專(zhuān)利名稱(chēng)：基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及腦機(jī)接口技術(shù)，尤其涉及基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
腦機(jī)接口(Brain-Computer Interface, BCI)是一種不依賴(lài)于正常的由外周神經(jīng)和肌肉組成的輸出通路的通訊系統(tǒng)。它通過(guò)一定手段檢測(cè)大腦活動(dòng)信號(hào)，再利用信號(hào)處理和模式識(shí)別等方法從中辨別出人的意圖，從而把人的思維活動(dòng)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制或與外界進(jìn)行信息交流。由于腦機(jī)接口不需要人的肢體動(dòng)作或者語(yǔ)言表達(dá)直接參與，這項(xiàng)技術(shù)既可以為傷殘人群提供更加有效的醫(yī)療康復(fù)和生活輔助設(shè)備，也可以作為一種新型人機(jī)一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式，從而在醫(yī)療、工業(yè)、交通等眾多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

腦電信號(hào)的檢測(cè)是腦機(jī)接口技術(shù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)有的檢測(cè)方法主要包括侵入式和非侵入式兩類(lèi)。侵入式信號(hào)檢測(cè)方法將電極安置于大腦皮層表面或植入到大腦皮層之中，直接采集神經(jīng)活動(dòng)產(chǎn)生的生物電信號(hào)。這種檢測(cè)方法得到的信號(hào)噪聲小，時(shí)空分辨率較高，但需要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的外科手術(shù)，操作復(fù)雜且對(duì)被試損害較大，因此難以找到合適的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，應(yīng)用范圍較窄；而非侵入式信號(hào)檢測(cè)方法則是將電極安置在大腦頭皮表面，操作簡(jiǎn)單且不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生損傷，成為目前腦機(jī)接口技術(shù)研究中廣泛采用的信號(hào)檢測(cè)方法。然而，受到頭發(fā)、頭皮分泌物以及電極與頭皮接觸狀態(tài)等眾多因素的影響，頭皮與電極之間往往具有較大阻抗，使得這種檢測(cè)方法所得到的信號(hào)噪聲較大，波形失真嚴(yán)重。如何降低頭皮與電極之間的阻抗，并長(zhǎng)期保持這兩者之間穩(wěn)定的阻抗值，研制出精確、可靠，操作簡(jiǎn)單且能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，一直是腦機(jī)接口技術(shù)研究中的難題。目前，降低電極與頭皮之間阻抗常用的方法有兩類(lèi)，一種是電極與大腦頭皮不直接接觸，通過(guò)在兩者之間加入液態(tài)或者糊狀的導(dǎo)電介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)電極與頭皮之間的低阻抗接觸，這類(lèi)電極也常被稱(chēng)為濕電極。另一種則不需要導(dǎo)電介質(zhì)，而是通過(guò)對(duì)電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，直接將電極末端和頭皮接觸以降低電極阻抗，這類(lèi)電極相應(yīng)的被稱(chēng)為干電極。采用濕電極在準(zhǔn)備良好的情況下能夠有效的降低電極阻抗，所采集得到的腦電數(shù)據(jù)信噪比較高，但也存在兩個(gè)難以克服的缺點(diǎn)一是實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程復(fù)雜，在實(shí)驗(yàn)操作者需要花費(fèi)較多的時(shí)間和精力對(duì)每個(gè)采集位置涂抹導(dǎo)電膏，或者將電極放入導(dǎo)電液中浸泡，這一過(guò)程一般要花費(fèi)幾十分鐘到一、二個(gè)小時(shí)不等，且實(shí)驗(yàn)效果對(duì)操作者的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)性較大；二是導(dǎo)電介質(zhì)會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生變化，比如導(dǎo)電膏的流動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致電極與頭皮接觸不良，甚至?xí)l(fā)生相鄰電極的導(dǎo)電膏接觸，引起信號(hào)串?dāng)_，而導(dǎo)電液(如生理鹽水)則會(huì)受人體體溫的影響，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷蒸發(fā)。這些因素都會(huì)使電極阻抗隨著實(shí)驗(yàn)的不斷進(jìn)行而逐步增大，影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，降低單次實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行時(shí)間。