一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置，属于抑郁症风险筛查领域；包括脑电信号中心处理装置和检测装置；还包括普适化脑电数据采集系统、脑电信号预处理系统、筛查抑郁症风险脑电系统、脑电显示模块和结果打印模块；普适化脑电数据采集系统包括Fp1电极传感器、FpZ电极传感器、Fp2电极传感器、前置放大器、50Hz陷波器和低通滤波器；它实现个体用户能够穿戴检测装置，方便用户自测，自动检测脑电噪声，去除眼电伪迹，降低各种噪声之间的干扰，直接处理脑电数据，跳过睡眠分期步骤，降低了在睡眠分期等步骤所产生的计算误差，提高抑郁症风险评估的准确度，采集信息量大，充分地利用了睡眠脑电的数据信息，进行特征选取时选择性强。

Depression risk screening device based on electroencephalogram signal

The invention discloses a depression risk screening device based on EEG, which belongs to the field of depression risk screening; including the EEG signal processing device and center detection device; also includes the ubiquitous EEG EEG data acquisition system, pretreatment system, screening the risk of depression EEG EEG system, display module and print the results module; ubiquitous EEG data acquisition system including Fp1 electrode sensor, FpZ electrode sensor, Fp2 electrode sensor, pre amplifier, 50Hz notch filter and a low-pass filter; it can realize the individual user wearable detection device, convenient user self testing, automatic detection of EEG noise removal of ocular artifacts, reduce noise interference the direct processing of EEG data, skip sleep staging procedures, reduce the calculation error produced in the sleep stage steps, improve the anti The accuracy of the risk assessment of depression is large, the information is large, and the data of sleep EEG is fully utilized, and the feature selection is more selective.

【技术实现步骤摘要】
一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置
本专利技术涉及抑郁症风险筛查装置领域，更具体地说，涉及一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置。
技术介绍
抑郁症是一种常见的精神疾病，以心境低落和悲观为主要特征，症状严重时可能会产生自杀行为。本文在对抑郁症的病症、背景、诊断依据、工具和评估标准进行归类和分析的基础上，发现抑郁症患者不但人数众多，而且发病年龄、范围和行业也在逐步扩大，给社会和家庭带来沉重的负担。然而，从事抑郁症诊断和评估工作的人员比较匮乏，而且其诊断和评估依赖的主观因素较多，容易造成误诊和漏诊。因而，迫切需要提高其诊断的准确性和效率。本专利技术通过对抑郁症的研究现状、分析方法、手段以及现有成果的综合和分析发现，此病诊断不准确和效率低的一个重要原因是缺少客观量化的生物诊断指标、科学有效的诊断模型和一个精确的风险筛选装置。脑电活动是大量脑细胞群各种电活动整体的宏观综合效应。其活跃的程度和区域与大脑功能状态存在密切的关系，因而，也代表大脑的一种状态，能够反映和表征大脑的疾病和健康情况;目前基于脑电的郁抑症风险筛查诊断主要依据的是睡眠分期技术。关于睡眠分期，曾有几种划分方法。目前广泛应用的是1968年，Rechtschaffen和Kales根据EEG、EOG、EMG信号在不同睡眠期的波形特征，将成人睡眠分成六期：清醒期，非快速眼动期（进一步分为1、2、3、4期），和快速眼动期，即分期标准（如图9）。