[发明专利]一种便携式脑电信号采集分析装置及分析方法

说明书

本发明公开了一种便携式脑电信号采集分析装置，主要解决现有头皮脑电信号分析采集装置不易便携使用，难以用于脑电监测场景的问题。该装置包括用于进行人机交互与数据处理及数据传输的主控模块，与主控模块相连的信号采集电路和触摸屏，与主控模块无线连接的服务器，与信号采集电路相连的多路调理电路，以及与每路所述调理电路对应相连并放在头皮上用于采集模拟信号的多个电极片；所述主控模块包括采用嵌入式操作系统的CPU，以及与CPU相连的内存模块、外部储存器、WiFi芯片及4G或5G传输模块。通过上述设计，本发明使用时无需连接PC，本机即可运行配套算法并显示结果，满足便携式需求，适用于多场景的脑电信号采集、分析。因此，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及脑电信号采集技术领域，具体地说，是涉及一种便携式脑电信号采集分析装置及分析方法。

背景技术

脑电波是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，大脑在活动时，由大量神经元同步发生突触后的电位总和形成的。

当前已存在大量的工作成果使得脑电信号的采集及分析更容易实现。采集电路可使用高度集成化并针对脑电信号采集进行优化的模数转换芯片。现有技术通过采集固定在大脑表皮的电极产生的微弱信号进行分析，采集系统通常使用PC通过无线或有线的方式连接采集电路，软件及交互均通过PC完成。这种脑电信号采集分析装置由于采用PC+采集系统的模式，不易便携使用，更难以用于脑电监测场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式脑电信号采集分析装置及分析方法，主要解决现有头皮脑电信号分析采集装置不易便携使用，难以用于脑电监测场景的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种便携式脑电信号采集分析装置，包括用于进行人机交互与数据处理及数据传输的主控模块，与主控模块相连的信号采集电路和触摸屏，与主控模块无线连接的服务器，与信号采集电路相连的多路调理电路，以及与每路所述调理电路对应相连并放在头皮上用于采集模拟信号的多个电极片；所述主控模块包括采用基于Linux内核的嵌入式操作系统的CPU，以及与CPU相连的内存模块、外部储存器、WiFi芯片及4G或5G传输模块。

进一步地，所述调理电路由低通滤波电路、高阻抗电压跟随电路组成，用于降低环境噪声对于脑电信号的干扰；其中，低通滤波电路与电极片的输出端相连，高阻抗电压跟随电路的输出端与信号采集电路相连。

进一步地，所述信号采集电路包括微控制单元，以及与微控制单元相连A/D转换芯片；主要用于完成头皮脑电信号的采集与数据打包。

进一步地，所述低通滤波电路采用RC无源滤波电路。

进一步地，所述A/D转换芯片采用ADS1299芯片，其内部集成前置放大与A/D转换功能。

进一步地，所述微控制单元采用PIC32，用于驱动ADS1299芯片工作，并将采集到的数字信号打包，通过串口传输至主控模块。

进一步地，多片所述ADS1299芯片采用菊花链模式连接实现多通道采集。

本发明还提供了一种便携式脑电信号采集分析装置的分析方法，包括如下步骤：

(S1)布置在头皮上的多个电极片采集头皮脑电模拟信号；

(S2)采集的模拟信号经过调理电路初步处理后送到信号采集电路；

(S3)信号采集电路对调理电路的输出信号进行放大和模数转换后将采集数据进行数据打包，再通过串口发送到主控模块；

(S4)主控模块通过串口接收到采集数据后调用内置的分析算法，得到模型对应的输出参数；

(S5)输出参数通过GUI显示到触摸屏，并通过WIFI或4G传输模块将数据传输至服务器。