨侧后方枕颞区域提供压力，导致枕颞区电极贴合效果差，需要注入大量导电膏以保持合理阻抗，而过量的导电膏可能引起临近电极导通，降低脑电信号采集的空间分辨率。此外，测试过程中下意识吞咽等动作会带动下颌骨与颞骨间相对运动，进而引入脑电运动伪迹，需要后处理手工剔除。

公告号为CN207707910U的实用新型提出的头盔式脑电帽，使用生理盐水作为导电介质，准备时间短，但是信号质量无法满足SSVEP脑电信号采集分析需求。电极按照10-20系统法固定在ABS材质保持架上，保持架曲面与头部轮廓无法准确匹配，导致电极与测试颅骨法线难以重合，降低弹性压紧效果，佩戴舒适性差，并且导电介质易流失。