CN110464298A - 一种脑电信号处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脑电信号处理装置和方法，所述装置包括用于显示刺激图形的显示模块、用于采集脑电信号的电极模块，以及用于接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理，从而对与所述视野区域相应的视觉缺陷进行判断的处理模块，其中所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域在至少两种刺激形态之间转换。所述刺激图形是通过面积更小的视野区域独立进行刺激状态的转换，每个视野区域可以对应被检测者视网膜上一个较小的区域，即每个视野区域的刺激状态变化时可以影响到视网膜上的特定区域，可以将视觉缺陷的发病区域定位到视网膜上更具体的位置，便于医务人员进行进一步的分析或者治疗工作。本发明广泛应用于脑电技术领域。

Description

一种脑电信号处理装置和方法

技术领域

本发明涉及脑电技术领域，尤其是一种脑电信号处理装置和方法。

背景技术

随着我国的人口老化，引起的四大眼疾主要为白内障、青光眼、糖尿病视网膜病变和老年黄斑退行性病变。这四大眼疾均通过不同程度的影响视觉通路，从而影响到视力的完整性。其中，视觉通路是指经由视网膜神经节细胞的轴突(即视神经)，经视交叉、视束、外侧膝状体、视辐射到枕叶视中枢所构成的，传递视觉信息的神经途径如图1所示。

评定视觉通路功能的重要指标之一就是视野。视野是指眼向前方注视一固定目标时所能感觉到的空间范围，是除中心视力以外的视功能检测指标。然而某些眼疾并不会突然导致患者的整个视力丧失，而是从患者的周边视野开始，逐渐到中心视野的丧失。因此有必要提出一种技术手段，能够对患者的早期视野检查提供一定的客观评价。

现有用于对患者进行视野检查的技术包括Humprey视野计和视觉诱发电位(Visual Evoked Potential，VEP)。Humprey视野计技术在视野范围内给定一个目标，通过逐渐增加目标的刺激强度来测量视野中某一点的光敏度或光阈值，但是该方法需要患者的配合，所测得的结果与患者的配合程度有关，因此具有很强的主观性。

视觉诱发电位技术是在视野范围内，以一定强度的闪光或图形刺激视网膜，可在视觉皮层或头颅骨外的枕区记录到电位变化，这种电位变化被称为视觉诱发电位。现有的视觉诱发电位技术的局限性在于，其检测结果反映的是视觉通路功能的完整性，它的波形成分是混合信号，对局灶病变不敏感，也就是不能根据现有的视觉诱发电位技术来确定具体是视网膜的那个位置出现病变。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种脑电信号处理装置和方法。

一方面，本发明实施例包括一种脑电信号处理装置，包括：

显示模块，用于显示刺激图形；所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域可在两种刺激状态之间转换；

电极模块，用于采集脑电信号；

处理模块，用于接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理，从而对与所述视野区域相应的视觉缺陷进行判断。

进一步地，所述处理模块用于生成伪随机二元m序列；所述伪随机二元m序列是由第一数值和第二数值构成的数字序列；

所述显示模块用于：当所述伪随机二元m序列的取值为第一数值时，对所述视野区域的刺激状态进行保持和显示；当所述伪随机二元m序列的取值为第二数值时，对所述视野区域的刺激状态进行切换和显示。