计算睡眠潜伏期、睡眠总时间、觉醒指数、睡眠1期、睡眠2期、睡眠3期、睡眠4期、快速眼动百分比、快速眼动睡眠周期数、快速眼动睡眠潜伏期、快速眼动睡眠强度、快速眼动睡眠密度和快速眼动睡眠时间等特征，将其带入分类器中并进行抑郁症风险判断。现有的筛查抑郁症风险装置和采集方法存在着较多缺陷，其主要在于：1.传统的脑电图技术大多应用在比较严格的环境中，如医院的临床治疗或科研院所的实验室，不方便个体用户使用，且这些应用场景具有理想的实验条件：一方面，这些环境都做过专门的物理隔离，有良好的电磁屏蔽和声音屏蔽；另一方面，有专业的受过培训的操作人员，即便是在这样严格的限制下，脑电信号的测量也会受到一些因素的影响。2.睡眠分期标准不一，睡眠分期的准确率不够高，使抑郁症风险筛查系统准确度较低。3.信息量比较小，而且特征并不十分明确，并不能得到相应的针对受试者的特征信息给出合理化的抑郁症风险结果。
技术实现思路
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的不方便个体用户使用，干扰因素干扰检测，检测准确度低，脑电采集的信息量小问题，本专利技术的目的在于提供一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置，它可以实现方便个体用户使用，降低各种噪声之间的干扰，提高了检测准确度，采集的睡眠脑电的信息量大。2.技术方案一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置，包括脑电信号中心处理装置和检测装置；所述的脑电信号中心处理装置包括前置放大器、50Hz陷波器、低通滤波器、AD转换器、脑电信号处理器、阻抗检测器、直流矫正器和蓝牙2.0射频收发器；所述的检测装置包括Fp1电极传感器、FpZ电极传感器、Fp2电极传感器、参考电极和开关；所述的检测装置通过导线连接到脑电信号中心处理装置中；所述的导线包括导线a、导线b和导线c；所述的导线c连接到开关上；所述的脑电信号处理装置还包括普适化脑电数据采集系统、脑电信号预处理系统、筛查抑郁症风险脑电系统、脑电显示模块和结果打印模块；普适化脑电数据采集系统包括Fp1电极传感器、FpZ电极传感器、Fp2电极传感器、前置放大器、50Hz陷波器和低通滤波器，Fp1电极传感器、FpZ电极传感器和Fp2电极传感器与前置放大器相连；前置放大器、50Hz陷波器和低通滤波器依次相连；所述脑电信号预处理系统包括AD转换器、脑电信号处理器、阻抗检测器、直流矫正器和蓝牙2.0射频收发器，所述AD转换器、脑电信号处理器和蓝牙2.0射频收发器依次相连；所述的脑电信号处理器电性连接到阻抗检测器，阻抗检测器通过导线a连接到检测装置中；所述的脑电信号处理器通过直流矫正器电性连接到前置放大器中；所述筛查抑郁症风险脑电系统包括脑电显示模块一、管理模块、脑电信号二次处理模块、脑电显示模块二和脑电信号数据筛查系统，所述脑电显示模块一、管理模块、脑电信号二次处理模块、脑电显示模块二、脑电信号数据筛查系统依次相连，所述脑电信号数据筛查系统包括特征提取模块、特征选择模块、分类模型模块和抑郁症风险筛查模块；本装置个体用户能够直接穿戴，方便用户的自测，脑电信号预处理系统能够自动检测脑电噪声，去除眼电伪迹，降低各种噪声之间的干扰，直接处理脑电数据，跳过睡眠分期步骤，降低了在睡眠分期等步骤所产生的计算误差，提高了抑郁症风险评估的准确度，采集信息量大，脑电信号数据筛查系统充分地利用了睡眠脑电的数据信息进行特征选取，选择性强。优选的，所述筛查抑郁症风险脑电系统还包括数据采集建模系统、离线分析模块和数据库模块，数据采集建模系统产生出合理的生理指标参数，离线分析模块对预处理后得到的脑电信号进行二次处理，数据库模块用于存储被已标签的人群基本信息和最近一次受训时的脑电数据。优选的，所述脑电信号预处理系统采用AR模型和自适应预测器模型方法，通过AR模型方法来自动检测脑电噪声，通过自适应预测器模型来去除眼电伪迹。优选的，所述数据采集建模系统通过普适化脑电采集系统分别对已标签的健康人群和已标签的抑郁症人群进行脑电数据采集，便于采集合理的生理指标参数。优选的，所述的导线a包括三根电线分别连接到Fp1电极传感器、FpZ电极传感器和Fp2电极传感器；所述的导线b由两根电线组成；参考电极的两级通过导线b连接在脑电信号中心处理装置的BIAS口和COM口上。优选的，所述的检测装置为头盔状，中间设有填充隔音层，所述的填充隔音层为软质隔音材料制作而成，检测装置前端设有眼罩，两边设有软性耳塞；所述的开关处于软性耳塞下部；这样可以使个体用户随时随地保证一个安静舒适的环境，且采用填充式可以适应不同的人群便于调整大小，采用软质隔音材料可以保证舒适度，也可以减少外界对电极传感器的影响；所述Fp1电极传感器设置在左前额点，Fp2电极传感器设置在右前额点，FpZ电极传感器设置在前额中心点，所述的参考电极设置在后脑部位；所述的Fp1电极传感器、FpZ电极传感器、Fp2电极传感器和参考电极电极头均采用医用贴式湿电极头，医用贴式湿电极头避免了电极接触阻抗的干扰。优选的，所述特征提取模块采用非线性动力学理论，所述特征选择模块和分类模型模块均采用支持向量机，非线性动力学理论对脑电信号进行分析，提取出脑电信号的非线性特征，支持向量机对脑电数据特征进行选择和分类。