本实用新型专利技术实施例提供了一种可扩展的高密度脑电采集设备，涉及脑电采集技术领域。设备包括主电路单元和分别与主电路单元连接的控制电路单元、至少一个前端采集单元。前端采集单元接收脑电采样电极采集到的脑电信号，并通过主电路单元传输至控制电路单元。主电路单元用于接收上位机发送的采集指令并传输至所述控制电路单元。控制电路单元用于基于所述采集指令，控制所述主电路单元上的前端采样接口连接的所述前端采集单元同步进行信号采集。本实用新型专利技术中通过模块化电路设计使得设备内部结构更加紧凑，减小设备体积，前端采集单元可自由扩展至8个采集模块，使得总导联数可达256通道，满足高密度脑电采集需求。满足高密度脑电采集需求。满足高密度脑电采集需求。
【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的高密度脑电采集设备
[0001]本技术涉及脑电采集
，具体涉及一种可扩展的高密度脑电采集设备。
技术介绍
[0002]脑电信号是大脑神经元正常生理活动产生的一种生物电信号，侵入式脑电信号相比非侵入式，具有更高的空间分辨率和更大的带宽，能更加精确地观察到单个神经元的兴奋情况和神经元集群的编码方式。侵入式脑机接口可以更高频、更准确、更柔顺地控制外部机械设备完成复杂的动作。采集高密度、高带宽、高质量的侵入式脑电信号，对于神经科学脑功能研究和临床医学诊断有重要意义。
[0003]现有的台式数字脑电图机大多由医院和研究所专用于医疗诊断和科学研究，采集非侵入式的脑电信号，体积庞大不易移动。现有的侵入式信号采集设备往往也体积庞大、连接复杂，并且采样通道数固定，价格昂贵且数据采样精度不高。可穿戴便携式的采集设备大多只能用于非侵入式脑电信号采集，由于无线传输数据带宽的限制，采样速度低，通常不大于2000sps，采样通道数少，通常不超过64通道，且锂电池供电也无法支持长时间的持续采集。
[0004]基于上述技术问题，申请人提出了本申请的技术方案。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是提供了一种可扩展的高密度脑电采集设备，通过模块化电路设计使得设备内部结构更加紧凑，减小设备体积，前端采集单元可自由扩展，最多扩展至8个采集模块，使得总导联数可达256通道，满足高密度脑电采集需求。
[0006]为实现上述目的，本技术提供了一种可扩展的高密度脑电采集设备，包括：主电路单元、控制电路单元以及至少一个前端采集单元；所述主电路单元与所述控制电路单元通信连接，所述主电路单元上设置有多个前端采样接口，所述前端采集单元与脑电采样电极一一对应，对于每个所述前端采集单元，所述前端采集单元的一端连接到一个所述前端采样接口、所述前端采集单元的另一端连接到对应的所述脑电采样电极；所述前端采集单元设置成接收连接的所述脑电采样电极采集的脑电信号，并通过所述主电路单元传输至所述控制电路单元；所述主电路单元用于接收上位机发送的采集指令并传输至所述控制电路单元；所述控制电路单元用于基于所述采集指令，控制所述主电路单元上的前端采样接口连接的所述前端采集单元同步进行信号采集。
[0007]在一个实施例中，每个所述前端采集单元包括：依次相连的导联连接器、信号调理电路以及前端采集芯片；所述导联连接器与所述脑电采样电极电连接，所述前端采集芯片连接到所述主电路单元上的前端采样接口；所述信号调理电路用于对与所述导联连接器连接的所述脑电采样电极发送的脑电信号进行带宽限制；所述前端采集芯片用于将接收的所述信号调理电路发送的所述脑电信号转发至所述主电路单元。
[0008]在一个实施例中，每个所述前端采集单元中包括多个所述前端采集芯片，多个所述前端采集芯片之间通过菊花链的方式连接。
[0009]在一个实施例中，每个所述前端采集单元还包括防静电保护电路；在每个所述前端采集单元中，所述防静电保护电路的一端连接到所述导联连接器和所述信号调理电路的连接处，所述防静电保护电路的另一端接地。
[0010]在一个实施例中，所述导联连接器具有32通道连接至脑电采集电极，所述前端采集单元的数量为8个。
[0011]在一个实施例中，所述前端采集芯片为8通道采样，所述前端采集芯片的数量为4个。
[0012]在一个实施例中，所述主电路单元还包括DC电源输入接口、电源调理电路、电源隔离电路、信号隔离电路、控制电路接口和USB连接器；所述DC电源输入接口接入工作电源；所述电源调理电路的输入端与所述DC电源输入接口相连接，所述电源调理电路的输出端与所述电源隔离电路相连接，所述电源调理电路用于将接入的工作电源电压转换成所述主电路单元以及将所述控制电路单元所需的5V工作电压；所述电源隔离电路的输入端与所述电源调理电路的输出端相连接，所述电源隔离电路用于将所述5V工作电压隔离为5V安全电压、以及将所述5V工作电压转换为3.3V安全电压；所述信号隔离电路的一端连接所述前端采集单元，所述信号隔离电路的另一端连接所述控制电路单元，用于对所述前端采集单元中的脑电信号转换得到的数字信号和所述控制电路单元中的数字信号的进行隔离；所述控制电路接口的一端连接所述信号隔离电路，所述控制电路接口的另一端连接所述控制电路单元；所述USB连接器分别与所述控制电路接口和所述上位机相连接，所述上位机通过所述USB连接器与所述主电路单元进行USB连接。