进一步地，所述两种刺激状态包括第一刺激状态和第二刺激状态；

在所述第一刺激形态下，所述视野区域为同心扇环形，所述视野区域由多个同心扇环形的色块组成，各所述色块的颜色分别为黑色或白色，各所述色块以黑白相间的方式排布。

进一步地，所述第二刺激形态下的视野区域是通过对第一刺激形态下相应视野区域中的各色块进行颜色翻转得到的。

进一步地，所述显示模块还用于显示灰屏区域，所述灰屏区域为所述刺激图形的背景；所述第二刺激形态下的视野区域具有与所述灰屏区域相同的灰度。

进一步地，所述处理模块用于对所述脑电信号进行以下处理：

根据所述刺激形态翻转的显示时刻，从所述脑电信号中提取出所有相应的第一波形片段；

根据所述刺激形态未翻转的显示时刻，从所述脑电信号中提取出所有相应的第二波形片段；

对所有所述第一波形片段进行求和，从而得到第一求和值；

对所有所述第二波形片段进行求和，从而得到第二求和值；

当所述第二求和值和第一求和值相减，对得到的波形片段分析，当所述波形片段中不存在预设的波形成分时，判断存在与所述视野区域相应的视觉缺陷。

进一步地，所述处理模块还用于对所述脑电信号进行以下处理：

设置第一时间窗口和第二时间窗口；

对所述脑电信号的第一时间窗口进行采样，得到多个信号强度信息；

对所述脑电信号的第二时间窗口进行采样，得到多个噪声强度信息；

根据所述信号强度信息和噪声信号强度信息，计算所述脑电信号的信噪比；

当检测到所述脑电信号的信噪比低于预设的阈值，删除所述脑电信号。

进一步地，所述电极模块包括参考电极和记录电极，所述记录电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；

所述参考电极用于设置在枕骨粗隆，所述参考地电极用于设置在前额；其中，所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极分别用于设置在POz、Oz、O1和O2位置。

进一步地，所述脑电信号包括：

第一通道数据；所述第一通道数据为第一电极的电位与参考电极的电位之差；

第二通道数据；所述第二通道数据为第二电极的电位与参考电极的电位之差；

第三通道数据；所述第三通道数据为第三电极的电位与参考电极的电位之差；

第四通道数据；所述第四通道数据为第四电极的电位与参考电极的电平之差；

第五通道数据；所述第五通道数据为第一电极的电位与第二电极的电位之差；

第六通道数据；所述第六通道数据为第一电极的电位与第三电极的电位之差；

第七通道数据；所述第七通道数据为第一电极的电位与第四电极的电位之差；

第八通道数据；所述第八通道数据为第二电极的电位与第三电极的电位之差；

第九通道数据；所述第九通道数据为第二电极的电位与第四电极的电位之差；

第九通道数据；所述第九通道数据为第三电极的电位与第四电极的电位之差。

另一方面，本发明实施例还包括一种脑电信号处理方法，包括以下步骤：

显示刺激图形；所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域可在第一刺激状态和第二刺激状态之间转换；

采集脑电信号；

接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理，从而对与所述视野区域相应的视觉缺陷进行判断。

本发明的有益效果是：本发明实施例中的脑电数据处理装置，当所述刺激图形中的视野区域进行刺激状态的转换时，根据视觉诱发电位的原理，使用处理模块通过电极模块检测到脑电信号发生变化，然后通过视觉诱发电位技术进行处理，可以判断被检测者是否存在视觉缺陷。由于本发明实施例中所述刺激图形是通过面积更小的视野区域独立进行刺激状态的转换，每个视野区域可以对应被检测者视网膜上一个较小的区域，即每个视野区域的刺激状态变化时可以影响到视网膜上的特定区域，从而刺激被检测者的视觉皮质，产生相应的脑电信号。通过使不同的视野区域分别进行刺激状态的转换并对所采集到的脑电信号进行处理，可以将视觉缺陷的发病区域定位到视网膜上更具体的位置，便于医务人员进行进一步的分析或者治疗工作。

附图说明

图1为传递视觉信息的神经途径示意图；

图2为本发明实施例中虚拟现实头盔的佩戴效果示意图；

图3为本发明实施例中所使用的刺激图形的形态示意图；

图4为本发明实施例中所使用的视野区域的形态示意图；

图5为本发明实施例中经过编号后视野区域的形态示意图；

图6为本发明实施例中视野区域的第一刺激形态的示意图；

图7为本发明实施例中视野区域的其中一种第二刺激形态的示意图；

图8为本发明实施例中灰屏区域的示意图；

图9为本发明实施例中视野区域的另一种第二刺激形态的示意图；

图10为本发明实施例中所使用的国际标准导联10-20系统的第一示意图；

图11为本发明实施例中所使用的国际标准导联10-20系统的第二示意图；

图12为本发明实施例中所述脑电信号处理方法的流程图。

具体实施方式

本实施例中，所述脑电信号处理装置包括：

显示模块，用于显示刺激图形；所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域可在两种刺激状态之间转换；

