[发明专利]一种超微型无线电生理信号采集处理系统

说明书

本发明公开一种超微型无线电生理信号采集处理系统，包括上位机和下位机，所述上位机与所述下位机通讯连接，接收所述下位机发送的数据，并控制所述下位机工作；所述下位机包括神经信号传感器、控制器、无线供电电路、电生理信号采集电路和无线数据传输电路。本系统是通过传感器采集电生理信号，经过AD（模数）转换后存储在内部存储器或通过无线方式发送到上位机软件进行存储、分析处理，可采用无线供电方式持续供电，应用于神经信息、脑科学和神经网络等大脑功能方面研究。

技术领域

本发明涉及一种涉及神经科学和生物医学工程、医学、机械工程等领域，是一种超轻、超微型无线多通道电生理信号采集、存储和处理系统。

背景技术

神经信息、脑科学和神经网络等大脑功能方面的研究离不开电生理信号采集与处理，电生理信号采集与处理是一种多学科、多层次、多技术交叉的信号处理技术。从微观层面、介观层面到宏观层面都有很多国内外的研究团队从事相关的工作。在介观层面研究神经元功能的理解和调控方面，神经元电信号的获取和调控是研究必须的手段。

神经元信号的放电频率一般在300Hz以上，前端所用传感器（微型电极）一般采用镍镉合金、铂铱合金等与生物脑组织相容材料，采集系统将前端电极获取到的微弱信号进行放大、信号处理、存储以及传输。采集系统记录到的神经元放电信号（Spike）可以用于研究个体在接收某一刺激或者执行任务时脑区间神经元放电在时间、空间的联系。

当前电生理采集系统通常在被试头部固定一个放大器（Headstage），再用有线方式与之连接并将信号传输到数据采集系统。使得整套系统体积较大，成本非常高，虽然前端放大器体积越做越小，但仍为有线方式，容易引入外部噪声干扰，而且允许自由活动的区域有限，限制了研究范围和领域。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种无线多通道电生理信号记录处理系统，解决因有线传输方法限制被试对象自由活动的问题，同时利用无线充电技术解决了普通电池供电方案不能长时间工作的问题。

技术方案：本发明所述超微型无线电生理信号采集处理系统，包括上位机和下位机，所述上位机与所述下位机通讯连接，接收所述下位机发送的数据，并控制所述下位机工作；

所述下位机包括神经信号传感器、控制器、无线供电电路、电生理信号采集电路和无线数据传输电路；其中，所述无线供电电路、电生理信号采集电路和无线数据传输电路分别与所述控制器连接，由所述控制器控制工作；

所述无线供电电路包括发射源部分和电能接收部分，电能接收部分与所述控制器连接，在所述控制器控制下向所述神经信号传感器电生理信号采集电路和无线数据传输电路提供电源；

所述电生理信号采集电路为多层板电路结构，与所述神经信号传感器绑定安装，且所述电生理信号采集电路的前端与神经信号传感器电性连接，电生理信号采集电路上集成放大器、模数转换器和串行传输接口；串行传输接口与所述控制器通信连接，用于向所述控制器发送数据；

所述控制器与无线数据传输电路连接，控制所述无线数据传输电路向上位机传输数据。

本发明进一步优选地技术方案为，所述无线供电电路为高频E类功率放大电路，工作频率640KHz；所述无线供电电路的发射源部分为LC串联谐振电路，电感L由直径为1mm的多股纱包线绕制而成；电能接收部分为LC并联谐振回路。

优选地，所述无线供电电路的发射源部分还包括电池、电源稳压器和电量计，电池为可充电式锂电池，电源稳压器为TPS62170芯片，输出3.3V工作电压，电量计为LTC2941芯片。

优选地，所述神经信号传感器由1-32通道输入电极、电极片基板和高密度接口组成，输入电极的材质为镍镉合金、铱、铂或金，阻抗范围在200K¬Ω-800KΩ之间。