[发明专利]一种用于经颅电刺激和迷走神经刺激的脑电采集系统

说明书

本发明公开了用于经颅电刺激和迷走神经刺激的脑电采集系统，由脑电帽、转接电路、预处理电路、模数转换芯片ADS1299和微控制单元MCU组成，预处理电路包括低通滤波电路、高通滤波电路和工频陷波电路，脑电帽获得的脑电信号经过滤波放大预处理后，进入ADS1299完成信号的模数转换，得到高分辨率的数字信号，然后数字信号通过ADS1299的SPI接口传送到微控制单元MCU，微控制单元MCU将数据通过USB传送至上位机。本发明的脑电采集系统有较强的抗干扰能力，能够保证纯净的脑电信号，采用模数转换芯片ADS1299，能高输入阻抗、高共模抑制比、降低低功耗、缩小设备的体积。

技术领域：

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于经颅电刺激和迷走神经刺激的脑电采集系统。

背景技术：

脑电信号频率较低，一般在1Hz～100Hz范围内，大部分集中在30Hz以下，并且其采集过程中极易受到高频噪声和工频噪声干扰，所以要求采集到的脑电信号必须先通过预处理电路的滤波。

脑电信号极其微弱，幅值一般在10μV～100μV之间，所以要求采集系统有较好的放大性能，一般情况下，脑电采集模块要对脑电信号放大两万倍左右，同时，脑电采集模块要有较高的共模抑制比(commonmoderejectionratio,CMRR)，一般情况要大于100dB。

脑电信号幅值小、频率低，采集到的脑电信号通常都会夹杂有基线漂移、眼电干扰、肌电干扰等多种干扰信号，所以要求系统要有较强的抗干扰能力，以保证脑电信号的纯净。

采集脑电信号过程中，由于人体阻抗较大，为了更好的采集到脑电信号，通常需要采集系统有较高的输入阻抗，一般情况要大于10MΩ。传统的脑电采集方法是对每一通道单独进行放大、滤波、模数转换，在采集通道数较少的情况下适用，采集通道较多的话会导致设备体积庞大，且功耗较高。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于经颅电刺激和迷走神经刺激的脑电采集系统，该系统有较高的共模抑制比，抗干扰能力强，采集的脑电信号纯净，并且安全无害。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种用于经颅电刺激和迷走神经刺激的脑电采集系统，由脑电帽、转接电路、预处理电路、模数转换芯片ADS1299和微控制单元MCU组成，预处理电路包括低通滤波电路、高通滤波电路和工频陷波电路，脑电帽获得的脑电信号经过滤波放大预处理后，进入ADS1299完成信号的模数转换，得到高分辨率的数字信号，然后数字信号通过ADS1299的SPI接口传送到微控制单元MCU，微控制单元MCU将数据通过USB传送至上位机。

所述脑电帽兼容BrainProducts脑电设备，脑电帽连接器采用的是3M公司生产的Pak-50-P50E系列矩形连接器。

所述转接电路设置在脑电帽和预处理电路之间，用于连接脑电帽和预处理电路，每一个转接电路上都设置了一个5K的电阻。

所述高通滤波电路是具有放大功能的二阶有源高通滤波器，其由无源器件电阻、电容和有源器件运算放大器TLC2252组成。

所述低通滤波电路是二阶有源低通滤波器，用于滤除所采集信号中的高频干扰。

所述陷波电路用于消除50Hz工频干扰。

本发明的有益效果在于：

本发明的脑电采集系统有较强的抗干扰能力，能够保证纯净的脑电信号，脑电帽所用电极材料采用粉末电极，安全无害，对人体无任何刺激，使用时配合导电膏可以采集到精度更高的脑电信号；采用模数转换芯片ADS1299，能高输入阻抗、高共模抑制比、降低低功耗、缩小设备的体积。

附图说明：

图1为脑电采集系统结构图；