电极模块，用于采集脑电信号；

处理模块，用于接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理，从而对与所述视野区域相应的视觉缺陷进行判断。

所述显示模块可以是CRT显示器或者LCD显示器，其刷新频率可以是75Hz或60Hz。优选地可以使用虚拟现实头盔来作为本实施例中的显示模块。所述虚拟现实头盔的佩戴效果如图2所示，虚拟现实头盔可以营造较为封闭的检测环境，使得佩戴虚拟现实头盔的被检测者可以集中注意力，取得更佳的检测效果。

所述电极模块可以由多个单独的电极组成，也可以将这些电极安装在一个帽形的固定结构上。当被检测者将这个固定结构戴在头上时，这些电极与被检测者头部表面的相应位置接触，从而对脑电信号进行采集。

所述处理模块由CPU和GPU组成。由于CPU和GPU的通用性，可以使用现有虚拟现实头盔的数据处理和图形处理部分来作为本实施例中的处理模块。

所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域中的“视野”是指其位于被检测者的肉眼视野范围内，即每个视野区域都有可能被被检测者观察到，但被检测者的目光焦点不一定落在视野区域上，被检测者闭眼或眨眼时也无法观察到所述视野区域。所述视野区域中的“视野”并不对“视野区域”构成技术手段上的限制。

所述刺激图形中，至少一个所述视野区域在至少两种刺激形态之间转换。本实施例中，每个所述视野区域的转换是独立的，也就是某一视野区域进行不同刺激状态之间的转换并不影响其他视野区域进行不同刺激状态之间的转换。优选地，在同一时刻，只有一个视野区域进行不同刺激状态之间的转换，而其他视野区域保持当前刺激状态不变。

当所述刺激图形中的视野区域进行刺激状态的转换时，根据视觉诱发电位的原理，处理模块通过电极模块检测到脑电信号发生变化，然后通过视觉诱发电位技术进行处理，可以判断被检测者是否存在视觉缺陷。由于本发明实施例中所述刺激图形是通过面积更小的视野区域独立进行刺激状态的转换，每个视野区域可以对应被检测者视网膜上一个较小的区域，即每个视野区域的刺激状态变化时可以影响到视网膜上的特定区域，从而刺激被检测者的视觉皮质，产生相应的脑电信号。通过使不同的视野区域分别进行刺激状态的转换并对所采集到的脑电信号进行处理，可以将视觉缺陷的发病区域定位到视网膜上更具体的位置，便于医务人员进行进一步的分析或者治疗工作。

本发明实施例中的脑电信号处理装置可以视为对现有视觉诱发电位检测技术的改进，可以称为多焦点视觉诱发电位检测技术。

进一步作为优选的实施方式，所述处理模块用于生成伪随机二元m序列；所述伪随机二元m序列是由第一数值和第二数值构成的数字序列；

所述显示模块用于：当所述伪随机二元m序列的取值为第一数值时，对所述视野区域的刺激状态进行保持和显示；当所述伪随机二元m序列的取值为第二数值时，对所述视野区域的刺激状态进行切换和显示。

本实施例中，所述刺激图形中的各视野区域分别可能有两种刺激形态，即第一刺激形态和第二刺激形态。

在对刺激图形中的一个或多个视野区域进行刺激形态的转换时，首先，所述处理模块用于生成伪随机二元m序列。所述伪随机二元m序列是一种伪随机白噪声序列，该序列只有两个取值，即第一数值和第二数值，本实施例中，所述第一数值为0，第二数值为1，即所述伪随机二元m序列是由数字0和1组成的序列。

当所述伪随机二元m序列的取值为0时，显示模块保持显示所述视野区域的当前刺激状态，也就是说，如果所述显示区域处于第一刺激状态，那么就一直显示第一刺激状态，如果所述显示区域处于第二刺激状态，那么就一直显示第二刺激状态。

