CN209678508U - 一种eeg和eit信号同步采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种EEG和EIT信号同步采集装置，包括：用于产生EIT电流以作用于大脑的EIT电流生成电路；对大脑EIT信号和EEG信号进行提取变频分别输出的变频电路；连接在变频电路EIT信号输出端以测量大脑不同位置阻抗的EIT测量电路；连接在变频电路EEG信号输出端以获得脑电信号的信号采集电路。采用EIT电流生成电路产生的安全电路传输至人头部，利用变频电路同时采集大脑的EIT信号和EEG信号，并分频输出至EIT测量电路和信号采集电路，克服了EEG和EIT分离系统的限制，即能够同时获取EEG信号和EIT信号，又可以实时检测电极和皮肤的接触阻抗。
Description
技术领域
本实用新型涉及人体生理信号采集装置领域，具体涉及一种EEG和EIT信号同步采集装置。
背景技术
目前存在的脑电采集设备中，普遍存在两个问题，一类设备具有空间分辨率高，但是时间分辨率低的特点，例如fMRI(Functional Magnetic Resonance Imaging)和PET(Positron Emission Tomography)等；另一类设备存在时间分辨率高，但是空间分辨率低的特点，例如大多数的EEG采集设备。因此研发能够实现时间分辨率高、又能够最大程度的实现空间分辨率高脑电采集设备是一大趋势且是一大难题。为了解决上述问题，通常情况下，采集人员使用两种设备，通过空间分辨率高的设备采集获得人头部的空间信息，之后再通过时间分辨率高的设备实现脑电信号的实时监测，此方法是脑电信号采集过程中最常用的方法。这采集方法存在一定的问题，一方面这种采集方法在一定程度上无法较好的实现EEG信号和EIT信号的同步采集。由于人体新陈代谢会使人体组织发生变化，因此设备采集不同步，这将造成无法准确定位异常脑电信号的产生位置，另一方面采用的定位设备体积大和成本高，这将限制了此设备只能在医院或科研中使用。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题提供一种EEG和EIT信号同步采集装置。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种EEG和EIT信号同步采集装置，包括：
用于产生EIT电流以作用于大脑的EIT电流生成电路；
对大脑EIT信号和EEG信号进行提取变频分别输出的变频电路；
连接在变频电路EIT信号输出端以测量大脑不同位置阻抗的EIT测量电路；
连接在变频电路EEG信号输出端以获得脑电信号的信号采集电路。
EEG即脑电波，EIT即电阻抗成像。本方案采用EIT电流生成电路产生的安全电路传输至人头部，利用变频电路同时采集大脑的EIT信号和EEG信号，并分频输出至EIT测量电路和信号采集电路，实现皮肤和电极接触阻抗的实时检测。采用本装置，克服了EEG和EIT分离系统的限制，即能够同时获取EEG信号和EIT信号，又可以实时检测电极和皮肤的接触阻抗。该电路通过EIT测量获得人体头部组织的导电信息，提升EEG的源定位的准确性，为制作时间分辨率高和空间分辨率高的脑电设备提供了较好的硬件条件。本设备的体积小且成本低，可在多领域推广使用。
作为优选，所述EIT电流生成电路包括依次连接的EIT电流生成模块、安全防护电路。在EIT电流生成模块与人体大脑之间设置安全防护电路，避免电流过大对人体造成危害，提高使用安全性。
进一步的，所述EIT电路生成模块包括数模转换器、将数模转换电路输出转换为电流信号的恒流源电路和用于控制数模转换器输出频率信息的控制器。
进一步的，所述安全防护电路为光电隔离电路。利用光电隔离电路的电气隔离特性，避免EIT电流生成源与人体直接接触，起到保护人体的作用。
作为优选，所述变频电路包括第一变频支路和第二变频支路，所述第一变频支路包括依次连接的低通滤波器、第一变频器、第一带通滤波器；所述第二变频支路包括依次连接的第二带通滤波器、第二变频器、第三带通滤波器。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型采用EIT电流生成电路产生的安全电路传输至人头部，利用变频电路同时采集大脑的EIT信号和EEG信号，并分频输出至EIT测量电路和信号采集电路，克服了EEG和EIT分离系统的限制，即能够同时获取EEG信号和EIT信号，又可以实时检测电极和皮肤的接触阻抗。
2、本实用新型通过EIT电流生成电路测量获得人体头部组织的导电信息，提升EEG的源定位的准确性，为制作时间分辨率高和空间分辨率高的脑电设备提供了较好的硬件条件。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。
图1为本实用新型的原理框图。
图2为EIT电流生成电路的原理图。
图3为变频电路的原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1所示的一种EEG和EIT信号同步采集装置，包括EIT电流生成电路、变频电路、EIT测量电路、信号采集电路。EIT电流生成电路生成EIT电流并作用与人脑，同时变频电路对大脑EIT信号和EEG信号进行提取变频并并分别输出，EIT测量电路、信号采集电路分别连接在变频电路的EIT信号输出端、EEG信号输出端上，信号采集电路获得脑电信号，EIT测量电路根据EIT信号测量大脑不同位置阻抗。
