[发明专利]基于Micro:bit微处理器的生理电信号测量分析方法及系统

说明书

本发明涉及生理电信号测量及分析技术领域，为解决使用固定采样频率采集的数据无法精确地反映大脑活动/神经肌肉活动的实时变化的频域特征的技术问题，本发明提供一种基于Micro:bit微处理器的生理电信号测量分析方法及系统，以Micro:bit微处理器为中心，通过动态采样频率而不是采用固定采样频率采集生理电信号样本数据，根据生理电信号的变化而采集人体信号，该方法能更加精准地反映生理电信号的的实时变化的频域特征，减少无用数据和噪声，大大提升单位数据存储空间内的采集的数据的质量，便于数据特征抽取，从而实现对生理电信号更加准确、更加高效的进行测量分析，能够很好地适应市场对于更加准确、更加高效的生理电信号测量分析技术的需求。

技术领域

本发明涉及生理电信号测量及分析技术领域，特别是涉及基于一种基于Micro:bit微处理器的生理电信号测量分析方法及系统。

背景技术

慢性病已成为我国城乡居民死亡的主要原因，我国确诊慢性病患者近3亿人,其主要体现在对脑、心等重要脏器的功能损害,影响劳动能力和生活质量。随着生活方式的变化，近年来慢性病发病率呈快速上升和年轻化趋势。脑电信号、心电信号和肌电信号等人体生理电信号含有丰富的人体生理信息，反映着各项生理状况，因此，对生理电信号进行实时的检测和分析得到的分析结果可以作为分析人体各脏器的状况的提供辅助参考，实现对相关慢性疾病的早发现、早预防、早治疗以及康复管理，可以大大改善患者生活质量，减少慢性病死亡率。

脑电图(EEG)是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。脑电图所描记的脑部活动图形，脑电信号能够一定程度上反映生理与疾病信息，在临床医学方面，脑电信号处理可以为某些脑疾病提供诊断的中间信息。

肌电图(EMG)是指用肌电仪记录下来的肌肉生物电图形。对评价人在人机系统中的活动具有重要意义。可以采用专用的肌电图仪或多导生理仪进行测量。静态肌肉工作时测得的该图呈现出单纯相、混合相和干扰相三种典型的波形，它们与肌肉负荷强度有十分密切的关系。该图的定量分析比较复杂，必须借助计算机完成。常用的指标有积分肌电图、均方振幅、幅谱、功率谱密度函数及由功率谱密度函数派生的平均功率频率和中心频率等。

用于采集生理电信号的传感器可以根据电极的种类分成干、湿两类。湿传感器的电极片上覆盖一个能够存储生理盐水的棉垫类的导电层，能够改善人体信号采集部位与电极片之间的信号传输质量。湿传感器主要应用于多通道的脑电采集仪器上，以保证在电极片不能直接接触头皮的部位(如有头发等障碍的部位)的情况下采集到脑电信号。但是，湿传感器有价格高和不易使用等缺点，目前主要应用于科学实验的脑电采集仪器中。干传感器的电极片直接接触人体的信号采集部位，一般是在皮肤表层。干传感器利用皮肤表层的汗液传导人体内部产生的电生理信号，具有易于使用的特点。

中国NeuroSky公司生产的基于TGAM模块的生理传感器(可采集生理电信号)是一种干传感器，它利用放在前额部位的一个单电极采集信号，基电极则放置在夹在耳垂部位的一个夹子上。另外一个使用干传感器的脑电信号采集设备是加拿大InteraXon公司生产的Muse头环，它有4个位于前额左右两侧的电极片采集数据，因此Muse头环可以采集4个通道的脑电信号。

以上干用传感器的生理电信号采集设备都是通过固定采样频率采集生理电信号的。例如中国NeuroSky公司生产的TGAM生理传感器的固定采样频率为每秒512个采样点；加拿大InteraXon公司生产的Muse头环的固定采样频率为每秒128个采样点。

使用固定采样频率采集的数据无法精确地反映例如大脑活动或者神经肌肉活动等生理状况的实时变化的频域特征，单位数据存储空间内的采集的数据的质量较低，导致分析结果准确度不高或者分析速度较慢，无法适应市场对于更加准确、更加高效的生理电信号测量分析技术的需求。

发明内容