当所述伪随机二元m序列的取值为1时，对所述视野区域的刺激状态进行切换和显示，也就是说，如果所述显示区域原来处于第一刺激状态，那么就切换到第二刺激状态进行显示，如果所述显示区域处于第二刺激状态，那么就切换到第一刺激状态进行显示。

伪随机二元m序列的性质在于，由伪随机二元m序列经过移位后所得到的新序列与伪随机二元m序列本身正交，因此根据伪随机二元m序列的变化规律对视野区域的刺激形态进行切换，可以使得从被检测者检测到的脑电信号也带有相应的变化规律，方便应用互相关算法，使得处理模块在对检测到的脑电信号进行提取时效率和准确率更高。

进一步作为优选的实施方式，在所述第一刺激形态下，所述视野区域为同心扇环形，所述视野区域由多个同心扇环形的色块组成，各所述色块的颜色分别为黑色或白色，各所述色块以黑白相间的方式排布。

本实施例中所使用的刺激图形的形态如图3所示，所述刺激图形的形状为圆形，其由多个黑色色块和白色色块组成，各黑色色块和白色色块以黑白相间的方式进行排布。在刺激图形的中央还设置十字形的注视点，用于提醒被检测者的目光集中在注视点上，取得更佳的检测效果。

参照图4，所述刺激图形由多个同心的扇环形的视野区域组成。图4中的各视野区域之间以直线或者圆弧隔开，这只是本实施例中用来对视野区域的形态进行说明，在实际应用本发明实施例中的技术方案时，并不一定要将这些直线或者圆弧显示出来，处理模块与显示模块中也不一定存在与这些直线或者圆弧有关的数据。

参照图4，每个视野区域都分别由多个同心扇环形的色块组成，各所述色块的颜色分别为黑色或白色，各所述色块以黑白相间的方式排布，也就是不存在两个相邻的黑色色块，也不存在两个相邻的白色色块。

可以参照图5所示的方式对各视野区域进行编号。图5只是用于说明一种可行的编号方式，并非实际应用本发明实施例中的技术方案时的显示效果。在图5所示的编号方式中，对圆形刺激图形内圆心附近的较小圆形部分不做处理，而从靠外的圆环开始划分视野区域并进行编号。所述编号用于对各视野区域进行区分，并不涉及脑电信号的处理过程。

在应用本实施例中的脑电信号处理装置时，可以通过以下步骤进行：

(1)生成一个伪随机二元m序列，例如100111010111；

(2)选定图5所示的1号视野区域，按照伪随机二元m序列100111010111所确定的顺序对1号视野区域进行刺激形态转换，其中，在数值1所对应的时刻，对1号视野区域的刺激形态进行转换，也就是如果1号视野区域的刺激形态为第一刺激形态，那么将1号视野区域的刺激形态由第一刺激形态转换为第二刺激形态，如果1号视野区域的刺激形态为第二刺激形态，那么将1号视野区域的刺激形态由第二刺激形态转换为第一刺激形态；在数值0所对应的时刻，保持显示原先的刺激形态，也就是说，如果1号视野区域被切换至第一刺激形态，那么就继续显示第一刺激形态，如果1号视野区域被切换至第二刺激形态，那么就继续显示第二刺激形态；在此过程中，保持其他视野区域的刺激形态不变，同时对脑电信号进行采集和处理，判断是否存在视觉缺陷，如果判断存在视觉缺陷，那么就可以确定，被检测者的视网膜上发生视觉缺陷的部位便是与1号视野区域对应的部分；