相比之下，干電極由于不需要導(dǎo)電介質(zhì)，能有效降低實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程的復(fù)雜度，大大縮短實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間，比如利用針狀電極陣列設(shè)計(jì)的腦電圖電極帽直接佩戴即可使用。干電極的這一優(yōu)點(diǎn)使其越來(lái)越受到眾多研究者的青睞，然而實(shí)驗(yàn)表明，這種電極的阻抗值一般情況下大于濕電極，采集得到的腦電數(shù)據(jù)信噪比較高；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中頭皮分泌的油脂等因素也會(huì)影響電極與頭皮之間的接觸，使得電極阻抗也會(huì)逐漸增大，影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡(jiǎn)單、使用方便、能長(zhǎng)時(shí)間保持低電極阻抗、腦電數(shù)據(jù)能夠保持高信噪比和高穩(wěn)定性的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)及方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，包括電極帽，所述電極帽上設(shè)有多個(gè)電極，還包括用于檢測(cè)所述電極的阻抗值的阻抗檢測(cè)裝置以及用于為所述電極補(bǔ)充導(dǎo)電液的導(dǎo) 電液加注裝置，所述導(dǎo)電液加注裝置包括與各電極相連的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)和與阻抗檢測(cè)裝置相連的控制器，所述控制器根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置測(cè)得的各電極的實(shí)時(shí)阻抗值控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)時(shí)阻抗值在加液閥值范圍內(nèi)的電極加液。所述電極包括殼體、電極片、與所述阻抗檢測(cè)裝置相連的銀絲導(dǎo)線、與所述加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的加液導(dǎo)管以及多個(gè)觸針，所述多個(gè)觸針呈陣列狀與電極片固接，所述電極片固定于殼體下端并與殼體圍成一腔體，所述殼體上設(shè)有與所述腔體相通的導(dǎo)線孔和加液孔，所述銀絲導(dǎo)線穿過(guò)導(dǎo)線孔與電極片連接，所述加液導(dǎo)管插設(shè)于加液孔內(nèi)并與所述腔體相通。所述觸針與所述腔體相通，所述觸針下部開(kāi)設(shè)有補(bǔ)液小孔。所述加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)液罐和電子閥，所述電子閥一端與儲(chǔ)液罐連通，另一端與各電極的加液導(dǎo)管連通，電子閥與控制器電連接，并由控制器控制電子閥與各電極的加液導(dǎo)管之間的通斷。所述阻抗檢測(cè)裝置與所述電極之間連有腦電信號(hào)放大器。一種用上述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法，包括以下步驟，
1)配置電極，將各電極與阻抗檢測(cè)裝置電連接，同時(shí)將各電極與導(dǎo)電液加注裝置的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)連通；
2)將阻抗檢測(cè)裝置與導(dǎo)電液加注裝置的控制器連接，并設(shè)定加注閾值和關(guān)閾值；
3)將電極帽正確地佩戴在被試頭部；
4)開(kāi)啟阻抗檢測(cè)裝置的檢測(cè)功能，控制器根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置針對(duì)各電極測(cè)得的實(shí)時(shí)阻抗值來(lái)控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)相應(yīng)電極的導(dǎo)電液加注作業(yè)，當(dāng)電極的實(shí)時(shí)阻抗值在加注閾值范圍內(nèi)時(shí)，加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)該電極加注導(dǎo)電液，當(dāng)電極的實(shí)時(shí)阻抗值在關(guān)閾值范圍內(nèi)時(shí)，力口液執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止對(duì)該電極加注導(dǎo)電液，直至所有電極的實(shí)時(shí)阻抗值在關(guān)閾值范圍內(nèi)，阻抗檢測(cè)裝置和導(dǎo)電液加注裝置停止作業(yè)，并發(fā)出準(zhǔn)備完畢提示信號(hào)；
5)啟動(dòng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，并開(kāi)始腦電信號(hào)采集，當(dāng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程結(jié)束后，停止腦電信號(hào)采
集;
6)重復(fù)步驟4)和步驟5)直到所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)程完成。在所述步驟4)結(jié)束時(shí)，根據(jù)所述準(zhǔn)備完畢提示信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)所述步驟5)或者采用人工操作啟動(dòng)所述步驟5)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
