[发明专利]基于脑电和功能近红外光谱结合的信号采集系统

说明书

本发明涉及基于脑电和功能近红外光谱结合的信号采集系统，该系统包括：上位机，用于将要升级的程序和电路参数发送给主电路系统，以及根据数据采集模块采集的信号更新脑电信息原始数据库和脑电信息特征库；主电路系统，用于将上位机发送的将要升级的程序和电路参数发送给功能近红外模块，以及根据定制的算法对数据采集模块采集的信号进行实时在线信号处理；数据采集模块，用于采集脑电信息以及辅助信息；功能近红外模块：用于发射以及接收近红外光信号，以及根据上位机发送的将要升级的程序和电路参数更新自身的程序以及电路参数；通过本申请解决现有的脑电技术结合近红外光谱技术中，硬件方案一般是定制的，可升级性差，通用性差的问题。

技术领域

本发明涉及近红外光学和生物医学交叉技术领域，具体涉及基于脑电和功能近红外光谱结合的信号采集系统。

背景技术

用于获取脑电信息的技术有脑电图(EEG)技术、脑磁图(MEG)技术、功能近红外光谱(fNIRS)技术、功能磁共振成像(fMRI)技术、正电子放射断层造影(PET)技术、单光子发射计算机断层显像(SPECT)技术；

功能近红外光谱(fNIRS)技术可以检测脑功能活动，提供基于血红蛋白浓度变化的血液动力学信息，反应大脑皮层的血氧代谢状况，具有时间分辨率高、使用方便等特点，该技术的缺点是检测滞后神经活动5～8s的血氧信号；

而脑电图(EEG)技术利用大脑活动神经电位特征测量脑部电信号的变化获得大脑功能信息，具有时间分辨率高的优点，但是空间分辨率低的特点；

现有的技术中，如专利号CN 202161317 U所公开的脑电和近红外光谱联合采集脑信号的头盔，以及专利号CN 202161317 U所公开的脑电和近红外光谱信号联合采集装置，只是给出了联合利用脑电技术和近红外光谱技术对脑电活动进行观测，现有技术并没有解决如何提高采集原始脑电数据准确性的问题以及如何对两种测量信息进行融合，且现有近红外光谱相关技术硬件方案一般是定制的，可升级性差，通用性差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于脑电和功能近红外光谱结合的信号采集系统，以解决现有技术中，脑电技术结合近红外光谱技术对脑电活动进行观测中，原始脑电数据准确性不高，硬件方案一般是定制的，可升级性差，通用性差的问题。

为实现上述目的，本方案采用如下技术手段：

基于脑电和功能近红外光谱结合的信号采集系统，所述系统包括：

上位机，用于将要升级的程序和电路参数发送给主电路系统，以及根据数据采集模块采集的信号更新脑电信息原始数据库和脑电信息特征库；

主电路系统，用于将所述上位机发送的将要升级的程序和电路参数发送给功能近红外模块，以及根据定制的算法对数据采集模块采集的信号进行实时在线信号处理；

数据采集模块，用于采集脑电信息以及辅助信息；

功能近红外模块：用于发射以及接收近红外光信号，以及根据上位机发送的将要升级的程序和电路参数更新自身的程序以及电路参数。

进一步的，所述功能近红外模块包括：功能近红外发射模块以及功能近红外接收模块；

所述功能近红外发射模块包括：发射FPGA、数模转换器、发射FLASH、功率驱动电路、功率测量电路以及双波长近红外LED；

所述发射FLASH用于存储发射FPGA的程序以及所述功能近红外发射模块的电路参数信息，通过发射FPGA更新所述发射FLASH的程序和电路参数；

所述发射FPGA用于将调制后的驱动波形通过所述数模转换器转换为模拟形式；

所述功率驱动电路用于将模拟形式的驱动波形进行功率放大；