[發明專利]一種電刺激噪聲消除儀

有效

• 申請號: 200710031057.8
• 申請日: 2007-10-25
• 公開（公告）號: CN101138495A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 胡新天;馬原野
• 申請（專利權）人: 中國科學院昆明動物研究所
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司
• 代理人: 羅毅萍

技術領域

本發明涉及腦電信號的處理技術領域，特別涉及一種用于消除腦電信號中的電刺激偽跡(噪聲)的裝置。

背景技術

單個神經記錄和電刺激是神經電生理研究技術的兩塊基石。如果能夠將二者有機的結合起來，也就是說，在電刺激一個腦結構的同時，記錄另一個相關腦結構的神經元電活動，將大大增強該技術領域的科研能力，開辟一系列的研究新領域，為腦研究帶來革命性的變化。但是，當我們電刺激上級結構時，刺激電極釋放的電脈沖將對下游的神經元記錄電極產生巨大的電磁干擾(偽跡)，使得觀察它的電活動變得不可能。

由于電刺激偽跡(噪聲)的消除在腦研究中具有重要的意義，國內外一直在尋求有效的解決方法。其中最有影響的是美國Riverbend公司于2002年研制的電刺激偽跡消除器，在當時引起了廣泛的關注。根據我們對其試用和檢測，結果卻不十分理想。由于設計原理上的限制，該消除器只能在噪聲不大于神經元信號15倍的情況下有效工作，而在正常的電刺激實驗中，這個比例(噪聲信號和神經元信號的比例)通常大于40倍。

另外，于2004年4月14日授權公告的中國實用新型專利CN?2610843Y，公開了一種頭皮阻抗檢測裝置，主要適用于檢測腦電信號中由于頭皮阻抗引起的偽跡，而不能有效檢測和消除由于電刺激引起的偽跡信號。

于2006年12月27日公開的中國發明專利申請CN?1883384A，公開了一種腦電信號偽跡成分的自動識別和去除方法，該方法采用獨立元分析算法，分離出腦電信號中的偽跡成分和腦電基本節律，然后通過特定的數學算法識別和去除其中的偽跡成分，獲得所需的腦電信號。該發明主要用于消除如眼動、心跳、肌電噪聲等偽跡干擾，屬于生理反應產生的偽跡干擾，但不適用消除由電刺激產生的偽跡干擾信號。

發明內容

針對上述實際問題，本發明的目的在于提供一種用于消除由電刺激引起的偽跡(噪聲)干擾的裝置。

本發明所采用的技術方案：一種電刺激噪聲消除儀，包括兩根用于采集生物電信號的微電極，所述微電極的信號輸出端經噪聲抑制電路后輸出，所述噪聲抑制電路包括差分放大電路和電阻電容補償電路，所述微電極采集的電信號經電阻電容補償電路，分別輸入差分放大電路的兩個輸入端，經差分放大之后輸出。

上述兩根微電極的其中一根作為參考電極，另一根作為采集生物電信號的電極。所述微電極的輸入端帶有濾波放大電路。

上述差分放大電路采用雙端輸入、單端輸出方式。

上述電刺激噪聲消除儀采用直流供電方式

本發明具有以下顯著特點：

(1)利用本發明所述電刺激噪聲(偽跡)消除儀，即可實現在電刺激一個腦結構的同時，記錄另一個相關腦結構的神經元電活動，將電刺激和單位放電記錄這兩項重要的神經電生理研究技術有機的結合起來，對神經電生理的研究具有積極的促進作用。

(2)與國外同類產品相比，本發明所述電刺激噪聲(偽跡)消除儀具有高于同類設備三倍以上的除噪能力，可以消除大于生物電信號本身約40倍以上的電刺激噪聲。而且，該消除儀的價格僅為國外同類產品的十分之一。

(3)本發明所述電刺激噪聲(偽跡)消除儀不僅可以在整體動物上使用，還可以運用在細胞培養和離體腦片回路的研究上。

附圖說明

圖1為本發明所述電刺激噪聲消除儀的原理框圖；

圖2為本發明所述微電極采集電刺激噪聲信號的示意圖；

圖3為本發明的具體電路原理圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發明所述電刺激噪聲消除儀，包括兩根用于采集生物電信號的微電極，在電刺激情況下，使用微電極對細胞放電進行采集時，由于外部給予的電刺激噪聲遠高于細胞本身的信號(大約40倍)，為了將采集到的細胞放電信號與電刺激噪聲進行分離，將微電極采集的電信號經噪聲抑制電路后輸出。其中，所述噪聲抑制電路包括差分放大電路和電阻電容補償電路，所述微電極采集的電信號經電阻電容補償電路后，分別輸入差分放大電路的兩個輸入端，經差分放大之后輸出。所述微電極采用兩根相似的微電極A、B，其中一根作為參考電極，另一根作為采集信號用的電極，兩根電極所采的信號進入差分放大器，抵消其中的電刺激噪聲信號后進行差分放大，所獲得的輸出信號就近似于去噪后的生物電信號。