一种高通道神经信号的数据压缩装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高通道神经信号的数据压缩装置及方法，数据压缩装置用于压缩高通量神经信号以输出低数据量的神经信号，包括神经信号采集模块、控制模块、传输模块和缓存模块，所述神经信号采集模块用于采集高通量神经信号并对采集到的高通量神经信号进行预处理得到数字化的神经信号，并将得到的数字化的神经信号输出至所述控制模块，所述控制模块用于对所述神经信号采集模块输出的数字化的神经信号进行数据压缩得到低数据量的神经信号并将得到的低数据量的神经信号输出至所述传输模块以完成高通量神经信号的无线传输，所述缓存模块用于缓存数字化的神经信号。通过控制模块大幅度压缩神经信号后再进行无线传输，实现了高通道神经信号的无线传输。通道神经信号的无线传输。通道神经信号的无线传输。

【技术实现步骤摘要】
一种高通道神经信号的数据压缩装置及方法


[0001]本专利技术涉及生物医学工程领域，尤其涉及一种高通道神经信号的数据压缩装置及方法。

技术介绍

[0002]目前的研究表明，包括帕金森病、老年痴呆在内的多种神经系统疾病均与中枢神经系统内神经元放电活动密切相关，神经电信号表现出异常的活动特征和模式。因此，对脑组织中微弱的神经电信号进行高通量检测，研究不同生理和病理条件下电生理信号的动态变化过程，对研究神经系统性疾病的发病机制、相关药物的作用机理，以及药物的疗效评价具有重要的意义和潜在的应用价值。为了抑制外界噪声干扰，更加精确地对多点同时进行测量，目前绝大多数神经电信号采集系统采用植入式多通道神经电极来记录神经元细胞的放电活动。
[0003]传统记录方式通过电缆来传输测量到的动作电位，但这会带来诸多问题如限制被测量机体的运动自由、不能充分反映被测者自然的状态、增加脑损伤的风险等。为了克服上述问题，近年来基于无线传输的神经信号采集系统得到了迅速发展，而对于神经信号采集系统而言，传输方式包括模拟信号传输和数字信号传输两种方式，其中，通过集成天线将神经信号以模拟信号的形式传输上位机的传输方式受到严重的环境干扰，采集信号质量较差；若将神经信号进行模数转换后以数字信号的形式传输，则在高通道记录系统中，通过无线wifi、蓝牙等形式均很难兼容如此高的数据量。
[0004]因此，需要提供一种实现高通道神经信号传输并且可以大幅度压缩神经信号并且传输效果稳定的的数据压缩装置来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高通道神经信号的数据压缩装置。解决了现有技术中神经信号以数字信号的形式传输，导致数据量过大传输模块无法兼容的技术问题。
[0006]本专利技术的技术效果通过如下实现的：
[0007]一种高通道神经信号的数据压缩装置，用于压缩高通量神经信号以输出低数据量的神经信号，包括神经信号采集模块、控制模块、传输模块和缓存模块，所述神经信号采集模块用于采集高通量神经信号并对采集到的高通量神经信号进行预处理得到数字化的神经信号，并将得到的数字化的神经信号输出至所述控制模块，所述控制模块用于对所述神经信号采集模块输出的数字化的神经信号进行数据压缩得到低数据量的神经信号并将得到的低数据量的神经信号输出至所述传输模块，所述传输模块用于将所述低数据量的神经信号无线传输至分析装置以完成对采集到的高通量神经信号的分析，所述缓存模块和所述控制装置连接，所述缓存模块用于缓存数字化的神经信号。通过控制模块大幅度压缩神经信号后再进行无线传输，实现了高通道神经信号的无线传输，解决了现有技术中神经信号
以数字信号的形式传输，导致数据量过大传输模块无法兼容的技术问题。
[0008]进一步地，所述控制模块包括数据输入模块、数据控制模块和数据输出模块，所述数据输入模块用于接收所述神经信号采集模块输出的数字化的神经信号并通过所述数据控制模块传输至所述数据输出模块。
[0009]进一步地，还包括缓存模块，所述数据控制模块设置为当读取到所述数据输入模块中数字化的神经信号的数据量大于输入阈值时将所述数据输入模块中数字化的神经信号取出并输出至所述缓存模块，当读取到所述数据输出模块中数字化的神经信号的数据量小于输出阈值时将所述缓存模块中存储的数字化的神经信号取出并输出至所述数据输出模块。
[0010]进一步地，所述控制模块还包括缓存控制模块，所述数据输入模块通过所述缓存控制模块将数字化的神经信号存储在所述缓存模块中，所述数据输出模块通过所述缓存控制模块从所述缓存模块中读取存储的数字化的神经信号。通过设置缓存控制模块、数据控制模块和缓存模块，使得当数据控制模块中数据量快满时，将数据输入模块中缓存的数据块取出，通过缓存控制模块存储进入缓存模块；当数据输出模块中数据接近空时，通过缓存控制模块从缓存控制模块中读取已缓存的神经信号数据块，送入数据输出模块中，实现数据的缓存功能，避免传输不稳定导致的数据丢失。
