一种实时去除刺激伪迹的生物电信号采集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种实时去除电刺激伪迹的生物电信号采集系统及方法。首先建立刺激伪迹数据库；其后，在进行电刺激时，探测电极将与原始刺激伪迹混合的生物电信号传输至信号探测前端进行预处理，以防止输出饱和，并将与残存刺激伪迹混合的电信号传至信号处理单元，该单元从刺激伪迹数据库中筛选出模板，利用模板消去法去除残余的刺激伪迹，提取出生物电信号并存储至输出信号存储单元；最后将当前的刺激伪迹依更新规则更新至刺激伪迹数据库；电源模块为信号处理单元供电；信号处理单元控制功能电刺激器输出恒电流，通过刺激电极传至生物组织。本发明专利技术能够在肌肉或是神经电刺激中实时去除参数动态改变的刺激伪迹，提取出肌电或神经信号。

【技术实现步骤摘要】
一种实时去除刺激伪迹的生物电信号采集系统及方法
本专利技术涉及生物电信号采集技术，特别是涉及一种实时去除变频变脉宽电刺激产生的刺激伪迹的生物电信号采集系统及方法。
技术介绍
闭环的肌肉电刺激控制装置与闭环的脑机接口需要在对神经肌肉接头或神经施加电刺激的同时监测同一位点的肌电信号或神经信号，并将此类生物电信号作为反馈，从而提高整个系统控制的鲁棒性。但是伴随着电刺激产生的伪迹信号远高于生物电信号会使生物电信号探测前端饱和致使无法采集生物电信号。在频率与脉宽固定的电刺激下，刺激伪迹的时域特征与频域特征趋于稳定。所以，目前大多数去刺激伪迹系统都是针对固定频率和脉宽的刺激伪迹，并且能成功去除电刺激伪迹提取生物电信号。然而在肌肉电刺激控制中，有研究表明，变频变脉宽的电刺激相比于固定脉宽与刺激频率的电刺激可以有效减缓肌肉疲劳。可是动态变化的电刺激同时会引起刺激伪迹在时域和频域的动态变化，使得去刺激伪迹更为困难。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的一个目的是提供一种能够在变频变脉宽的电刺激下实时去除动态变化刺激伪迹的生物电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时去除刺激伪迹的生物电信号采集系统，其特征在于，包括：/n第一探测电极(1)、第二探测电极(2)和第三探测电极(3)，用于传导生物电信号至生物电信号探测前端(4)；/n生物电信号探测前端(4)，用于去处刺激伪迹片段中的饱和阶段，并将最终输出的模拟信号传至生物电信号处理单元(5)；/n生物电信号处理单元(5)，用于去除当前刺激伪迹，然后将输出信号存储至输出信号存储单元(6)，并将当前刺激伪迹更新至刺激伪迹数据库(7)；/n输出信号存储单元(6)，用于存储当前滤除刺激伪迹的生物电信号；/n刺激伪迹数据库(7)，用于存储记录下的含有刺激伪迹的生物电信号片段；/n电源模块(8)，用于对生物电...

【技术特征摘要】
1.一种实时去除刺激伪迹的生物电信号采集系统，其特征在于，包括：
第一探测电极(1)、第二探测电极(2)和第三探测电极(3)，用于传导生物电信号至生物电信号探测前端(4)；
生物电信号探测前端(4)，用于去处刺激伪迹片段中的饱和阶段，并将最终输出的模拟信号传至生物电信号处理单元(5)；
生物电信号处理单元(5)，用于去除当前刺激伪迹，然后将输出信号存储至输出信号存储单元(6)，并将当前刺激伪迹更新至刺激伪迹数据库(7)；
输出信号存储单元(6)，用于存储当前滤除刺激伪迹的生物电信号；
刺激伪迹数据库(7)，用于存储记录下的含有刺激伪迹的生物电信号片段；
电源模块(8)，用于对生物电信号处理单元(5)供电；
功能电刺激器(9)，受生物电信号处理单元(5)的控制进行恒流电刺激；
第一刺激电极(10)和第二刺激电极(11)，用于将功能电刺激器(9)输出的电流传到至生物组织。


2.根据权利要求1所述的实时去除刺激伪迹的生物电信号采集系统，其特征在于，去刺激伪迹生物电信号探测前端包括：
第一光耦隔离开关(41)、第二光耦隔离开关(42)和第三光耦隔离开关(43)，分别用于在刺激时断开仪表放大器(44)与第一探测电极(1)、第二探测电极(2)和第三探测电极(3)的连接；
仪表放大器(44)，用于对生物电信号的第一级放大；
第一CMOS开关(45)，用于运动伪迹去除电路与快速恢复电路的选择，刺激前选通快速恢复电路，电容(47)和积分负反馈电路运算放大器(48)构成快速恢复通电路，用于在刺激后对仪表放大器的快速恢复；
刺激后选通运动伪迹去除电路，电容(47)、电阻(46)和积分负反馈电路运算放大器(48)为运动伪迹去除电路，用于刺激后生物组织运动产生的低频信号；
第二CMOS开关(49)，用于接通或断开仪表放大器(44)与一级放大电路(410)的连接；
一级放大电路(410)，用于放大生物电信号；
高通滤波器(411)与低通滤波器(412)，用于提取生物电信号的主频率；
二级放大电路(413)，用于放大生物电信号，并输出模拟信号。


3.根据权利要求1所述的实时去除刺激伪迹的生物电信号采集系统，其特征在于，生物电信号探测前端包括：第一光耦隔离开关(41)、第二光耦隔离开关(42)、第三光耦隔离开关(43)、仪表放大器(44)、第一CMOS开关(45)、电阻(46)、电容(47)、积分负反馈电路运算放大器(48)、第二CMOS开关(49)、一级放大电路(410)、高通滤波器(411)、低通滤波器(412)和二级放大电路(413)，第一光耦隔离开关(41)串联在第一探测电极(1)和仪表放大器(44)的第一差分输入端之间，第二光耦隔离开关(42)串联在第二探测电极(2)和仪表放大器(44)的右腿驱动电路输入端之间，第三光耦隔离开关(43)串联在第三探测电极(3)和仪表放大器(44)的第二差分输入端之间，仪表...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志功，吕晓迎，毕正扬，王博多，
申请(专利权)人：南京智映博康医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32