CN113208616A - 对脑电信号进行处理的设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种对脑电信号进行处理的设备，该设备包括：神经探针；神经信号采集器，神经信号采集包括采集电路，采集电路与神经探针连接；深部脑内刺激DBS发生器，深部脑内刺激DBS发生器包括相互连接的激发器和刺激器，刺激器安装在神经探针的末端，激发器连接神经探针的顶端；体外充电装置，体外充电装置通过传输电缆分别与神经信号采集器、深部脑内刺激DBS发生器连接。本申请通过设置共用的神经探针，起到将信号采集和刺激神经两种功能进行合并的效果，避免了信号采集与刺激神经需要依赖不同的设备来完成的问题，扩大了对脑电信号进行处理的设备的应用范围，提高了降低对脑电信号进行处理的设备的效率，降低了对脑电信号进行处理的成本。

Description

对脑电信号进行处理的设备

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种对脑电信号进行处理的设备。

背景技术

深部脑内刺激(deep brain stimulation，DBS)设备，是一种将电极植入到患者脑内，运用脉冲发生器刺激其大脑深部的某些神经核，纠正异常的大脑电环路，从而减轻这些神经方面的症状的装置。相关的深部脑内刺激DBS设备只能对脑部进行刺激干预，不能采集和传输脑电信号。

发明内容

为了解决上述至少一种技术问题，本申请提供一种整合了采集、传输和对脑部进行干预的设备。

本申请提供一种对脑电信号进行处理的设备，该设备包括：神经探针；神经信号采集器，神经信号采集包括采集电路，采集电路与神经探针连接；深部脑内刺激DBS发生器，深部脑内刺激DBS发生器包括相互连接的激发器和刺激器，刺激器安装在神经探针的末端，激发器连接神经探针的顶端，以使激发器产生的刺激信号通过刺激器控制神经探针振动；体外充电装置，体外充电装置通过传输电缆分别与神经信号采集器、深部脑内刺激DBS发生器连接，以向神经信号采集器和深部脑内刺激DBS发生器供电。

进一步地，神经探针表面镀有点状铂金层。

进一步地，神经探针内部设置有用于传输电信号的光刻蚀硅基板。

进一步地，体外充电装置为生物电能采集器、供电电路和电池，供电电路分别与生物电能采集器、电池电连接。

进一步地，生物电能采集器包括相互连接的生物电能电路转换电路和生物电能采集探针阵列。

进一步地，神经信号采集器还包括与采集电路连接的第一传输电路，以使对脑电信号进行处理的设备通过第一传输电路进行数据传输。

进一步地，深部脑内刺激DBS发生器还包括与激发器连接的第二传输电路，以使对脑电信号进行处理的设备通过第二传输电路进行数据传输。

进一步地，对脑电信号进行处理的设备还包括控制装置，控制装置分别与神经信号采集器、深部脑内刺激DBS发生器、体外充电装置连接。

进一步地，对脑电信号进行处理的设备还包括壳体，经信号采集器和深部脑内刺激DBS发生器安装于壳体上。

本申请通过设置共用的神经探针，起到将信号采集和刺激神经两种功能进行合并的效果，避免了信号采集与刺激神经需要依赖不同的设备来完成的问题，扩大了对脑电信号进行处理的设备的应用范围，提高了降低对脑电信号进行处理的设备的效率，降低了对脑电信号进行处理的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种对脑电信号进行处理的设备一个实施例的框图结构示意图；

图2为本申请所提供的一种对脑电信号进行处理的设备中神经信号采集器的框图结构示意图；

图3为本申请所提供的一种对脑电信号进行处理的设备中深部脑内刺激DBS发生器的框图结构示意图；

图4为本申请所提供的一种对脑电信号进行处理的设备中体外充电装置的框图结构示意图；以及

图5为本申请所提供的一种对脑电信号进行处理的设备另一个实施例的框图结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请所提供的一种对脑电信号进行处理的设备。如图1所示，该对脑电信号进行处理的设备100包括：神经探针10、神经信号采集器20、深部脑内刺激DBS发生器30和体外充电装置40。

本申请实施例中，提供有两根神经探针。应用时，两根神经探针一般分布在左右脑的对应位置，能够深入皮层下1mm至15mm，以及尖端区域。通过使用神经探针来收集局部神经电势信号，具体地，神经探针的接入点为硬脑膜绝缘区。在一些实施例中，可以在神经探针表面镀设点状铂金层，以通过点状铂金层来实现电信号的收集，并达到提升导电率、耐久度的效果。

在一些实施例中，神经探针内部设置有用于传输电信号的光刻蚀硅基板，通过这种光刻蚀硅基板为神经探针采集到的局部神经电势信号提供了信号传输的基础通道，使得其能够快速传输至采集电路，提高信号传输时效性的效果，为后续对局部神经电势信号进行分析提供了必要准备。