[0011]进一步地，所述神经信号采集模块设置为当采集到的高通量神经信号为有效信号时输出写使能信号至所述数据输入模块以控制所述数据输入模块对当前所述神经信号采集模块采集的高通量神经信号进行读取。
[0012]进一步地，所述控制模块还包括神经信号处理模块，所述神经信号处理模块一端和所述数据输出模块信号连接，另一端和所述传输模块信号连接，所述神经信号处理模块用于从数字化的神经信号中获取动作电位及动作电位对应的时间以实现数字化的神经信号的压缩。通过设置神经信号处理模块，使得神经信号特征提取在控制模块上实现，而非传输到分析模块后再进行，从而能够将神经信号大幅度压缩，实现了高通道神经信号的无线传输。
[0013]进一步地，所述神经信号处理模块设置为当所述神经信号处理模块为空闲状态时输出读使能信号至所述数据输出模块以控制所述数据输出模块输出数字化的神经信号至所述神经信号处理模块。
[0014]进一步地，所述控制模块还包括锁相环，所述锁相环用于输出写时钟信号至所述神经信号采集模块和所述数据输入模块，输出读时钟信号至所述数据输出模块和所述传输模块。
[0015]进一步地，所述传输模块为蓝牙模块。
[0016]另外，还提供一种用于高通道神经信号记录系统的数据压缩方法，所述方法基于上述的高通道神经信号的数据压缩装置实现的，所述方法包括：
[0017]利用神经信号采集模块采集高通量神经信号并对采集到的高通量神经信号进行预处理得到数字化的神经信号，同时，将得到的数字化的神经信号输出至控制模块；
[0018]利用控制模块对神经信号采集模块输出的数字化的神经信号进行数据压缩得到低数据量的神经信号，同时，将得到的低数据量的神经信号输出至传输模块；
[0019]利用传输模块将低数据量的神经信号传输至分析装置以完成对采集到的高通量
神经信号的分析。
[0020]如上所述，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]1)通过设置神经信号处理模块，使得神经信号特征提取在控制模块上实现，而非传输到分析模块后再进行，从而能够将神经信号大幅度压缩，实现了高通道神经信号的无线传输，解决了现有技术中神经信号以数字信号的形式传输，导致数据量过大传输模块无法兼容的技术问题。
[0022]2)通过设置缓存控制模块、数据控制模块和缓存模块，使得当数据控制模块中数据量快满时，将数据输入模块中缓存的数据块取出，通过缓存控制模块存储进入缓存模块；当数据输出模块中数据接近空时，通过缓存控制模块从缓存控制模块中读取已缓存的神经信号数据块，送入数据输出模块中，实现数据的缓存功能，避免传输不稳定导致的数据丢失。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通道神经信号的数据压缩装置，用于压缩高通量神经信号以输出低数据量的神经信号，其特征在于，包括神经信号采集模块(1)、控制模块(2)、传输模块和缓存模块(4)，所述神经信号采集模块(1)用于采集高通量神经信号并对采集到的高通量神经信号进行预处理得到数字化的神经信号，并将得到的数字化的神经信号输出至所述控制模块(2)，所述控制模块(2)还包括神经信号处理模块(25)，所述控制模块(2)用于通过神经信号处理模块(25)对所述神经信号采集模块(1)输出的数字化的神经信号进行数据压缩得到低数据量的神经信号并将得到的低数据量的神经信号输出至所述传输模块，所述传输模块用于完成所述低数据量的神经信号的无线传输，所述缓存模块(4)和所述控制模块(2)连接，所述缓存模块(4)用于缓存数字化的神经信号。2.根据权利要求1所述的高通道神经信号的数据压缩装置，其特征在于，所述控制模块(2)包括数据输入模块(21)、数据控制模块(22)和数据输出模块(23)，所述数据输入模块(21)用于接收所述神经信号采集模块(1)输出的数字化的神经信号并通过所述数据控制模块(22)传输至所述数据输出模块(23)。3.根据权利要求2所述的高通道神经信号的数据压缩装置，其特征在于，所述数据控制模块(22)设置为当读取到所述数据输入模块(21)中数字化的神经信号的数据量大于输入阈值时将所述数据输入模块(21)中数字化的神经信号取出并输出至所述缓存模块(4)，当读取到所述数据输出模块(23)中数字化的神经信号的数据量小于输出阈值时将所述缓存模块(4)中存储的数字化的神经信号取出并输出至所述数据输出模块(23)。4.根据权利要求3所述的高通道神经信号的数据压缩装置，其特征在于，所述控制模块(2)还包括缓存控制模块(24)，所述数据输入模块(21)通过所述缓存控制模块(24)将数字化的神经信号存储在所述缓存模块(4)中，所述数据输出模块(23)通过所述缓存控制模块(24)从所述缓存模块(4)中读取存储的数字化的神经信号。5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雷，谭正，
申请(专利权)人：上海脑虎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：