(3)按照伪随机二元m序列100111010111所确定的顺序对1号视野区域进行刺激形态转换，其中，在数值1所对应的时刻，对2号视野区域的刺激形态进行转换，也就是如果2号视野区域的刺激形态为第一刺激形态，那么将2号视野区域的刺激形态由第一刺激形态转换为第二刺激形态，如果2号视野区域的刺激形态为第二刺激形态，那么将2号视野区域的刺激形态由第二刺激形态转换为第一刺激形态；在数值0所对应的时刻，保持显示原先的刺激形态，也就是说，如果2号视野区域被切换至第一刺激形态，那么就继续显示第一刺激形态，如果2号视野区域被切换至第二刺激形态，那么就继续显示第二刺激形态；在此过程中，保持其他视野区域的刺激形态不变，同时对脑电信号进行采集和处理，判断是否存在视觉缺陷，如果判断存在视觉缺陷，那么就可以确定，被检测者的视网膜上发生视觉缺陷的部位便是与1号视野区域对应的部分；

(4)如步骤(1)-(3)的原理进行类推，对其他视野区域进行刺激形态转换和相应的脑电信号检测和处理。

进一步作为优选的实施方式，所述第二刺激形态下的视野区域是通过对第一刺激形态下相应视野区域中的各色块进行颜色翻转得到的。

图6所示是图5中的1号视野区域的第一刺激形态。将所述1号视野区域中各色块进行颜色翻转，即将1号视野区域中的原白色色块变为黑色色块，将1号视野区域中的原黑色色块变为白色色块，便能得到图7所示的第二刺激形态。

进一步作为优选的实施方式，参照图8，所述显示模块还用于显示灰屏区域，所述灰屏区域包围所述刺激图形；所述第二刺激形态下的视野区域具有与所述灰屏区域相同的灰度。

图6所示是图5中的1号视野区域的第一刺激形态。将所述1号视野区域中各色块进行颜色翻转，即将1号视野区域中的所有色块都变成灰色，便能得到图9所示的第二刺激形态。

综上，本实施例中共有两种刺激形态转换方式，也就是图6与图7之间的刺激形态转换，以及图6与图8之间刺激形态转换。与图6和图7之间的刺激形态转换方式相比，图6与图8之间刺激形态转换方式可以增大10°视野中央的转换振幅，增幅达到30°，因此可以增强对脑电信号处理的灵敏度，优先选用图6与图8之间刺激形态转换方式。

进一步作为优选的实施方式，所述处理模块用于对所述脑电信号进行以下处理：

根据所述刺激形态翻转的显示时刻，从所述脑电信号中提取出所有相应的第一波形片段；

根据所述刺激形态未翻转的显示时刻，从所述脑电信号中提取出所有相应的第二波形片段；

对所有所述第一波形片段进行求和，从而得到第一求和值；

对所有所述第二波形片段进行求和，从而得到第二求和值；

当所述第二求和值和第一求和值相减，对得到的波形片段分析，当所述波形片段中不存在预设的波形成分时，判断存在与所述视野区域相应的视觉缺陷。所述预设的波形成分是指N75、P100和N135等。

所述处理模块的工作原理在于：被检测者的视觉皮质对刺激图形刺激形态转换的响应是由伪随机二元m序列控制的，因此对脑电信号进行处理的过程就是把获得的脑电信号和伪随机二元m序列之间进行互相关运算，求得各个局部视野区域的VEP信号。从记录的数据中提取出局部响应贡献所产生的响应成分叫做核(kernel)。

当使用图6与图8之间刺激形态转换方式，对脑电数据的处理过程对应于一阶Kernel的处理方法，其具体为：

(1)从所述脑电信号中提取出第一波形片段，每个第一波形片段的起点分别是每个从第一刺激形态转换到第二刺激形态的时刻，或者每个从第二刺激形态转换到第一刺激形态的时刻，终点分别是进行刺激形态转换的时刻后200ms；

(2)从所述脑电信号中提取出第二波形片段，每个第二波形片段的起点分别是在未发生刺激形态转换时对应的脑电信号中选择的时刻，终点分别是所选择的时刻后200ms；

(3)生成一系列采样点，分别对各个第一波形片段进行采样，并将所有采样值求和得到第一求和值NR；

(4)使用与步骤(3)相同的一系列采样点，分别对各个第二波形片段进行采样，并将所有采样值求和得到第二求和值R；

(5)计算所述第二求和值和第一求和值的差R-NR，并将R-NR与预设的阈值进行比较，如果R-NR小于预设的阈值，便可以判断被检测者的视网膜对刺激图形的刺激形态转换无反应，即存在视觉缺陷。