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：（1）本装置个体用户能够直接穿戴，方便用户的自测，脑电信号预处理系统能够自动检测脑电噪声，去除眼电伪迹，降低各种噪声之间的干扰，直接处理脑电数据，跳过睡眠分期步骤，降低了在睡眠分期等步骤所产生的计算误差，提高了抑郁症风险评估的准确度，采集信息量大，脑电信号数据筛查系统充分地利用了睡眠脑电的数据信息进行特征选取，选择性强，通过阻抗检测器和直流矫正器使得直流电源达到预定的测试功能。（2）数据采集建模系统产生出合理的生理指标参数，离线分析模块对预处理后得到的脑电信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置，其特征在于：包括脑电信号中心处理装置（1）和检测装置（2）；所述的脑电信号中心处理装置（1）包括前置放大器（3）、50Hz陷波器（4）、低通滤波器（5）、AD转换器（6）、脑电信号处理器（7）、阻抗检测器（8）、直流矫正器（9）和蓝牙2.0射频收发器（10）；所述的检测装置（2）包括Fp1电极传感器（11）、FpZ电极传感器（12）、Fp2电极传感器（13）、参考电极（14）和开关（18）；所述的检测装置（2）通过导线（15）连接到脑电信号中心处理装置（1）中；所述的导线（15）包括导线a（16）、导线b（17）和导线c（22）；所述的导线c（22）连接到开关（18）中；所述的脑电信号处理装置（1）包括普适化脑电数据采集系统、脑电信号预处理系统、筛查抑郁症风险脑电系统、脑电显示模块和结果打印模块；所述的普适化脑电数据采集系统包括Fp1电极传感器（11）、FpZ电极传感器（12）、Fp2电极传感器（13）、前置放大器（3）、50Hz陷波器（4）和低通滤波器（5），Fp1电极传感器（11）、FpZ电极传感器（12）和Fp2电极传感器（13）与前置放大器（3）相连；前置放大器（3）、50Hz陷波器（4）和低通滤波器（5）依次相连；所述脑电信号预处理系统包括AD转换器（6）、脑电信号处理器（7）、阻抗检测器（8）、直流矫正器（9）和蓝牙2.0射频收发器（10），所述AD转换器（6）、脑电信号处理器（7）和蓝牙2.0射频收发器（10）依次相连；所述的脑电信号处理器（7）电性连接到阻抗检测器（8），阻抗检测器（8）通过导线a（16）连接到检测装置（2）中；所述的脑电信号处理器（7）通过直流矫正器（9）电性连接到前置放大器（3）中；所述筛查抑郁症风险脑电系统包括脑电显示模块一、管理模块、脑电信号二次处理模块、脑电显示模块二和脑电信号数据筛查系统，所述脑电显示模块一、管理模块、脑电信号二次处理模块、脑电显示模块二、脑电信号数据筛查系统依次相连，所述脑电信号数据筛查系统包括特征提取模块、特征选择模块、分类模型模块和抑郁症风险筛查模块。...

【技术特征摘要】
1.一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置，其特征在于：包括脑电信号中心处理装置（1）和检测装置（2）；所述的脑电信号中心处理装置（1）包括前置放大器（3）、50Hz陷波器（4）、低通滤波器（5）、AD转换器（6）、脑电信号处理器（7）、阻抗检测器（8）、直流矫正器（9）和蓝牙2.0射频收发器（10）；所述的检测装置（2）包括Fp1电极传感器（11）、FpZ电极传感器（12）、Fp2电极传感器（13）、参考电极（14）和开关（18）；所述的检测装置（2）通过导线（15）连接到脑电信号中心处理装置（1）中；所述的导线（15）包括导线a（16）、导线b（17）和导线c（22）；所述的导线c（22）连接到开关（18）中；所述的脑电信号处理装置（1）包括普适化脑电数据采集系统、脑电信号预处理系统、筛查抑郁症风险脑电系统、脑电显示模块和结果打印模块；所述的普适化脑电数据采集系统包括Fp1电极传感器（11）、FpZ电极传感器（12）、Fp2电极传感器（13）、前置放大器（3）、50Hz陷波器（4）和低通滤波器（5），Fp1电极传感器（11）、FpZ电极传感器（12）和Fp2电极传感器（13）与前置放大器（3）相连；前置放大器（3）、50Hz陷波器（4）和低通滤波器（5）依次相连；所述脑电信号预处理系统包括AD转换器（6）、脑电信号处理器（7）、阻抗检测器（8）、直流矫正器（9）和蓝牙2.0射频收发器（10），所述AD转换器（6）、脑电信号处理器（7）和蓝牙2.0射频收发器（10）依次相连；所述的脑电信号处理器（7）电性连接到阻抗检测器（8），阻抗检测器（8）通过导线a（16）连接到检测装置（2）中；所述的脑电信号处理器（7）通过直流矫正器（9）电性连接到前置放大器（3）中；所述筛查抑郁症风险脑电系统包括脑电显示模块一、管理模块、脑电信号二次处理模块、脑电显示模块二和脑电信号数据筛查系统，所述脑电显示模块一、管理模块、脑电信号二次处理模块、脑电显...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，蔡涵书，韩佳硕，王紫阳，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62