本發(fā)明的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，采用阻抗檢測(cè)裝置和導(dǎo)電液加注裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)各電極添加導(dǎo)電液，當(dāng)被試帶上電極帽之后，阻抗檢測(cè)裝置檢測(cè)電極阻抗，電液加注裝置的控制器可以根據(jù) 阻抗檢測(cè)裝置測(cè)得的各電極的實(shí)時(shí)阻抗值控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)時(shí)阻抗值在加液閥值范圍內(nèi)的電極加液，直至阻抗達(dá)到合理水平，從而有效降低了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備效果對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的依賴(lài)性，大大減輕了實(shí)驗(yàn)操作人員的負(fù)擔(dān)，可提高實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性；根據(jù)各電極阻抗的變化情況自動(dòng)補(bǔ)充導(dǎo)電液，可以有效避免由于人體體溫導(dǎo)致導(dǎo)電液揮發(fā)而引發(fā)的頭皮與電極接觸不良的情況，確保電極阻抗長(zhǎng)期維持在較低水平，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較高的信噪比和穩(wěn)定性，從而能有效延長(zhǎng)單次實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行時(shí)間；電極阻抗的變化情況，還能夠作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一種判別依據(jù)，在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，可以剔除電極阻抗過(guò)大時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明綜合了濕電極和干電極的特點(diǎn)，利用多個(gè)觸針呈陣列狀與電極片固接，可實(shí)現(xiàn)觸針與頭皮良好地接觸，同時(shí)觸針采用中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電液可以通過(guò)觸針下部開(kāi)設(shè)的補(bǔ)液小孔滲出，進(jìn)一步降低頭皮與電極之間的阻抗，這樣既能有效降低的阻抗，又能大大降低實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜度，縮短實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間。本發(fā)明用上述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法，其步驟簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確率高。


圖I是本發(fā)明腦電信號(hào)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明腦電信號(hào)采集系統(tǒng)中電極帽的電極分布示意圖。圖3是本發(fā)明腦電信號(hào)采集系統(tǒng)中電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法的流程圖。圖中各標(biāo)號(hào)表不
I、電極帽；2、阻抗檢測(cè)裝置；3、導(dǎo)電液加注裝置；4、腦電信號(hào)放大器；11、電極；31、加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)；32、控制器；111、殼體；112、電極片；113、銀絲導(dǎo)線；114、加液導(dǎo)管；115、觸針；116、導(dǎo)線孔；117、加液孔；118、補(bǔ)液小孔；311、儲(chǔ)液罐；312、電子閥。
具體實(shí)施例方式圖I至圖3示出了本發(fā)明的一種基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)實(shí)施例，該采集系統(tǒng)包括電極帽1，電極帽I上設(shè)有多個(gè)電極11，還包括用于檢測(cè)電極11的阻抗值的阻抗檢測(cè)裝置2以及用于為電極11補(bǔ)充導(dǎo)電液的導(dǎo)電液加注裝置3，導(dǎo)電液加注裝置3包括與各電極11相連的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31和與阻抗檢測(cè)裝置2相連的控制器32，當(dāng)被試帶上電極帽I之后，阻抗檢測(cè)裝置2檢測(cè)各電極11的阻抗，控制器32可以根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置2測(cè)得的各電極11的實(shí)時(shí)阻抗值控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31對(duì)實(shí)時(shí)阻抗值在加液閥值范圍內(nèi)的電極11加液，直至該電極11的阻抗達(dá)到合理水平，從而通過(guò)阻抗檢測(cè)裝置2和導(dǎo)電液加注裝置3實(shí)現(xiàn)了對(duì)各電極11自動(dòng)添加導(dǎo)電液，有效降低了