进一步作为优选的实施方式，所述处理模块还用于对所述脑电信号进行以下处理：

设置第一时间窗口和第二时间窗口；

对所述脑电信号的第一时间窗口进行采样，得到多个信号强度信息；

对所述脑电信号的第二时间窗口进行采样，得到多个噪声强度信息；

根据所述信号强度信息和信号强度信息，计算所述脑电信号的信噪比；

当检测到所述脑电信号的信噪比低于预设的阈值，删除所述脑电信号。

在实际应用中，典型的脑电信号通常在距离始端100ms处达到峰值，因此将距离始端50ms-150ms的区间设为第一时间窗口，将距离始端150ms-250ms的区间设为第二时间窗口。生成一系列采样点，在第一时间窗口内对所述脑电信号进行采样，得到多个信号强度信息i∈signal-window；使用相同的一系列采样点，在第二时间窗口内对所述脑电信号进行采样，得到多个噪声强度信息i∈noise-window。

根据公式计算多个信号强度信息的均方根，式中，n为第一时间窗口的长度100ms，r_i,j为信号强度信息i与所有信号强度信息i∈signal-window的均值之差；根据公式计算多个信号强度信息的均方根，式中，n为第二时间窗口的长度100ms，r_i,j为噪声强度信息i与所有噪声强度信息i∈noise-window的均值之差。当如图5所示设置36个视野区域时，所述信噪比可以通过公式计算得到。

如果检测到所述脑电信号的信噪比低于预设的阈值，则说明所采集的脑电信号质量不佳，删除所述脑电信号，并进行脑电信号的重新采集。

进一步作为优选的实施方式，所述电极模块包括参考电极和记录电极，所述记录电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；

所述参考电极用于设置在枕骨粗隆，所述参考地电极用于设置在前额；其中，所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极分别用于设置在POz、Oz、O1和O2位置。

所示POz、Oz、O1和O2位置是根据国际标准导联10-20系统的标准确定的。图10和图11是所述国际标准导联10-20系统的示意图。

本实施例中，第一电极、第二电极、第三电极和第四电极所检测到的脑电信号是通过多通道形式进行传输和存储的，即所述脑电信号包括：

第一通道数据；所述第一通道数据为第一电极的电位与参考电极的电位之差；

第二通道数据；所述第二通道数据为第二电极的电位与参考电极的电位之差；

第三通道数据；所述第三通道数据为第三电极的电位与参考电极的电位之差；

第四通道数据；所述第四通道数据为第四电极的电位与参考电极的电平之差；

第五通道数据；所述第五通道数据为第一电极的电位与第二电极的电位之差；

第六通道数据；所述第六通道数据为第一电极的电位与第三电极的电位之差；

第七通道数据；所述第七通道数据为第一电极的电位与第四电极的电位之差；

第八通道数据；所述第八通道数据为第二电极的电位与第三电极的电位之差；

第九通道数据；所述第九通道数据为第二电极的电位与第四电极的电位之差；

第九通道数据；所述第九通道数据为第三电极的电位与第四电极的电位之差。

所述第一通道数据、第二通道数据、第三通道数据、第四通道数据、第五通道数据、第六通道数据、第七通道数据、第八通道数据和第九通道数据均为所述脑电信号的分量。所述第一通道数据、第二通道数据、第三通道数据、第四通道数据、第五通道数据、第六通道数据、第七通道数据、第八通道数据和第九通道数据均是两个电极所测得的脑电信号的差值，因此可以减少脑电信号中的噪声，提高脑电信号的检测质量。

本实施例还包括一种脑电信号处理方法，参照图12，包括以下步骤：

S1.显示刺激图形；所述刺激图形包括多个视野区域，至少一个所述视野区域在至少两种刺激形态之间转换；

S2.采集脑电信号；

S3.接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理。

所述步骤S1-S3可以使用本实施例中的脑电信号处理装置来执行，可以取得与脑电信号处理装置相同的有益效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种脑电信号处理装置，其特征在于，包括：