参照图2，神经信号采集器20包括与神经探针10连接的采集电路201。应用时，神经信号采集器20通过神经探针10来收集局部神经电势信号，并传输至采集电路201，从而实现通过神经信号采集器来采集脑电信号的目的。具体地，可以将神经信号采集器包括的采集电路设置为前端增益AFE+MCU/GPU计算单元的集成结构，其中前端增益器AFE实现了电信号的放大和编码功能，并与MCU计算单元一起集成在一块芯片上，MCU/GPU实现了前端计算功能。在一些实施例中，还可以在神经信号采集器20中增设与采集电路连接的第一传输电路202(图中未示出)，以使本申请所提供的设备在采集到脑电信号后，通过第一传输电路来进行数据传输。例如，将采集到的脑电信号发送至云端服务器。

参照图3，深部脑内刺激DBS发生器30包括相互连接的激发器 301和刺激器302，刺激器安装在神经探针10的末端，激发器301连接神经探针10的顶端，以使激发器301产生的刺激信号通过刺激器 302控制神经探针10振动。应用时，神经探针可从顶叶插入直达脑室，由深部脑内刺激DBS发生器通过激发器来生成激发神经的脉动的信号，该信号被下发至刺激器，由刺激器来对神经探针控制，以完成对神经的刺激功能，起到对神经的起搏效果。具体地，刺激器可以设置为双通道植入式的刺激器。在一些实施例中，还可以在深部脑内刺激DBS发生器中增设与激发器连接的第二传输电路(图中未示出)，以使对脑电信号进行处理的设备通过第二传输电路进行数据传输。例如，将对神经起搏的控制信息上述至云端服务器。

在本申请实施例中，第一传输电路和第二传输电路均为用于对信号进行传输的传输媒介。其中，对信号进行传输的媒介可以为传输电缆，也可以采用wifi、蓝牙等无线通信协议通信芯片。

体外充电装置40通过传输电缆分别与神经信号采集器20、深部脑内刺激DBS发生器30连接，以向神经信号采集器和深部脑内刺激 DBS发生器30供电。参照图4，在一些实施例中，将体外充电装置 40设置为生物电能采集器401、供电电路402和电池403，供电电路402分别与生物电能采集器401、电池403电连接。具体地，可以将电池设置为锂电池、蓄电池，甚至柔性电池等。更具体地，可以将生物电能采集器设置为相互连接的生物电能电路转换电路和生物电能采集探针阵列。其中，生物电能采集探针阵列中各个探针的长度均可以设置为5mm。具体地，生物电能采集探针阵列一般为分布有数万根细小的电势收集纤维，能将局区域内，由肌肉电信号带来的微弱电势变化进行收集。具体地，供电电路还可以提供充电接口，以实现利用外部充电设备对电池的供电目的。

如图5所示，在一些实施例中，对脑电信号进行处理的设备100 还包括控制装置50，控制装置分别与神经信号采集器20、深部脑内刺激DBS发生器30、体外充电装置40连接。具体地，可以将控制装置设置为控制器、处理器等具备数据处理功能的结构。例如，若将控制装置设置为控制器，那么通过对控制器的操作，从而实现控制神经信号采集器20、深部脑内刺激DBS发生器30的启动、关闭等。

在一些实施例中，对脑电信号进行处理的设备还包括壳体(图中未示出)，神经信号采集器20和深部脑内刺激DBS发生器30安装于壳体上。具体地，可以根据业务需求来设置壳体的形状。例如，将壳体设置为头盔形状。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种对脑电信号进行处理的设备，其特征在于，包括：

神经探针；

神经信号采集器，所述神经信号采集包括采集电路，所述采集电路与所述神经探针连接；

深部脑内刺激DBS发生器，所述深部脑内刺激DBS发生器包括相互连接的激发器和刺激器，所述刺激器安装在所述神经探针的末端，所述激发器连接所述神经探针的顶端，以使所述激发器产生的刺激信号通过所述刺激器控制所述神经探针振动；

体外充电装置，所述体外充电装置通过传输电缆分别与所述神经信号采集器、所述深部脑内刺激DBS发生器连接，以向所述神经信号采集器和所述深部脑内刺激DBS发生器供电。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述神经探针表面镀有点状铂金层。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述神经探针内部设置有用于传输电信号的光刻蚀硅基板。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述体外充电装置为生物电能采集器、供电电路和电池，所述供电电路分别与所述生物电能采集器、所述电池电连接。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述生物电能采集器包括相互连接的生物电能电路转换电路和生物电能采集探针阵列。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述神经信号采集器还包括与所述采集电路连接的第一传输电路，以使所述对脑电信号进行处理的设备通过所述第一传输电路进行数据传输。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述深部脑内刺激DBS发生器还包括与所述激发器连接的第二传输电路，以使所述对脑电信号进行处理的设备通过所述第二传输电路进行数据传输。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述对脑电信号进行处理的设备还包括控制装置，所述控制装置分别与所述神经信号采集器、所述深部脑内刺激DBS发生器和所述体外充电装置连接。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述对脑电信号进行处理的设备还包括壳体，所述经信号采集器和所述深部脑内刺激DBS发生器安装于所述壳体上。

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