[实用新型]一种无线脑电采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线脑电采集装置，属于脑电信号采集技术领域。

背景技术

脑-机接口是国际重大前沿研究和应用热点，其中基于运动想象脑电的脑-机接口是一类非常重要的脑-机接口。

基于运动想象（Motor  imagery，MI）脑电的BCI是一类非常重要的BCI，通常报道的“意念移物”或“意念控制”或“思维控制”主要是指基于MI的BCI。该类BCI可直接由脑信号重建运动控制，可以战略性地用于军事目的，也可为严重运动残疾人和正常人提供辅助控制，从而改善他们的生活质量。该类BCI具有重要的应用前景和经济意义。

在基于运动想象（MI）脑电的BCI中MI是一种心理活动，是实际运动过程在心理的模拟、回忆或运动感觉的心理排演过程但不发生实际运动。若干研究已表明想象的运动和实际运动共享类似的神经机制，它们都激活运动功能相关的脑区。迄今为止的脑-机接口研究已经把运动想象作为一种重要范式用于脑-机交互。为此，基于运动想象脑电的脑-机接口需要专门的脑电信号采集装置，从而实现该类BCI与外部设备的控制和通信。

综上所述，基于运动想象脑电的BCI系统是一类极为重要的BCI系统，它可以通过想象实现直接与外部世界的控制与通信，提高严重运动残疾人和正常人的生活质量。针对目前尚没有专门面向运动想象脑电BCI的采集系统和识别算法，本实用新型基于运动想象脑电的BCI脑电采集系统进行创意设计以解决实际应用的需要，可以为推动该类BCI系统走向实际运用打下坚实的基础。因此，具有潜在的使用价值和经济意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种无线脑电采集装置，针对现有脑电采集装置中缺少专门应用于运动想象脑电采集装置的不足，对特定运动想象区的脑电进行相应频段（0.1Hz~100Hz）的提取，对后续的脑电特征提取和模式分类具有较大帮助。

本实用新型技术方案是：一种无线脑电采集装置，包括脑电电极1、脑电信号预处理电路2、模数转换电路3、逻辑控制电路4、无线发射电路5、无线接收电路6、外同步TTL电路7和接收显示装置8；所述脑电电极1的个数为大于等于四，所述脑电电极1为干电极，每个脑电电极1一对一的与脑电信号预处理电路2连接；所述脑电信号预处理电路2包括信号放大电路和滤波电路；脑电信号预处理电路2用于将所述脑电电极1采集的脑电信号进行放大和滤波；所述脑电信号预处理电路2与所述模数转换电路3连接，所述逻辑控制电路4分别连接模数转换电路3、外同步TTL电路7和无线发射电路5；所述模数转换电路3用于将脑电信号预处理电路2放大和滤波后的脑电信号转换成脑电数字信号；所述逻辑控制电路4接收所述外同步TTL电路7的触发信号后，所述模数转换电路3对所述脑电电极1进行信号采集，脑电数字信号在所述逻辑控制电路4内缓冲打包后经无线发射电路5和无线接收电路6传递至接收显示装置8；所述外同步TTL电路7对所述逻辑控制电路4发出触发信号；所述接收显示装置8接收脑电数字信号，进行相应的波形显示、数据存储。

所述脑电电极1为微针式干电极。

所述脑电信号预处理电路2所包含的信号放大电路采用一级放大电路21、二级放大电路23、三级放大电路26，此三个放大电路均使用差动放大电路用于将脑电信号放大。

所述脑电信号预处理电路2所包含的滤波电路采用低通滤波电路24、高通滤波电路22、50Hz工频滤波电路25用于实现信号的预处理；

所述低通滤波电路24采用100Hz低通滤波电路，100Hz低通滤波电路采用四阶巴特沃斯低通滤波电路；

所述高通滤波电路22采用0.1Hz高通滤波电路，0.1Hz高通滤波电路采用RC高通滤波电路用于过滤频率高于0.1Hz的脑电信号；

所述50Hz工频滤波电路25为VCVS带阻滤波电路用于过滤50Hz工频干扰。

所述无线发射电路5和无线接收电路6采用无线射频发射接收电路。

所述逻辑控制电路4由DSP芯片实现。

所述接收显示装置8可采用基于MATLAB的BCILAB平台的计算机来实现数据的分析与处理，BCILAB是MATLAB的一个工具箱，是一种专门用于设计、测试、实验和评估脑-机接口的平台，内含有多种脑电数据处理算法，如脑电数据预处理算法、特征提取算法和模式分类算法等，可以进行脑电数据的分析与处理。

本实用新型的工作过程是：