一种生物信号采集及刺激系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物信号采集及刺激系统，包括数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块，数据采集模块包括至少两个用于采集指定位置的生物电信号的电极，数据采集模块的输出端与数据存储模块的输入端相连，数据存储模块与传输模块连接，数据存储模块的输出端与电刺激模块的输入端相连，控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块连接；数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块均集成在一块电路板上。本发明专利技术可实现生物信号采集与电刺激功能一体化，具有高兼容性、低成本的优点，可广泛应用于生物信号采集领域。

A biological signal acquisition and stimulation system

The invention discloses a biological signal acquisition and stimulation system, including data acquisition module, data storage module, transmission module, electrical stimulation module and control module, data acquisition module includes at least two electrodes used to specify the location of the signal acquisition, data acquisition module and the output end of the input end of the data storage module connected to the data storage module is connected with the transmission module, output module and electrical stimulation of the data storage module is connected with the input end of the control module, and a data acquisition module, data storage module, transmission module, electrical stimulation module; data acquisition module, data storage module, transmission module, electrical stimulation module and control module are integrated in a circuit board. The invention can realize the integration of biological signal acquisition and electric stimulation function, and has the advantages of high compatibility and low cost, and can be widely applied to the biological signal collection field.

【技术实现步骤摘要】
一种生物信号采集及刺激系统
本专利技术涉及生物电信号检测及临床监护设备，特别是涉及一种生物信号采集及刺激系统。
技术介绍
脑电信号采集及刺激已经广泛应用于脑部疾病的诊断治疗、情绪调控、脑-机接口的发展、临床监护等诸多领域。传统脑电信号采集设备多使用有线传输方式，设备笨重，设备间协同一般都需要同步时序电路，且可监测信号频率在百赫兹左右，应用范围局限大。另外，临床研究表明特定频率的电信号刺激有助于某些脑部疾病的诊疗。但是，目前电刺激诊疗手段多使用额外设备，其刺激反馈信号采集需要额外的时序同步才能完成，集成度低，从而导致设备体积较大，且操作复杂。因此，现有的技术方案无法完全满足兼容性与便携性的要求，需要进一步改进。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种生物信号采集及刺激系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物信号采集及刺激系统，包括数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块，所述数据采集模块包括至少两个用于采集指定位置的生物电信号的电极，所述数据采集模块的输出端与数据存储模块的输入端相连，所述数据存储模块与传输模块连接，所述数据存储模块的输出端与电刺激模块的输入端相连，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块连接；所述数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块均集成在一块电路板上。进一步，所述数据采集模块还包括第一多路选择器、模数转换器和至少两组放大滤波电路，各所述放大滤波电路的输入端接一电极的输出端，各所述放大滤波电路的输出端均与第一多路选择器的输入端相连，所述第一多路选择器的输出端与模数转换器的输入端相连，所述模数转换器的输出端与数据存储模块的输入端连接。进一步，所述数据存储模块包括第一SDRAM芯片、第二SDRAM芯片、第三SDRAM芯片和第二多路选择器，所述第一SDRAM芯片和第二SDRAM芯片的输入端均连接数据采集模块的输出端，所述第一SDRAM芯片和第二SDRAM芯片的输出端通过第二多路选择器与传输模块的输入端连接，所述第三SDRAM芯片的输入端连接传输模块的输出端，所述第三SDRAM芯片的输出端与电刺激模块的输入端连接，所述第一SDRAM芯片、第二SDRAM芯片和第三SDRAM芯片均与控制模块连接。进一步，所述电刺激模块包括数模转换器、整形电路和刺激电极，所述数模转换器的输入端连接第三SDRAM芯片的输出端，所述数模转换器的输出端与整形电路的输入端连接，所述整形电路的输出端与刺激电极的输入端连接，所述数模转换器与主控模块连接。进一步，所述控制模块包括单片机以及用于为单片机供电的电源电路。进一步，所述单片机包括软件陷波器，所述软件陷波器用于对第一SDRAM芯片和第二SDRAM芯片存储的数据进行软件陷波。进一步，所述传输模块包括WiFi芯片以及与WiFi芯片相连接的印制天线，所述WiFi芯片分别与数据存储模块和控制模块连接。进一步，还包括数据接收与配置模块，所述数据接收与配置模块与传输模块连接。进一步，所述数据接收与配置模块包括云平台和数据接收端，所述数据接收端通过云平台与传输模块连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种生物信号采集及刺激系统，包括数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块，数据采集模块包括至少两个用于采集指定位置的生物电信号的电极，数据采集模块的输出端与数据存储模块的输入端相连，数据存储模块与传输模块连接，数据存储模块的输出端与电刺激模块的输入端相连，控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块连接；数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块均集成在一块电路板上。本系统结构紧凑、集成度高、体积较小、功耗低，实现生物信号采集与电刺激功能一体化，具有高兼容性、低成本的优点，便于推广应用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术一种生物信号采集及刺激系统的数据采集端的结构框图。图2为本专利技术一种生物信号采集及刺激系统的数据采集端的内部结构框图。图3为本专利技术一种生物信号采集及刺激系统的多通道数据帧格式。图4为本专利技术一种生物信号采集及刺激系统的系统框图；附图标记：1、控制模块1；2、数据采集模块2；201、第一放大滤波电路；202、第二放大滤波电路；203、第一多路选择器；204、模数转换器；3、数据存储模块；301、第一SDRAM芯片；302、第二SDRAM芯片；303、第三SDRAM芯片；304、第二多路选择器；4、传输模块；5、电刺激模块；501、数模转换器；502、整形电路；503、刺激电极。具体实施方式参照图1，本专利技术提供了一种生物信号采集及刺激系统，其数据采集端包括数据采集模块2、数据存储模块3、传输模块4、电刺激模块5和控制模块1，所述数据采集模块2包括至少两个用于采集指定位置的生物电信号的电极，所述数据采集模块2的输出端与数据存储模块3的输入端相连，所述数据存储模块3与传输模块4连接，所述数据存储模块3的输出端与电刺激模块5的输入端相连，所述控制模块1分别与数据采集模块2、数据存储模块3、传输模块4、电刺激模块5连接；所述数据采集模块2、数据存储模块3、传输模块4、电刺激模块5和控制模块1均集成在一块电路板上。本实施例将控制模块1、数据采集模块2、数据存储模块3、传输模块4和电刺激模块5均集成在一块电路板，可以实现高度集成，减少设备体积。进一步作为优选的实施方式，参照图2，所述数据采集模块2还包括第一多路选择器203、模数转换器204和至少两组放大滤波电路，各所述放大滤波电路的输入端接一电极的输出端，各所述放大滤波电路的输出端均与第一多路选择器203的输入端相连，所述第一多路选择器203的输出端与模数转换器204的输入端相连，所述模数转换器204的输出端与数据存储模块3的输入端连接。图2中包括第一放大滤波电路201和第二放大滤波电路202，两者的输出端均与第一多路选择器203的输入端相连，第一多路选择器203的输入端具有两个输入端口，可以分别接一放大滤波电路的输出端。所述放大滤波电路用于将生物电信号预处理到适于模数转换器204的幅值，所述第一多路选择器203用于切换多路生物电信号数据的采集通道，所述模数转换器204用于将生物电信号由模拟信号转换为数字信号。进一步作为优选的实施方式，所述数据存储模块3包括第一SDRAM芯片301、第二SDRAM芯片302、第三SDRAM芯片303和第二多路选择器，所述第一SDRAM芯片301和第二SDRAM芯片302的输入端均连接数据采集模块2的输出端，所述第一SDRAM芯片301和第二SDRAM芯片302的输出端通过第二多路选择器与传输模块4的输入端连接，所述第三SDRAM芯片303的输入端连接传输模块4的输出端，所述第三SDRAM芯片303的输出端与电刺激模块5的输入端连接，所述第一SDRAM芯片301、第二SDRAM芯片302和第三SDRAM芯片303均与控制模块1连接。所述第一SDRAM芯片301和第二SDRAM芯片302用于存储数据采集模块2采集的数据帧，所述第三SDRAM芯片303用于存储刺激波形数据，所述第二多路选择器用于切换对第一SDRAM芯片301和第二SD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物信号采集及刺激系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块，所述数据采集模块包括至少两个用于采集指定位置的生物电信号的电极，所述数据采集模块的输出端与数据存储模块的输入端相连，所述数据存储模块与传输模块连接，所述数据存储模块的输出端与电刺激模块的输入端相连，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块连接；所述数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块均集成在一块电路板上。

