[發明專利]基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統

在審

• 申請號: 201810370334.6
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108478218A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 王雯瑩;歐陽伊萌;張虎
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

1.基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統，其特征在于，包括：

EEG采集裝置，其包括EEG提取硬件模塊、EEG數據采集與處理軟件模塊，所述EEG數據采集與處理軟件模塊由EEG信號前端調理模塊和EEG ADC采樣模塊組成；

EEG信號前端調理模塊由前置放大模塊、級間高通、主放大電路、30Hz低通濾波電路、50Hz陷波器、第二級放大電路以及電平調節電路組成；

所述前置放大模塊是具有高輸入阻抗、高共模抑制比的差分放大電路完成電信號的順利輸入和共模噪聲的消除，以及EEG信號的初步放大，是前端調理模塊的核心部分；

所述EEG ADC采樣模塊采用基于MCU MSP430的片內ADC12數模轉換模塊以及串口通信模塊，所述串口通信模塊為片內RS-232標準串行模塊；

PC端信號軟件采集與處理模塊，其運行基于LabVIEW平臺的虛擬儀器軟件，利用VISAI/O模塊實現與EEG ADC采樣模塊的串口通信模塊進行數據通信，并通過接收串口通信模塊的串口二進制數據，虛擬儀器計算并打印EEG信號；

電池供電的供電系統，其保持電源浮地，數字部分電源由總電源分壓隔離得到，使得系統各模塊工作于相對獨立狀態下，保持所述EEG采集裝置的穩定性。

2.根據權利要求1所述的基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統，其特征在于：所述MCU MSP430實現模擬EEG信號的12bit精度數字化采樣和標準串口數據傳輸，所述片內RS-232標準串行模塊簡化了嵌入式數字模塊的開發過程，其集成模塊的穩定性也高于分立模塊，數字化EEG數據通過采樣中斷程序放入串口緩沖區，數字EEG信號通過串口中斷送入PC端。

3.根據權利要求1所述的基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統，其特征在于：EEG ADC采樣模塊采集的EEG信號被寫入TXT文件保存，并將合理的EEG信號處理算法加入到研究中，采用小波變換分離EEG節律成分可以直觀反映EEG節律變化，EEG信號進行傅里葉變換還可以得到EEG能量分布。

4.根據權利要求1所述的基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統，其特征在于：所述EEG提取硬件模塊包括頭部傳感電極，其獲得的電壓信號在100μV以下，所述EEG信號就淹沒在這些電壓信號中。

5.根據權利要求1所述的基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統，其特征在于：所述EEG信號前端調理模塊采用模擬電路技術，利用EEG傳感器獲得人體頭皮電位變換，采用差分放大技術檢測出電感器差分信號即EEG信號，使得輸入端共模抑制能力≥100dB，輸入阻抗≥10MΩ，并結合驅動電路設計提高電路共模抑制性能，所述EEG信號前端調理模塊輸出模擬EEG信號，并送入EEG ADC采樣模塊。

6.根據權利要求1所述的基于高性能電路與虛擬儀器的腦電信號采集系統，其特征在于：所述主放大電路、第二級放大電路、30Hz低通濾波電路以及電平調節電路間的級間高通隔斷各級間的直流成分，去除直流成分對運放工作點的影響。