[发明专利]可并联扩展多通道脑电采集装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗仪器领域，具体涉及一种脑电采集装置。

背景技术

1924年，德国精神病学家，耶那大学的Hans Berger教授首次发现了脑电的存在。脑电包括自发脑电和诱发脑电，它们能够在信号的角度体现人的认知过程。EEG不仅能够提供人的病理状态下的电学信号特点，还能提取人在非病理情况下的行为电特征状态信号。现在EEG被广泛的应用于医疗诊断中，为人们的疾病治疗提供便利。

人们对大脑病情的观察主要有三种方法：核磁共振影像（FMRI），正电子发射断层扫描（PET）以及临床脑电图（EEG）与诱发脑电图（ERP）检测。前两种检测方式都会对人体造成一定的损伤或副作用。虽然EEG/ERP的空间分辨率不及前两者高，但是其具有很高的时间分辨率。而EEG不仅可以直接观察脑内活动的动态变化，最重要的是它是完全无损的检测技术。

脑电仪最初是电机式。其采用机械式的记录方式，无法持续长时间的记录而且可靠性较低。目前的脑电仪大多都是数字化脑电仪，相比于前者其稳定性具有大幅增加，而且能够长时间记录。

近年来，基于FMRI的高空间分辨率特点和脑电的高时间分辨率特点进行研究已成为科学研究的前沿。一个重要的问题就是在磁场环境下工作的脑电设备往往不具备与fMRI的接口。以前都是通过长线连接至脑电设备。其需人来操控FMRI和脑电的交替测量。在这种采集脑电的方法中，操作者的脑电反应信号与被检测者的脑电反应信号具有同时性的特点。因此，在测量过程中往往会错失重要的脑电特征信号。

现今的数字脑电仪主要有两种特点：一种功能比较复杂，适用范围较广，其中主要以医院和研究所为主。这种脑电仪不仅能将脑电的时域波形显示出来，同时可以合成脑地形图，也可以用于与FMRI的联用中使用。但在联用中，由于磁场原因，需要操作者操作开关FMRI来使用，无法实现自动采集脑电信号，同时为避免设备受到损耗，还需要设备通过长电极线方式连接至远端操作，此外，基于其专用的特点，这种脑电仪体积相对较大，很少在上述地点外使用。还有一种脑电仪，其主要的应用方向是家用便携式。其制作小巧，方便病人在非医院场所中长时间使用，同时不影响正常的生活。但是这种脑电仪的缺点就是应用较为单一，导联数量少，精度低而单通道速率小于200SPS，分辨率则往往不大于12位。

发明内容

本发明的目的是：提供一种脑电采集装置，具有并联使用、多通道控制、与FMRI联用的特点。

本发明的技术方案是：一种可并联扩展多通道脑电采集装置，它包括：N个脑电电极、N个采集单元和上位机；采集单元包括：前端调理放大模块、模数转换模块、逻辑控制模块、磁场测量模块、通讯模块和外同步TTL模块；N为大于等于2的正整数；

脑电电极采集脑电信号，其输出连接前端调理放大模块；

N个脑电电极一对一连接N个采集单元中的前端调理放大模块；前端调理放大模块与模数转换模块连接，逻辑控制模块分别连接模数转换模块、磁场测量模块、外同步TTL模块和通讯模块；

前端调理放大模块将脑电电极采集的脑电信号进行放大和滤波；

模数转换模块将进行放大和滤波后的脑电电信号转换成脑电数字信号；

逻辑控制模块对脑电采集全过程进行控制，其接收外同步TTL模块、磁场测量模块或上位机的触发指令，通过模数转换模块对脑电电极发出采集信号；脑电数字信号在逻辑控制模块内缓冲打包后，通过通讯模块传递至上位机；

磁场测量模块与核磁共振影像FMRI联用，当磁场测量模块测量到FMRI磁场变化时，对逻辑控制模块发出触发指令；

外同步TTL模块接收外部触发，对逻辑控制模块发出触发指令；

上位机由人员手动控制对逻辑控制模块发出触发指令；并在接收来自通讯模块发来的脑电数字信号后，进行相应的波形显示、数据存储与分析；

模数转换模块中包含一个电极脱落检测模块，逻辑控制模块发出采集信号后，脑电电极首先经过前端调理放大模块到达模数转换模块中的电极脱落检测模块，由其进行电极是否脱落的检测；如果电极脱落，则电极脱落检测模块像逻辑控制模块发出中断信号，停止脑电采集；如果电极未脱落，则电极脱落检测模块发出继续信号，由逻辑控制模块向模数转换模块发出采集信号。