[发明专利]一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片、系统及方法

说明书

本发明公开了一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片、系统及方法。其中，检测单芯片包括：时钟复位管理模块，用于为所述检测单芯片产生不同分频时钟与复位信号；及接口UART通讯模块，其用于分别通过工作模式配置寄存器和功能参数配置寄存器对神经电生理信号采集模块的工作模式和低噪声处理模块的功能参数进行相应配置；神经电生理信号采集模块，用于在相应工作模式下采集皮下组织或皮肤处的神经电生理模拟信号；低噪声处理模块，用于接收神经电生理模拟信号并对其进行滤波放大处理，并传送至分时复用ADC电路模块转化为神经电生理数字信号；及射频发送模块，用于将神经电生理数字信号设置成帧且调制成序列载波，再经辐射天线辐射出去。

技术领域

本发明属于芯片电路设计领域，尤其涉及一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片、系统及方法。

背景技术

目前，由于人体微弱小信号(比如：心电ECG、颅内细胞外神经电、颅外脑电EEG、肌电EKG、眼动)各种不同目标信号的多种AI应用场景的识别检测需求；并且由于需要识别的生物电信号的电压范围很微弱，需要识别的目标小信号很容易被不需要的目标信号所干扰湮没，甚至需要的目标小信号还会被环境背景噪声以及电路内部噪声等所污染湮没，因此迫切需设计一款具有多神经电生理信号检测功能的普适应用的人体生物微弱小信号检测识别芯片核。

由于在听力，视觉神经通路研究中，既需要检测颅内皮下组织的细胞外神经电生理信号，比如海马区细胞外神经动作电位spike与field场电位信号，比如听觉脑干区域的神经电信号；同时，也需要检测皮肤外(包括颅外的)的神经电生理信号，比如EEG脑电、ECG心电信号，因此需要一款针对皮下或皮外不同空间位置的神经电记录芯片系统。

在传统的生物电记录电路系统中，绝大部分不是利用单芯片系统，因此最终的仪器体积比较大，质量也比较重；并且由于传统系统不具备人体多种电生理信号记录检测能力，还需要利用市电供电，其存在50Hz工频干扰，也不具备本专利基于电池供电便于使用者携带设备移动等特点。

而且，传统生物电检测设备基于购买相关器件进行组装成系统，因此来自不同厂家的器件之间的干扰没有进行统一考虑与避免消除，因此最终系统噪声可能比较大；同时，传统设备的电路稳定性和可靠性也没有很好的解决。

专利申请号为201580018958.6的路仁技术公司的“生物信号测量装置”，但是其基于右腿驱动电路，且“生物信号测量装置”也不具备多个神经电生理信号集成检测功能。

专利申请号为201110197578.7的江苏健康在线医疗器械有限公司的“通用胜利信号转换器”，不具备本专利集成芯片的小型且轻量特点，不具有本专利针对细胞外与颅外的神经电检测的专用芯片电路结构，也不能进行多个放大器通道选择，具体放大滤波器等的参数配置等功能。

综上所述，传统生物电检测设备都没有给出基于专用单芯片进行多项神经电生理检测的集成功能，也没有进行低功耗设计考虑，噪声降低也没有进行更好的优化，不能满足未来可穿戴系统或设备的应用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片，其高度集成，体积小，质量轻，适用于穿戴设备。

本发明的一种数字化无线神经电生理信号检测单芯片，包括：

时钟复位管理模块，其用于为所述检测单芯片产生不同分频时钟与复位信号；及

接口UART通讯模块，其用于分别通过工作模式配置寄存器和功能参数配置寄存器对神经电生理信号采集模块的工作模式和低噪声处理模块的功能参数进行相应配置；

所述神经电生理信号采集模块，用于在相应工作模式下采集皮下组织或皮肤处的神经电生理模拟信号；所述低噪声处理模块，用于接收神经电生理模拟信号并对其进行滤波放大处理，并传送至分时复用ADC电路模块转化为神经电生理数字信号；及