[发明专利]一种多模态大脑生理监测系统

权利要求书

1.一种多模态大脑生理监测系统，其特征在于：包括信号缓存预处理单元(3)、上位机(4)、信号同步模块(10)、采集单元，所述采集单元包括激光散斑血流成像采集单元(21)、血氧信息采集单元(22)以及电生理采集单元(23)，其中：

上位机(4)用于对信号同步模块(10)发出采集信号，以及接受从信号缓存预处理单元(3)传输的相应采集单元的信号数据；

信号同步模块(10)用于根据采集信号向激光散斑血流成像采集单元(21)、血氧信息采集单元(22)以及电生理采集单元(23)发送采集选择控制信号，同步信号模块按照一定时序产生相应的采集系统控制信号和数据缓存区控制信号，其中采集系统控制信号控制各个采集单元的工作与否，数据缓存区控制信号使能缓存区中与各采集单元相应的接口模块，接受来自采集单元的相应数据，其中从信号同步模块发出的信号分成采集选择控制信号和信号缓存控制信号，分别与采集系统和信号缓存预处理单元相连，向信号缓存预处理单元(3)发送信号缓存控制信号，达到控制相应采集单元工作的同时，缓存区中与该采集单元相应的信号接收端在信号缓存控制信号的驱动下，同时工作，保证信号的统一；

激光散斑血流成像采集单元(21)用于根据接收到的采集选择控制信号采集大脑散斑图样，并将采集到的散斑图样发送给信号缓存预处理单元(3)；

所述激光散斑血流成像采集单元(21)包括He-Ne激光器(211)、脑部照射区域(213)、光学放大镜筒(214)、CMOS工业相机(215)以及USB3.0图像接口(216)，所述脑部照射区域(213)、光学放大镜筒(214)、CMOS工业相机(215)沿He-Ne激光器(211)发射光路设置，而所述He-Ne激光器(211)根据接收到的采集选择控制信号进行工作，而所述USB3.0图像接口(216)一端与CMOS工业相机(215)连接，另一端与USB3.0图像接口模块(33)连接；

血氧信息采集单元(22)用于根据接收到的采集选择控制信号采集大脑血氧信息，并将采集到的大脑血氧信息发送给信号缓存预处理单元(3)；

血氧信息采集单元(22)包括MCU(221)、双波长血样采集芯片(223)以及串口通讯模块(226)，MCU(221)在采集选择控制信号的控制下，完成驱动初始化，之后通过使能信号线(222)使能双波长血样采集芯片(223)，双波长血氧采集芯片(223)完成信号采集之后，通过数据传输信号线(224)完成与MCU(221)的信号通讯，此处使能信号线(222)和数据传输信号线(224)使用的都是IIC通讯协议，完成该次采集之后，MCU中存储的信号,通过串口通讯模块(226)将数据传给后端的信号缓存预处理单元(3)中相应的血氧串口模块(34)；

电生理采集单元(23)用于根据接收到的采集选择控制信号采集大脑神经电信号，并将采集到的大脑神经电信号发送给信号缓存预处理单元(3)；

所述电生理采集单元(23)包括前端电源(231)、高阻抗神经电极(232)、前端放大电路(233)、光纤传导信号线(234)、电生理信号检测模块(235)、以太网接口(237)，其中所述高阻抗神经电极(232)、前端放大电路(233)、光纤传导信号线(234)、电生理信号检测模块(235)、以太网接口(237)依次连接，而所述前端电源(231)与前端放大电路(233)连接；

所述激光散斑血流成像采集单元(21)、血氧信息采集单元(22)、电生理采集单元(23)在CLK时钟信号的作用交替工作，彼此没有交叉；

所述信号缓存预处理单元(3)用于根据缓存控制信号缓存激光散斑血流成像采集单元(21)、血氧信息采集单元(22)以及电生理采集单元(23)采集到的信息，并将接收到的信息的数据格式统一，同时将统一后的数据信息传送给上位机(4)；

所述信号缓存预处理单元(3)包括取信号地址转换器(31)、地址总线(32)、接口模块、信号总线(36)、数据缓存区(37)，所述接口模块包括USB3.0图像接口模块(33)、血氧串口模块(34)以及电生理以太网模块(35)，所述地址总线(32)一端分别与USB3.0图像接口模块(33)、血氧串口模块(34)、电生理以太网模块(35)连接，另一端与取信号地址转换器(31)连接；所述信号总线(36)分别与USB3.0图像接口模块(33)、血氧串口模块(34)、电生理以太网模块(35)连接，另一端与数据缓存区(37)连接；所述USB3.0图像接口模块(33)与激光散斑血流成像采集单元(21)连接，血氧串口模块(34)与血氧信息采集单元(22)连接，电生理以太网模块(35)与电生理采集单元(23)连接；各接口模块在地址总线(32)的控制下,同一时间只有一个接口模块作用,并将相应的数据通过信号总线(36)传输给数据缓存区(37)，上位机(4)从数据缓存区(37)读取相应采集单元的采集数据；

信号缓存控制信号首先传送给信号缓存预处理单元中取信号地址转换器，尔后由取信号地址转换器转换后的地址信号传送到地址总线上；在地址总线上分别连接着USB.0图像接口模块、血氧串口模块、电生理以太网模块；这些分模块分别与散斑图像采集卡、血氧串口通讯模块、电生理以太网接口相连；其中散斑图像采集卡、血氧串口通讯模块、电生理以太网接口分别对应着采集系统中相应的分采集模块；各接口模块在地址总线的控制下，同一时间只有一个接口模块作用，并将相应的数据通过信号总线传输给数据缓存区；位于数据缓存区中的数据与上位机相连，上位机从缓存区读取相应采集系统的系统数据，用于后期的处理现实。

2.根据权利要求1所述多模态大脑生理监测系统，其特征在于：所述激光散斑血流成像采集单元(21)的使能信号为100，血氧信息采集单元(22)的使能信号为010，电生理采集单元(23)的使能信号为001。