【技术特征摘要】
1.一种生物信号采集及刺激系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块，所述数据采集模块包括至少两个用于采集指定位置的生物电信号的电极，所述数据采集模块的输出端与数据存储模块的输入端相连，所述数据存储模块与传输模块连接，所述数据存储模块的输出端与电刺激模块的输入端相连，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块连接；所述数据采集模块、数据存储模块、传输模块、电刺激模块和控制模块均集成在一块电路板上。2.根据权利要求1所述的一种生物信号采集及刺激系统，其特征在于，所述数据采集模块还包括第一多路选择器、模数转换器和至少两组放大滤波电路，各所述放大滤波电路的输入端接一电极的输出端，各所述放大滤波电路的输出端均与第一多路选择器的输入端相连，所述第一多路选择器的输出端与模数转换器的输入端相连，所述模数转换器的输出端与数据存储模块的输入端连接。3.根据权利要求1所述的一种生物信号采集及刺激系统，其特征在于，所述数据存储模块包括第一SDRAM芯片、第二SDRAM芯片、第三SDRAM芯片和第二多路选择器，所述第一SDRAM芯片和第二SDRAM芯片的输入端均连接数据采集模块的输出端，所述第一SDRAM芯片和第二SDRAM芯片的输出端通过第二多路选择器与传输模块的输入端连接，所述第三SDRAM芯片的输入端连接传输模块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王程锋，赵明剑，吴朝晖，冼鹏伟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44