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備效果對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的依賴(lài)性，大大減輕了實(shí)驗(yàn)操作人員的負(fù)擔(dān)，可提高實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性；根據(jù)各電極11的阻抗的變化情況自動(dòng)補(bǔ)充導(dǎo)電液，可以有效避免由于人體體溫導(dǎo)致導(dǎo)電液揮發(fā)而引發(fā)的頭皮與電極11接觸不良的情況，確保電極11的阻抗長(zhǎng)期維持在較低水平，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較高的信噪比和穩(wěn)定性，從而能有效延長(zhǎng)單次實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行時(shí)間；電極11的阻抗變化情況，還能夠作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一種判別依據(jù)，在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，可以剔除阻抗過(guò)大時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)施例中，電極帽I采用高彈性材料制成基體，既能有效契合頭型，又能保證電極11與頭皮充分接觸的情況下，減少兩者之間的壓力，提高佩戴舒適度。電極11包括殼體111、電極片112、與阻抗檢測(cè)裝置2相連的銀絲導(dǎo)線113、與加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31相連的加液導(dǎo)管114以及多個(gè)觸針115，殼體111采用絕緣性和抗腐蝕性較好的材料制成，殼體111呈圓筒狀且一端開(kāi)口，其與電極帽I的基體固接，觸針115和電極片112都采用Ag-AgCl復(fù)合材料作為基材，使得電極11具有良好的導(dǎo)電性和抗腐蝕性，多個(gè)觸針115呈陣列狀與電極片112固接，電極片112固定于殼體111的下端開(kāi)口處并與殼體111圍成一密封的腔體，殼體111上端設(shè)有與腔體相通的導(dǎo)線孔116和加液孔117，銀絲導(dǎo)線113穿過(guò)導(dǎo)線孔116與電極 片112連接，加液導(dǎo)管114插設(shè)于加液孔117內(nèi)并與腔體相通，導(dǎo)線孔116和加液孔117用密封圈密封，以防止在意外情況下導(dǎo)電液向外流出，避免電極11或者其他設(shè)備發(fā)生故障，觸針115為中空結(jié)構(gòu)，并與腔體相通,觸針115下部開(kāi)設(shè)有補(bǔ)液小孔118,導(dǎo)電液從加液導(dǎo)管114注入腔體后經(jīng)觸針115從補(bǔ)液小孔118向外滲出，使得頭皮與電極之間具有充足的導(dǎo)電液，從而有效降低電極11的阻抗。本實(shí)施例中的阻抗檢測(cè)裝置2為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，其可接收和處理阻抗檢測(cè)結(jié)果，也可接收和處理腦電信號(hào)，在該計(jì)算機(jī)與電極11之間連有腦電信號(hào)放大器4，各電極11的銀絲導(dǎo)線113與腦電信號(hào)放大器4連接，通過(guò)腦電信號(hào)放大器4可以方便該計(jì)算機(jī)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理。本實(shí)施例中，加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31包括儲(chǔ)液罐311和電子閥312，電子閥312 —端與儲(chǔ)液罐311連通，另一端與各電極11的加液導(dǎo)管114連通，電子閥312與控制器32電連接，控制器32通過(guò)USB數(shù)據(jù)線接收阻抗檢測(cè)裝置2的指令，并由控制器32控制電子閥312與各電極11的加液導(dǎo)管114之間的通斷。本實(shí)施例儲(chǔ)液罐311由絕緣性和抗腐蝕性較好的材料制成，并設(shè)多個(gè)液體輸出口，使用時(shí)儲(chǔ)液罐311安裝在高于被試頭部的臺(tái)架之上，這樣可以將重力作為加注導(dǎo)電液的動(dòng)力，降低設(shè)備的復(fù)雜度。在其它實(shí)施例中，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需電極通道數(shù)的不同，選取多個(gè)儲(chǔ)液罐。本發(fā)明用上述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法實(shí)施例，圖4示出了該方法的流程，其包括以下步驟，
1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求配置電極11，將各電極11與阻抗檢測(cè)裝置2電連接，同時(shí)將各電極11與導(dǎo)電液加注裝置3的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31連通；
2)將阻抗檢測(cè)裝置2與導(dǎo)電液加注裝置3的控制器32連接，并設(shè)定加注閾值(超出合理阻抗的范圍)和關(guān)閾值(合理阻抗的范圍)；
3)將電極帽I正確地佩戴在被試頭部；
