專利名稱：腦電接觸阻抗檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及腦電技術領域，具體涉及一種腦電接觸阻抗檢測方法及裝置。
背景技術：
人體組織細胞總是在自發不斷地產生著很微弱的生物電活動。腦電信號是大量腦神經細胞在高度相干狀態下的電活動在大腦皮層上的總體效應。如果利用在頭皮上安放的電極采集腦電信號，經腦電檢測設備放大并記錄在專用紙上，則能夠得到具有一定波形、波幅、頻率和相位的圖形、曲線，即腦電圖。當腦組織發生病理或功能改變時，腦電信號也發生相應的改變，從而為臨床診斷、治療提供依據。但是，微弱的腦電信號往往伴隨著強大的干擾信號同時存在，因此在腦電信號放大的同時也不可避免將干擾信號放大。具體地說，對于微伏級的腦電信號，如果希望在16位以下的采樣系統中分辨清楚則必須放大至少1000-10000倍，而此時上述干擾信號將會使放大器飽和。為了解決干擾信號使放大器飽和的問題，通過對干擾信號的詳細分析，人們發現腦電極與頭皮接觸不良引起的干擾、工頻干擾以及放大通道噪聲是腦電信號檢測中干擾信號的主要來源。具體地說，針對腦電極與頭皮接觸不良引起的干擾，當腦電極與頭皮間接觸松動時，腦電極與頭皮的接觸會隨著被檢測者的身體和/或面部動作以及呼吸而改變，從而引起腦電信號檢測中的干擾，影響腦電信號檢測精度。與此相反，如果腦電極與頭皮間接觸良好，則其腦電接觸阻抗小，引起的腦電信號檢測中的干擾小，腦電信號檢測質量高。為了降低腦電極與頭皮間由于接觸不良引起的干擾，需要一種方法可以檢測腦電極與頭皮間的接觸情況(即上述腦電接觸阻抗)。相關技術中，通常將恒流源電流注入待測腦電極并流過人腦后接地形成獨立的電流回路，然后利用電壓與電流的線性關系計算腦電接觸阻抗。但是，該腦電接觸阻抗的檢測結構復雜并且對腦電信號的檢測精度影響比較大。
發明內容
本發明的一個目的在于提供一種腦電接觸阻抗檢測方法及裝置，能夠解決相關技術中腦電接觸阻抗的檢測結構復雜并且對腦電信號的檢測精度影響比較大的問題。根據本發明的一個方面，提供了一種腦電接觸阻抗檢測方法。該方法包括:控制交流電流信號由待測電極流向參考電極；檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。根據本發明的一個實施例，控制交流電流信號由待測電極流向參考電極包括:控制所述交流電流信號還經過高通濾波器和低通濾波器。根據本發明的另一個實施例，所述交流電流信號經過所述高通濾波器注入所述待測電極，然后通過所述低通濾波器衰減進入所述參考電極。根據本發明的再一個實施例，在根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗之后，上述方法還包括:根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的發光二極管(Light Emitting Diode,簡稱為LED)的亮滅。 根據本發明的再一個實施例，所述交流電流信號是正弦交流電流信號。根據本發明的再一個實施例，所述交流電流信號的頻率范圍是IOKHz到IMHz。根據本發明的再一個實施例，所述交流電流信號的頻率范圍是50KHz。根據本發明的另一個方面，提供了一種腦電接觸阻抗檢測裝置。該裝置包括:第一控制模塊，用于控制交流電流信號由待測電極流向參考電極；檢測模塊，用于檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；計算模塊，用于根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。根據本發明的一個實施例，上述裝置還包括:第二控制模塊，用于根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的LED的亮滅。根據本發明的又一個方面，提供了 一種腦電接觸阻抗檢測裝置。該裝置包括:控制器，用于控制交流電流信號由待測電極流向參考電極；差動放大器，用于檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；微控制器，用于根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。根據本發明的一個實施例，所述控制器包括:控制模塊，用于控制所述交流電流信號還經過高通濾波器和低通濾波器。根據本發明的又一個實施例，所述交流電流信號經過所述高通濾波器注入所述待測電極，然后通過所述低通濾波器衰減進入所述參考電極。根據本發明的再一個實施例，所述微控制器還用于根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的發光二極管LED的亮滅。根據本發明的再一個實施例，所述交流電流信號是正弦交流電流信號。根據本發明的再一個實施例，所述交流電流信號的頻率范圍是IOKHz到匪z。根據本發明的再一個實施例，所述交流電流信號的頻率范圍是50KHz。本發明的實施例通過交流電流信號檢測腦電接觸阻抗，從而可以降低對腦電信號的檢測精度的影響。同時，本發明的實施例通過檢測待測電極與參考電極之間的交流電流信號，可以實現單個電極的接觸阻抗的檢測，充分滿足腦電接觸阻抗的檢測需求。