显示模块，用于显示刺激图形；所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域可在两种刺激状态之间转换；

电极模块，用于采集脑电信号；

处理模块，用于接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理，从而对与所述视野区域相应的视觉缺陷进行判断。

2.根据权利要求1所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于：

所述处理模块用于生成伪随机二元m序列；所述伪随机二元m序列是由第一数值和第二数值构成的数字序列；

所述显示模块用于：当所述伪随机二元m序列的取值为第一数值时，对所述视野区域的刺激状态进行保持和显示；当所述伪随机二元m序列的取值为第二数值时，对所述视野区域的刺激状态进行切换和显示。

3.根据权利要求2所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于，所述两种刺激状态包括第一刺激状态和第二刺激状态；

在所述第一刺激形态下，所述视野区域为同心扇环形，所述视野区域由多个同心扇环形的色块组成，各所述色块的颜色分别为黑色或白色，各所述色块以黑白相间的方式排布。

4.根据权利要求3所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于：

所述第二刺激形态下的视野区域是通过对第一刺激形态下相应视野区域中的各色块进行颜色翻转得到的。

5.根据权利要求3所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于：

所述显示模块还用于显示灰屏区域，所述灰屏区域为所述刺激图形的背景；所述第二刺激形态下的视野区域具有与所述灰屏区域相同的灰度。

6.根据权利要求2所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于，所述处理模块用于对所述脑电信号进行以下处理：

根据所述刺激形态翻转的显示时刻，从所述脑电信号中提取出所有相应的第一波形片段；

根据所述刺激形态未翻转的显示时刻，从所述脑电信号中提取出所有相应的第二波形片段；

对所有所述第一波形片段进行求和，从而得到第一求和值；

对所有所述第二波形片段进行求和，从而得到第二求和值；

当所述第二求和值和第一求和值相减，对得到的波形片段分析，当所述波形片段中不存在预设的波形成分时，判断存在与所述视野区域相应的视觉缺陷。

7.根据权利要求2所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于，所述处理模块还用于对所述脑电信号进行以下处理：

设置第一时间窗口和第二时间窗口；

对所述脑电信号的第一时间窗口进行采样，得到多个信号强度信息；

对所述脑电信号的第二时间窗口进行采样，得到多个噪声强度信息；

根据所述信号强度信息和噪声信号强度信息，计算所述脑电信号的信噪比；

当检测到所述脑电信号的信噪比低于预设的阈值，删除所述脑电信号。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于：

所述电极模块包括参考电极和记录电极，所述记录电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；

所述参考电极用于设置在枕骨粗隆，所述参考地电极用于设置在前额；其中，所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极分别用于设置在POz、Oz、O1和O2位置。

9.根据权利要求8所述的一种脑电信号处理装置，其特征在于，所述脑电信号包括：

第一通道数据；所述第一通道数据为第一电极的电位与参考电极的电位之差；

第二通道数据；所述第二通道数据为第二电极的电位与参考电极的电位之差；

第三通道数据；所述第三通道数据为第三电极的电位与参考电极的电位之差；

第四通道数据；所述第四通道数据为第四电极的电位与参考电极的电平之差；

第五通道数据；所述第五通道数据为第一电极的电位与第二电极的电位之差；

第六通道数据；所述第六通道数据为第一电极的电位与第三电极的电位之差；

第七通道数据；所述第七通道数据为第一电极的电位与第四电极的电位之差；

第八通道数据；所述第八通道数据为第二电极的电位与第三电极的电位之差；

第九通道数据；所述第九通道数据为第二电极的电位与第四电极的电位之差；

第九通道数据；所述第九通道数据为第三电极的电位与第四电极的电位之差。

10.一种脑电信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

显示刺激图形；所述刺激图形包括多个视野区域，所述视野区域可在第一刺激状态和第二刺激状态之间转换；

采集脑电信号；

接收所述电极模块采集到的脑电信号并进行处理，从而对与所述视野区域相应的视觉缺陷进行判断。