4)開(kāi)啟阻抗檢測(cè)裝置2的檢測(cè)功能，控制器32根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置2針對(duì)各電極11測(cè)得的實(shí)時(shí)阻抗值來(lái)控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31對(duì)相應(yīng)電極11的導(dǎo)電液加注作業(yè)，當(dāng)電極11的實(shí)時(shí)阻抗值在加注閾值范圍內(nèi)時(shí)，加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31對(duì)該電極11加注導(dǎo)電液，當(dāng)電極11的實(shí)時(shí)阻抗值在關(guān)閾值范圍內(nèi)時(shí)，加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)31停止對(duì)該電極11加注導(dǎo)電液，直至所有電極11的實(shí)時(shí)阻抗值在關(guān)閾值范圍內(nèi)，阻抗檢測(cè)裝置2和導(dǎo)電液加注裝置3停止作業(yè)，并發(fā)出準(zhǔn)備完畢提示信號(hào)；
5)啟動(dòng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，并開(kāi)始腦電信號(hào)采集，當(dāng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程結(jié)束后，停止腦電信號(hào)采
集;
6)重復(fù)步驟4)和步驟5)直到所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)程完成。本實(shí)施例中，在步驟4)結(jié)束時(shí)，根據(jù)準(zhǔn)備完畢提示信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)步驟5)，在其它實(shí)施例中還可采用人工操作啟動(dòng)步驟5)。為了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中檢測(cè)電極11的阻抗，最直接的方法就是在采集腦電信號(hào)的同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)阻抗，然而由于腦電信號(hào)采集和阻抗檢測(cè)原理不同，這種方法實(shí)現(xiàn)難度極大，目前市場(chǎng)上的腦電產(chǎn)品都無(wú)法做到腦電信號(hào)采集和阻抗檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行。而腦電信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)由多個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程組成，本發(fā)明充分利用了相鄰實(shí)驗(yàn)進(jìn)程之間的間隔進(jìn)行自動(dòng)阻抗檢測(cè)和補(bǔ) 充導(dǎo)電液的作業(yè)，這種方法有效降低了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備效果對(duì)操作人員經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的依賴(lài)性，大大減輕了實(shí)驗(yàn)操作人員的負(fù)擔(dān)，使操作步驟簡(jiǎn)化，操作方便，實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確率大大提高。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，包括電極帽(1)，所述電極帽(I)上設(shè)有多個(gè)電極(11)，其特征在于還包括用于檢測(cè)所述電極(11)的阻抗值的阻抗檢測(cè)裝置(2)以及用于為所述電極(11)補(bǔ)充導(dǎo)電液的導(dǎo)電液加注裝置(3)，所述導(dǎo)電液加注裝置(3)包括與各電極(11)相連的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)和與阻抗檢測(cè)裝置(2)相連的控制器(32)，所述控制器(32)根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置(2)測(cè)得的各電極(11)的實(shí)時(shí)阻抗值控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)對(duì)實(shí)時(shí)阻抗值在加液閥值范圍內(nèi)的電極(11)加液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于所述電極(11)包括殼體(111)、電極片(112)、與所述阻抗檢測(cè)裝置(2)相連的銀絲導(dǎo)線(113)、與所述加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)相連的加液導(dǎo)管(114)以及多個(gè)觸針(115)，所述多個(gè)觸針(115)呈陣列狀與電極片(112)固接,所述電極片(112)固定于殼體(111)下端并與殼體(111)圍成一腔體，所述殼體(111)上設(shè)有與所述腔體相通的導(dǎo)線孔(116)和加液孔(117)，所述銀絲導(dǎo)線(113)穿過(guò)導(dǎo)線孔(116)與電極片(112)連接，所述加液導(dǎo)管(114)插設(shè)于加液孔(117)內(nèi)并與所述腔體相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于所述觸針(115)與所述腔體相通，所述觸針(115)下部開(kāi)設(shè)有補(bǔ)液小孔(118)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于所述加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)包括儲(chǔ)液罐(311)和電子閥(312)，所述電子閥(312)—端與儲(chǔ)液罐(311)連通，另一端與各電極(11)的加液導(dǎo)管(114)連通，電子閥(312)與控制器(32)電連接，并由控制器(32)控制電子閥(312)與各電極(11)的加液導(dǎo)管(114)之間的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于所述阻抗檢測(cè)裝置(2)與所述電極(11)之間連有腦電信號(hào)放大器(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征在于所述阻抗檢測(cè)裝置(2)與所述電極(11)之間連有腦電信號(hào)放大器(4)。
7.一種用如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法，其特征在于包括以下步驟， I)配置電極(11)，將各電極(11)與阻抗檢測(cè)裝置(2)電連接，同時(shí)將各電極(11)與導(dǎo)電液加注裝置(3)的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)連通； . 2 )將阻抗檢測(cè)裝置(2 )與導(dǎo)電液加注裝置(3 )的控制器(32 )連接，并設(shè)定加注閾值和關(guān)閾值； .3)將電極帽(I)正確地佩戴在被試頭部； . 4 )開(kāi)啟阻抗檢測(cè)裝置(2 )的檢測(cè)功能，控制器(32 )根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置(2 )針對(duì)各電極(11)測(cè)得的實(shí)時(shí)阻抗值來(lái)控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)對(duì)相應(yīng)電極(11)的導(dǎo)電液加注作業(yè)，當(dāng)電極(11)的實(shí)時(shí)阻抗值在加注閾值范圍內(nèi)時(shí)，加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)對(duì)該電極(11)加注導(dǎo)電液，當(dāng)電極(11)的實(shí)時(shí)阻抗值在關(guān)閾值范圍內(nèi)時(shí)，加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)(31)停止對(duì)該電極(11)加注導(dǎo)電液，直至所有電極(11)的實(shí)時(shí)阻抗值在關(guān)閾值范圍內(nèi)，阻抗檢測(cè)裝置(2)和導(dǎo)電液加注裝置(3)停止作業(yè)，并發(fā)出準(zhǔn)備完畢提示信號(hào)； .5)啟動(dòng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，并開(kāi)始腦電信號(hào)采集，當(dāng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程結(jié)束后，停止腦電信號(hào)采集; .6)重復(fù)步驟4)和步驟5)直到所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)程完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法，其特征在于在所述步驟4)結(jié)束時(shí)，根據(jù)所述準(zhǔn)備完畢提示信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)所述步驟5)或者采用人工操作啟動(dòng)所述步驟5)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)，包括電極帽，所述電極帽上設(shè)有多個(gè)電極，還包括用于檢測(cè)所述電極的阻抗值的阻抗檢測(cè)裝置以及用于為所述電極補(bǔ)充導(dǎo)電液的導(dǎo)電液加注裝置，所述導(dǎo)電液加注裝置包括與各電極相連的加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)和與阻抗檢測(cè)裝置相連的控制器，所述控制器根據(jù)阻抗檢測(cè)裝置測(cè)得的各電極的實(shí)時(shí)阻抗值控制加液執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)時(shí)阻抗值在加液閥值范圍內(nèi)的電極加液。該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、能長(zhǎng)時(shí)間保持低電極阻抗、腦電數(shù)據(jù)能夠保持高信噪比和高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用上述的基于阻抗自適應(yīng)的腦電信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集的方法。
文檔編號(hào)A61B5/0476GK102871657SQ20121039181
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者胡德文, 周宗潭, 姜俊, 劉亞?wèn)|, 印二威 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)