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1是根據本發明實施例的腦電接觸阻抗檢測方法的流程圖；圖2是根據本發明實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的結構框圖；圖3是根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的結構框圖；圖4是根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的原理的示意圖；以及圖5是根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的具體實現的示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。圖1是根據本發明實施例的腦電接觸阻抗檢測方法的流程圖，如圖1所示，包括如下的步驟S102至步驟S106。在步驟S102，控制交流電流信號由待測電極流向參考電極。在步驟S104，檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號。在步驟S106，根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。在本發明的實施例中，通過交流電流信號檢測腦電接觸阻抗。根據對人體組織電特性的研究，對于交流電流信號，人體組織的純電阻性起作用，因此，采用交流電流信號對腦電接觸阻抗進行檢測，可以降低對腦電信號的檢測精度的影響。同時，本發明的實施例通過檢測待測電極與參考電極之間的交流電流信號，可以實現單個電極的接觸阻抗的檢測，充分滿足腦電接觸阻抗的檢測需求。根據本發明的一個實施例，所述交流電流信號可以是正弦交流電流信號，其頻率范圍可以是IOKHz到1MHz，例如可以是50KHz。在IOKHz到IMHz之間的頻率范圍，人體組織的純電阻性起主要作用，可以進一步降低腦電接觸阻抗檢測對腦電信號檢測的精度的影響。進而，采用IOKHz到IMHz之間的頻率范圍的交流電流信號作為激勵對人體也是安全的。另外，本發明的實施例可以控制所述交流電流信號還經過高通濾波器和低通濾波器。根據本發明的一個實施例，可以設置該低通濾波器的截止頻率遠低于上述交流電流信號的頻率，例如設置5KHz，從而隔離腦電接觸阻抗檢測對后續的腦電信號檢測的影響。根據本發明的另一個實施例，所述交流電流信號可以先經過所述高通濾波器注入所述待測電極，然后通過所述低通濾波器衰減進入所述參考電極，以便更有效地隔離腦電接觸阻抗檢測對后續的腦電信號檢測的影響。在本發明的另一實施例中，在根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗之后，還可以根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的LED的亮滅，從而給予檢測者和被檢測者對腦電極與頭皮間的接觸情況的直觀的指示，提高用戶體驗。需要說明的是，對于步驟S106，本發明可以利用電壓與電流的線性關系計算所述腦電接觸阻抗，但并不限于此，實際應用中，任何能夠根據所檢測的交流電流信號計算所述腦電接觸阻抗的實施方式，均應當納入本發明的保護范圍。本發明實施例還提供了一種腦電接觸阻抗檢測裝置。圖2是根據本發明實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的結構框圖，如圖2所示，包括第一控制模塊22、檢測模塊24和計算模塊26。下面對其結構進行詳細描述。第一控制模塊22，用于控制交流電流信號由待測電極流向參考電極。檢測模塊24，連接至第一控制模塊22，用于檢測第一控制模塊22控制的所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號。計算模塊26，連接至檢測模塊24，用于根據檢測模塊24所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。圖3是根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的結構框圖，如圖3所示，該腦電接觸阻抗檢測裝置還包括:第二控制模塊28，連接至計算模塊26，用于根據計算模塊26計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的LED的亮滅。下面結合圖4和圖5進一步說明根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置以及基于該腦電接觸阻抗檢測裝置實現的腦電接觸阻抗檢測方法。圖4是根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的原理的示意圖。如圖4所示，包括信號源1、導聯選擇2、差動放大器3、低通濾波器4、高通濾波器5、微控制器6、顯示單元7以及腦電信號檢測裝置8。其中，信號源I產生50Hz的正弦交流電流信號，該信號注入由微控制器6的外圍端口控制的導聯選擇2所選擇的待測電極，該待測電極可以由導聯選擇2在待測電極I至待測電極N中任意選擇。在該信號流向參考電極之后，差動發大器3放大該待測電極與該參考電極之間的正弦交流電流信號，微控制器6內部的模擬數字模塊(A/D模塊)采集放大后的正弦交流電流信號，以及微控制器6計算獲得腦電接觸阻抗。進而，微控制器6的外圍端口可以控制顯示單元7中與該待測電極對應的LED的亮滅。需要說明的是，本具體實例還使得正弦交流電流信號先后經過高通濾波器5和低通濾波器4，以便隔離腦電接觸阻抗檢測對后續的腦電信號檢測8的影響。圖5是根據本發明的另一實施例的腦電接觸阻抗檢測裝置的具體實現的示意圖。如圖5所示，以單獨一個待測電極的接觸阻抗的檢測為例，其工作方式如下:由可編程信號發生器組成的信號源1，經由微控制器6的控制。