本装置基于EIT电流生成电路产生的安全电路传输至人头部，利用变频电路同时采集大脑的EIT信号和EEG信号，并分频输出至EIT测量电路和信号采集电路，克服了EEG和EIT分离系统的限制，即能够同时获取EEG信号和EIT信号，又可以实时检测电极和皮肤的接触阻抗。变频电路的加入，实现EEG信号和EIT信号的同步采集，打破传统设备分时段采集脑电信号和EIT信号的缺点，该实用新型中的方法能够全时段检测脑电，避免有用信号丢失。
实施例2
本实施例在上述实施例原理的基础上，对EIT电流生成电路做了细化，如图1和图2所示。EIT电流生成电路包括依次连接的EIT电流生成模块、安全防护电路。EIT电路生成模块包括数模转换器、将数模转换电路输出转换为电流信号的恒流源电路和用于控制数模转换器输出频率信息的控制器。数模转换器可采用DAC8760，控制器控制其输出不同频率的电压信号，运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、三极管T1、运算放大器A2、电阻R3、三极管T2构成恒流源电路，将数模转换器输出的电压值转换为电流源。安全防护电路为光电隔离电路，实现输入与输出的物理隔离，将电信号转换为光信号，然后通过再次转换，转为电信号输出，目前是将电源输出部分与人体连接处隔离，起到保护人体作用。整个EIT电路生成模块在控制器的控制下产生幅值为60μA、频率为100KHz和占空比为50%的正弦波，通过安全防护电路流经一电极传输到人的头部。
实施例3
本实施例在上述实施例原理的基础上，对变频电路做了细化，如图1和图3所示。变频电路包括第一变频支路和第二变频支路，EIT电流生成电路作用人体的同时，利用另一电极采集人体信号且该电极信号同时进入两条支路，两条支路分别对大脑EIT信号和EEG信号进行提取变频输出。
第一变频支路包括依次连接的低通滤波器、第一变频器、第一带通滤波器，当电极信号进入该支路后，低通滤波器提取100Hz以下脑电信号，经第一变频器如GC5016，进行上变频，变频至2kHz，通过第一带通滤波器滤除杂波，获得纯净的2kHz输出至信号采集电路。
第二变频支路包括依次连接的第二带通滤波器、第二变频器、第三带通滤波器。当电极信号进入该支路后，通过第二带通滤波器获得100Khz的EIT信号，经第二变频器如GC5016，进行下变频，变频至1kHz，通过第三带通滤波器滤除杂波，获得纯净的1kHz输出至EIT测量电路。
采用变频电路对EIT信号和EEG信号分频，既避免相互干扰，也将高频EIT信号降频，降低采样率和减小存储要求，实现信号同步采集。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种EEG和EIT信号同步采集装置，其特征在于，包括：
用于产生EIT电流以作用于大脑的EIT电流生成电路；
对大脑EIT信号和EEG信号进行提取变频分别输出的变频电路；
连接在变频电路EIT信号输出端以测量大脑不同位置阻抗的EIT测量电路；
连接在变频电路EEG信号输出端以获得脑电信号的信号采集电路。
2.根据权利要求1所述的一种EEG和EIT信号同步采集装置，其特征在于，所述EIT电流生成电路包括依次连接的EIT电流生成模块、安全防护电路。
3.根据权利要求2所述的一种EEG和EIT信号同步采集装置，其特征在于，所述EIT电流生成模块包括数模转换器、将数模转换电路输出转换为电流信号的恒流源电路和用于控制数模转换器输出频率信息的控制器。
4.根据权利要求2所述的一种EEG和EIT信号同步采集装置，其特征在于，所述安全防护电路为光电隔离电路。
5.根据权利要求1所述的一种EEG和EIT信号同步采集装置，其特征在于，所述变频电路包括第一变频支路和第二变频支路，所述第一变频支路包括依次连接的低通滤波器、第一变频器、第一带通滤波器；所述第二变频支路包括依次连接的第二带通滤波器、第二变频器、第三带通滤波器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109620220A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-04-16 | 电子科技大学 | 一种eeg和eit信号同步采集装置 |
| CN111407274A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-14 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 生理参数检测方法、装置、电子设备和存储介质 |
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2019
- 2019-02-22 CN CN201920223780.4U patent/CN209678508U/zh not_active Expired - Fee Related
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