[發明專利]一種無線便攜式多通道腦電信號采集系統

在審

• 申請號: 201710380109.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107080536A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 張井想;甘良志;陳星星;岳大超
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及腦電采集系統與設備領域，尤其設計一種無線便攜式多通道腦電信號采集系統。

背景技術

19世紀早期，腦電信號研究開始發展。但由于實驗設備和研究技術的落后，無法準確采集到需要的腦電信號，使得腦電研究進展緩慢。20世紀中期，科學家研制出一種用于平均瞬時腦誘發電位的電-機械處理裝置，開創了腦電信號記錄技術的新紀元。計算機技術、神經科學、生物學技術、腦機接口技術（BCI）的不斷發展，腦電信號的研究越來越成熟。

腦電信號十分微弱，幅值范圍為5~100，頻率范圍一般在0. 5 Hz～40 Hz。腦電信號的采集受多種外圍噪聲的影響。其中主要的影響信號為：50Hz共模信號、極化電壓、生理信號。采集電路要具有高共模抑制比、輸入阻抗大、輸出阻抗小、低噪聲等特性，同時還要對腦電信號進行濾波。

腦電信號應用十分廣闊，主要應用方向有疾病診斷、睡眠質量監控、機器設備的控制、情感識別。

發明內容

本發明的目的是實現一種無線便攜式多通道腦電信號采集系統。

一種無線便攜式多通道腦電信號采集系統，包括腦電信號檢測件和采集件；其中腦電信號檢測件包含采集頭帶、采集電極和導聯線；采集件包含濾波網絡、AD8232模塊、AD7606模塊、微處理器模塊、串口模塊、液晶模塊、SD卡模塊、WIFI模塊和電源模塊。所述濾波網絡包含無源低通濾波和輸入保護電路，無源低通濾波由RC組合而成，具有較好的抗頻率混疊效果。輸入保護電路串聯在低通濾波電路后，由兩個穩壓二極管組成，其單相導電性鉗制電壓幅值在正負700 mV，從而保護腦電采集設備；所述AD8232模塊銜接在濾波網絡后，濾波網絡信號輸出端與AD8232模塊信號輸入端相連，對輸入信號做進一步處理。AD8232模塊的內部集成了放大電路、右腿驅動電路、濾波電路，其中高通濾波器采用雙極點，低通濾波器采用無使用約束運算放大器創建，為三極點型；串口模塊作為AD7606模塊和微處理器模塊的中間模塊，是二者之間數據交互的通道;液晶模塊外掛于微處理器模塊下，用于顯示數據的處理效果；SD卡模塊與微處理器模塊相連，用于存儲數據；WIFI模塊與微處理器模塊相連，作為另一種數據存儲方式，直接將數據上傳至服務器；電源模塊為濾波網絡、AD8232模塊、AD7606模塊、微處理器模塊、液晶模塊、WIFI模塊提供電壓。

所述采集頭帶包含2個參考電極、8個采集信號電極，頭帶內側有10個氯化銀小薄片，用于與腦部貼合，檢測腦電信號。頭帶外側有10個與氯化銀小薄片對位相通的突出卡槽，用于與導聯線一端的采集電極耦合；所述導聯線一端為采集電極，另一端為2.5mm標準插頭；所述采集件上有與導聯線電性連接的2.5mm標準插孔，2.5mm標準插孔和采集件內部腦電信號預處理模塊電性連接。所述AD7606模塊為16位同步采樣模數數據采集系統，支持真正±10V或±5V的雙極性輸入信號。

所述數據處理模塊為STM32F429；

所述WiFi模塊為ESP32，與微處理器模塊使用UART進行數據通信。

所述串口模塊的接口為MicroUSB接口。

所述電壓源模塊的基準電壓芯片輸出電壓經過電阻分壓后輸出基準電壓；基準電壓芯片為ADR4540。

本專利采集端選用發帶貼合頭部采集點，提高了采集過程中的舒適度，不會對人頭部造成損害。系統設計中選用集成度極高的AD8232芯片，使整個設備體積相比傳統的腦電采集設備大幅度濃縮，即使是多通道采集電路，體積也很微小，且結構簡明，便于攜帶，可做到隨時隨地采集數據。整個采集設備只需將采集電極正確嵌套在采集發帶上，就可完成采集工作，操作簡單，適用人群廣泛。本系統ADC轉換模塊精度高，能準確識別出微伏機腦電信號。本系統含有液晶模塊，系統輸出結果可直接在液晶屏上顯示，具有實時性，有利于監督腦電信號的波動，以供專業人員分析。本設備PCB制板時采用多層板，抗干擾能力強，不會因場地、環境等外部因素而受到影響，具有很高的通用性能。

附圖說明

圖1為本發明的原理示意圖。

圖2為本發明的外觀結構框圖。

圖3是本發明的采集頭帶示意圖。

圖4是本發明的AD8232模塊。

圖5是本發明的AD7606模塊。

圖6是本發明的基準電壓源模塊。

圖7是本發明的液晶模塊。

圖8是本發明的串口模塊。

圖9是本發明的WiFi模塊。

圖10是本發明的SD卡模塊。

具體實施方式