[发明专利]一种脑电神经信号探测器阻抗测试与激活匹配系统

说明书

技术领域

 本发明属于生物电子仪器领域，特别涉及一种脑电神经信号探测器。

背景技术

 脑电神经信号的采集对于医学分析有非常重要的价值，而信号的采集也需要特定的条件和探测设备，正确有效地采集脑电神经信号是分析脑电神经信号和诊疗的前提。脑电信号的采集质量主要依赖于脑电神经信号探测器的特性，其中阻抗特性是反映脑电神经信号探测器的重要指标，因此，对脑电神经信号探测器的阻抗特性进行测试和判断，以确保其工作性能便显得尤为重要。

国内目前还没有同类产品，国外目前有类似产品，但只能进行单通道手动人工测量，无法完成阵列切换和激活匹配功能，同时，产生的激励信号为固定频率（500Hz)方波信号，不易于后期的数据处理，其最终数据处理与显示依赖于单片31/2位电压测量芯片，不能进行数据保存与分析。

基于以上分析，本发明人针对探测器的测试系统进行深入研究，本案由此产生。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种脑电神经信号探测器阻抗测试与激活匹配系统，其可对脑电神经信号探测器的阻抗进行测量分析，并根据需要对不符合信号采集要求的脑电神经信号探测器进行激活，使其与信号采集系统相匹配，从而实现自动测试、分析、在线测试和分析于一体。 

本发明为解决以上技术问题，所采用的技术方案是：

一种脑电神经信号探测器阻抗测试与激活匹配系统，包括上位机和下位机，上位机与下位机进行USB通讯连接，其中，下位机包括控制器、阻抗分析模块、激励信号调理电路、反馈信号处理电路、电极阵列切换开关、通道切换电路、测量电路、电镀与激活模块和模式切换电路；控制器通过I²C协议对阻抗分析模块进行相关寄存器设置而产生交流正弦信号，而激励信号调理电路对该交流正弦信号进行处理后，通过电极阵列切换开关送入外接被测脑电神经信号探测器；控制器还通过控制总线连接通道切换电路，实现电路间的切换；控制器通过SPI协议控制模式切换电路的输出，而模式切换电路的输出分别连接测量电路和电镀与激活模块。

采用上述方案后，本发明利用DDS产生用户需求的激励信号施加于被测脑电神经信号探测器上，通过嵌入式单片机和上位机程序控制多路（可扩展至128路）模拟开关进行电极阵列的切换，利用1MSPS的A/D技术对被测脑电神经信号探测器上的模拟信号进行信号转换，再经过DSP处理进行DFT计算和算法处理得到脑电神经信号探测器的阻抗幅值和相位值。再利用自校准电路产生的幅值计算出增益系统，利用阻抗=1/(增益系数*幅度）计算出脑电神经信号探测器的实际阻抗，利用Z=(Φunknown-▽system）的算法进位相位的计算，上位机采用LabviewGUI编程进行控制和算法处理，同时具有保存测量数据功能。

本发明具有以下特点：

（1）利用先进的DDS技术产生频率可变、分辨率为0.1Hz、频率可实现范围为1Hz-100KHz的正统信号，利用DSP和快速AD技术实现数据的处理与分析功能，采用上下位机结构，利用USB接口进行数据传输，上位机采用Labview图形化编程技术，对采集到的数据进行显示、记录和分析，具有数据保存功能；

（2）本发明全部采用SMD贴片焊接技术，减小系统误差；

（3）本发明集在线测试和激活电路设计于一身，对不符合要求的探测器可进行-20uA-+20uA的电流激活，同时可进行扫频与相位分析功能，后期可扩展性和开发性极强。

附图说明

 图1是本发明的整体架构图；

图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式

 以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种脑电神经信号探测器阻抗测试与激活匹配系统，包括上位机和下位机，其中，上位机与下位机进行USB通信连接，基于Labview GUI编程平台，在PC机上利用上位机对下位机进行控制并显示下位机返回的结果，上位机采用直观、操作简便的编程风格，为使用者提供最合理的操作界面。