產生50KHz的正弦交流電流信號；由多選一模擬開關實現的導聯選擇2，經由微控制器6的控制選擇到待測電極；由RC濾波電路(電阻Rl、電阻R2和電容Cl)實現的高通濾波器5對該正弦交流電流信號進行高通濾波，優選地該高通濾波器的截止頻率是IOOKHz ；分別由RC濾波電路(電阻R3和電容C2，電阻R4和電容C3)實現的兩組低通濾波器4對該正弦交流電流信號進行低通濾波，優選地該低通濾波器的截止頻率遠低于該正弦交流電流信號的頻率，例如是5KHz，以便隔離腦電接觸阻抗檢測對后續的腦電信號檢測8的影響；由低噪聲、高輸入阻抗的儀表放大器組成的差動放大器3放大該待測電極與該參考電極之間的正弦交流電流信號；微控制器6利用其內部的A/D模塊采集差動放大器3輸出的電壓信號，計算腦電接觸阻抗，以及控制顯示單元7中與該待測電極對應的LED的亮滅。綜上所述，根據本發明的上述實施例，提供了 一種腦電接觸阻抗檢測方法及裝置。本發明的實施例通過交流電流信號檢測腦電接觸阻抗，從而可以降低對腦電信號的檢測精度的影響。同時，本發明的實施例通過檢測待測電極與參考電極之間的交流電流信號，可以實現單個電極的接觸阻抗的檢測，充分滿足腦電接觸阻抗的檢測需求。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種腦電接觸阻抗檢測方法，其特征在于，包括: 控制交流電流信號由待測電極流向參考電極； 檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；以及 根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，控制交流電流信號由待測電極流向參考電極包括: 控制所述交流電流信號還經過高通濾波器和低通濾波器。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述交流電流信號經過所述高通濾波器注入所述待測電極，然后通過所述低通濾波器衰減進入所述參考電極。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗之后，還包括: 根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的發光二極管LED的亮滅。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述交流電流信號是正弦交流電流信號。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述交流電流信號的頻率范圍是 IOKHz 到 IMHz。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述交流電流信號的頻率范圍是50KHz。
8.一種腦電接觸阻抗檢測裝置，其特征在于，包括: 第一控制模塊，用于控制交流電流信號由待測電極流向參考電極； 檢測模塊，用于檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；以及 計算模塊，用于根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括: 第二控制模塊，用于根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的LED的売滅。
10.一種腦電接觸阻抗檢測裝置，其特征在于，包括: 控制器，用于控制交流電流信號由待測電極流向參考電極； 差動放大器，用于檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；以及 微控制器，用于根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述控制器包括: 控制模塊，用于控制所述交流電流信號還經過高通濾波器和低通濾波器。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述交流電流信號經過所述高通濾波器注入所述待測電極，然后通過所述低通濾波器衰減進入所述參考電極。
13.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述微控制器還用于根據所述計算的腦電接觸阻抗，控制與所述待測電極對應的發光二極管LED的亮滅。
14.根據權利要求10至13中任一項所述的裝置，其特征在于，所述交流電流信號是正弦交流電流信號。
15.根據權利要求10至13中任一項所述的裝置，其特征在于，所述交流電流信號的頻率范圍是IOKHz到IMHz。
16.根據權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述交流電流信號的頻率范圍是50KHz。
全文摘要
本發明的實施例公開了一種腦電接觸阻抗檢測方法及裝置。該方法包括控制交流電流信號由待測電極流向參考電極；檢測所述待測電極與所述參考電極之間的交流電流信號；根據所檢測的交流電流信號，計算所述腦電接觸阻抗。本發明的實施例通過交流電流信號檢測腦電接觸阻抗，從而可以降低對腦電信號的檢測精度的影響。
文檔編號G01R27/02GK103149438SQ201310033909
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月24日 優先權日2013年1月24日
發明者董記平, 張彥春, 馬清寶, 夏鵬 申請人:上海帝儀科技有限公司
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