[實(shí)用新型]微型化低功耗腦電信號(hào)采集與無線傳輸設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720026202.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN206934102U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;景永豪;邵明磊;李琳琳;王慧;梁超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/0476
• 分類號(hào): A61B5/0476
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙)23209
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及腦電信號(hào)采集技術(shù)，具體涉及一種微型化低功耗腦電信號(hào)采集與無線傳輸設(shè)備。

背景技術(shù)

腦電信號(hào)EEG(Electroencephalogram)的采集和研究為人類獲取腦部信息、治療腦部疾病、幫助殘障人士的日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的研究提供依據(jù)和基礎(chǔ)，而且對(duì)臨床醫(yī)學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)和信息學(xué)等各類學(xué)科也有著深遠(yuǎn)的意義和影響。采集和研究動(dòng)物腦電信號(hào)是人們進(jìn)行腦科學(xué)研究常用的手段，因此，針對(duì)于動(dòng)物腦電信號(hào)采集設(shè)備一直以來也是人們研究的熱點(diǎn)。腦電信號(hào)主要頻率在0.5～100Hz，信號(hào)幅值范圍為5～300μV。由于μV級(jí)腦電信號(hào)相當(dāng)微弱，很容易被mV級(jí)外界干擾和內(nèi)部噪聲所淹沒。因此，微弱腦電信號(hào)采集過程中要保證足夠高的信號(hào)增益前提下有效地抑制外界干擾，而且對(duì)腦電采集設(shè)備體積、功耗和傳輸方式等方面也有很高的要求。

隨著人類對(duì)腦電信號(hào)的研究逐步加深，能夠記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腦電信號(hào)的儀器儀表也越來越多。Iyad Obeid等人于2004年記錄清醒狀態(tài)下獼猴的單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)。目前生物腦電有線方式測(cè)量精度相對(duì)較高，但由于限制了動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)范圍，測(cè)量過程中可能會(huì)發(fā)生導(dǎo)線纏繞或者被動(dòng)物撕咬等情況。無線方式可使動(dòng)物活動(dòng)范圍變大，但采集器受到了測(cè)量精度、帶寬、體積、重量和電池供電時(shí)間等因素的制約。目前，國(guó)外腦電信號(hào)采集技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，已生產(chǎn)多套完整的腦電采集系統(tǒng)。例如美國(guó)EGI公司、Neuroscan公司、德國(guó)Brain Products公司等生產(chǎn)的腦電采集系統(tǒng)精度最高可達(dá)到24nV，共模抑制比高達(dá)110dB。但是它們的價(jià)格非常昂貴，都在30萬人民幣左右，而且體積和功耗都比較大。為了在保證系統(tǒng)高性能的前提下盡可能地降低功耗和體積，多年來各個(gè)研究團(tuán)隊(duì)或個(gè)人都在進(jìn)行不懈的努力。例如Hoof團(tuán)隊(duì)在2006年設(shè)計(jì)了信號(hào)采集芯片，在單端3V供電時(shí)功耗大約為300μW。2011年該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用在體征信號(hào)采集中的低電壓、低功耗的連續(xù)時(shí)間Sigma-Delta ADC，芯片以1.4V供電，功耗僅為13.3μW，但是尚未集成無線傳輸?shù)墓δ堋?/p>

實(shí)用新型內(nèi)容

在下文中給出了關(guān)于本實(shí)用新型的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。

鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種微型化低功耗腦電信號(hào)采集與無線傳輸設(shè)備，以至少解決現(xiàn)有的腦電信號(hào)采集技術(shù)存在的限制受測(cè)體活動(dòng)范圍、體積大和功耗大的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種微型化低功耗腦電信號(hào)采集與無線傳輸設(shè)備，微型化低功耗腦電信號(hào)采集與無線傳輸設(shè)備包括腦電信號(hào)采集模塊、存儲(chǔ)顯示模塊和無線充電模塊，無線充電模塊用于對(duì)腦電信號(hào)采集模塊和存儲(chǔ)顯示模塊進(jìn)行無線充電；腦電信號(hào)采集模塊包括針狀電極單元、信號(hào)調(diào)理電路單元、第一DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元和第一電源電路單元；存儲(chǔ)顯示模塊包括STM32F103RCT6微處理器單元、第一SD卡單元、第二SD卡單元、第二DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元、LCD顯示屏單元和第二電源電路單元；腦電信號(hào)采集模塊用于通過針狀電極單元采集腦電信號(hào)，將該腦電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)調(diào)理電路單元進(jìn)行放大和濾波處理，并將經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路單元處理后的信號(hào)通過第一DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元輸出至存儲(chǔ)顯示模塊；其中，第一電源電路單元用于對(duì)信號(hào)調(diào)理電路單元和第一DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元供電；存儲(chǔ)顯示模塊用于通過第二DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元接收第一DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元輸出的信號(hào)，將該信號(hào)存儲(chǔ)到第一SD卡單元，并通過STM32F103RCT6微處理器單元對(duì)該信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，以將經(jīng)過數(shù)字濾波后的信號(hào)存儲(chǔ)到第二SD卡單元，通過LCD顯示屏單元顯示出來，其中，第二電源電路單元用于對(duì)STM32F103RCT6微處理器單元、第一SD卡單元、第二SD卡單元、第二DA14580藍(lán)牙無線傳輸單元和LCD顯示屏單元供電。