[0013]在一个实施例中，所述控制电路单元设置在第一印制电路板上，所述前端采集单元设置在第二印制电路板上，所述主电路单元设置在第三印制电路板上；所述第一印制电路板通过所述主电路单元上设置的控制电路接口与所述第三印制电路板连接，使所述第一印制电路板与第三印制电路板呈上下空间堆叠；所述第二印制电路板通过所述主电路单元上设置的所述前端采样接口与所述第三印制电路板连接，使所述第二印制电路板与第三印制电路板呈上下空间堆叠。
[0014]在一个实施例中，所述控制电路单元包括FPGA芯片、以及分别与所述FPGA芯片通信连接的SDRAM芯片、USB控制芯片；所述FPGA芯片用于接收所述主电路单元传输的所述脑电信号、对所述脑电信号进行处理并传输至所述主电路单元、以及接收所述上位机发送的采集指令，并根据所述采集指令控制所述前端采集单元开始信号采集；所述SDRAM芯片用于对所述脑电信号进行数据缓存；所述USB控制芯片用于控制所述FPGA芯片与所述主电路单元之间的USB数据通信。
[0015]在一个实施例中，所述控制电路单元还包括时钟电路，所述时钟电路用于为所述FPGA芯片提供系统时钟。
附图说明
[0016]图1是根据本技术的可扩展的高密度脑电采集设备的结构示意图；
[0017]图2是根据本技术的可扩展的高密度脑电采集设备中的信号调理电路的示意
图；
[0018]图3根据本技术的可扩展的高密度脑电采集设备中多个前端采集芯片之间的菊花链连接结构示意图；
[0019]图4是根据本技术的可扩展的高密度脑电采集设备中的防静电保护电路的示意图；
[0020]图5是根据本技术的可扩展的高密度脑电采集设备中的电源隔离电路示意图；
[0021]图6是根据本技术的可扩展的高密度脑电采集设备中的信号隔离电路示意图；
[0022]图7是本技术的可扩展的高密度脑电采集设备中的电源调理电路示意图。
具体实施方式
[0023]以下将结合附图对本技术的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本技术范围的限制，而只是为了说明本技术技术方案的实质精神。
[0024]在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，包括：主电路单元、控制电路单元以及至少一个前端采集单元；所述主电路单元与所述控制电路单元通信连接，所述主电路单元上设置有多个前端采样接口，所述前端采集单元与脑电采样电极一一对应，对于每个所述前端采集单元，所述前端采集单元的一端连接到一个所述前端采样接口、所述前端采集单元的另一端连接到对应的所述脑电采样电极；所述前端采集单元设置成接收连接的所述脑电采样电极采集的脑电信号，并通过所述主电路单元传输至所述控制电路单元；所述主电路单元用于接收上位机发送的采集指令并传输至所述控制电路单元；所述控制电路单元用于基于所述采集指令，控制所述主电路单元上的前端采样接口连接的所述前端采集单元同步进行信号采集。2.根据权利要求1所述的可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，每个所述前端采集单元包括：依次相连的导联连接器、信号调理电路以及前端采集芯片；所述导联连接器与所述脑电采样电极电连接，所述前端采集芯片连接到所述主电路单元上的前端采样接口；所述信号调理电路用于对与所述导联连接器连接的所述脑电采样电极发送的脑电信号进行带宽限制；所述前端采集芯片用于将接收的所述信号调理电路发送的所述脑电信号转发至所述主电路单元。3.根据权利要求2所述的可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，每个所述前端采集单元中包括多个所述前端采集芯片，多个所述前端采集芯片之间通过菊花链的方式连接。4.根据权利要求2所述的可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，每个所述前端采集单元还包括防静电保护电路；在每个所述前端采集单元中，所述防静电保护电路的一端连接到所述导联连接器和所述信号调理电路的连接处，所述防静电保护电路的另一端接地。5.根据权利要求2所述的可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，所述导联连接器具有32通道连接至脑电采集电极，所述前端采集单元的数量为8个。6.根据权利要求5所述的可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，所述前端采集芯片为8通道采样，所述前端采集芯片的数量为4个。7.根据权利要求1所述的可扩展的高密度脑电采集设备，其特征在于，所述主电路单元还包括DC电源输入接口、电源调理电路、电源隔离电路、信号隔离电路、控制电路接口和USB连接器；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝旭，束小康，
申请(专利权)人：上海念通智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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