一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，包括8通道腦深部神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)的采集電極，模擬多路開關(guān)選擇任意一個(gè)采集電極，對(duì)腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)進(jìn)行采集，采集的模擬信號(hào)直接輸入到AD采集模塊中進(jìn)行預(yù)處理和A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過MCU存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)采集一定時(shí)間數(shù)據(jù)后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過發(fā)送和接收兩個(gè)RF射頻無線傳輸模塊傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)MCU中，然后通過USB接口把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理；本發(fā)明針對(duì)腦深部神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)的采集，為探索DBS的治療機(jī)制和作用原理，以及諸如帕金森病、特發(fā)性震顫等一系列神經(jīng)類疾病的發(fā)病機(jī)制提供有效的神經(jīng)核團(tuán)信號(hào)采集工具。
【專利說明】一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]腦深部刺激術(shù)(Deep Brain Stimulation, DBS)是一種有效的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，主要通過在腦深部特定區(qū)域植入微腦電極，通過埋置在體內(nèi)的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生具有一定參數(shù)的刺激序列，改變局部神經(jīng)元放電特性來緩解和治療疾病。DBS以一種可控方式直接改變腦局部的活動(dòng)，能長期有效的控制癥狀，且不造成永久性的破壞，是可逆的治療方法，也是唯一允許暗箱研究的神經(jīng)外科方法。目前，DBS主要用于治療帕金森病(Parkinson’sDisease, F1D)、慢性疼痛、特發(fā)性震顫(Essential Tremor, ET)和肌張力障礙(Dystonia)等引起的運(yùn)動(dòng)失調(diào)和抑郁癥等情感性精神障礙疾病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這些疾病正在危害著全球5.6億人口的健康、生活質(zhì)量乃至生命。
[0003]雖然DBS在臨床應(yīng)用越來越廣泛，但其基本原理和作用機(jī)制仍然不清楚。DBS通常影響電極周圍2-3mm范圍的腦組織，電刺激可使周圍神經(jīng)元及纖維去極化而激活，也可阻斷去極化過程而失活，這種細(xì)胞水平的作用機(jī)制復(fù)雜，可能引起同一靶點(diǎn)的刺激出現(xiàn)不同的臨床效果。實(shí)驗(yàn)證明，電刺激的效果也取決于多種因素，包括基礎(chǔ)電活動(dòng)頻率、與刺激電極的距離及刺激參數(shù)，神經(jīng)元的形態(tài)以及神經(jīng)元胞體與纖維對(duì)刺激的反應(yīng)。
[0004]因此，如果能夠采集到DBS前、中、后相關(guān)神經(jīng)核團(tuán)的神經(jīng)放電信號(hào)，對(duì)比放電的異同，那么對(duì)于探索DBS的 治療機(jī)制和作用原理，拓展DBS的應(yīng)用范圍具有重大的實(shí)驗(yàn)和臨床作用。此外，這對(duì)于探索諸如帕金森病、特發(fā)性震顫等一系列神經(jīng)類疾病的發(fā)病機(jī)制具有重要的指導(dǎo)意義。
[0005]在CN102512109、CN103519807、CN201220428883 及 CN201210308665 中所公開的腦
電采集裝置雖然可以采集腦電這類微弱的信號(hào)，但是相對(duì)于腦內(nèi)神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)而言，其放電的特點(diǎn)與腦電這類信號(hào)具有非常大的區(qū)別。腦內(nèi)神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)不僅幅值微弱，而且放電頻率快，如果想要采集到這樣的信號(hào)，采樣頻率必須在2000Hz以上，而腦電采集頻率一般為幾百赫茲，這是與腦電信號(hào)采集的最大區(qū)別。因此，這些公開的腦電采集裝置不適用于腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)的采集。另外，這些產(chǎn)品的功耗與體積都是非常大的，不便于攜帶和移動(dòng)，并且以上產(chǎn)品基本都是基于12或24位的AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行采集，由于芯片本身的精度原因，AD轉(zhuǎn)換芯片的后幾位是不可信的，達(dá)不到理想的精度要求。因此，迫切需要一種轉(zhuǎn)換高精度、低功耗、體積小、便攜式的腦深部神經(jīng)核團(tuán)采集系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是針對(duì)腦深部神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)的采集，提供一種高精度低功耗無線傳輸腦深部場電位信號(hào)采集器，為探索DBS的治療機(jī)制和作用原理，以及諸如帕金森病、特發(fā)性震顫等一系列神經(jīng)類疾病的發(fā)病機(jī)制提供有效的神經(jīng)核團(tuán)信號(hào)采集工具。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，包括8通道腦深部神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)的采集電極、多路開關(guān)、AD采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、RF射頻無線傳輸模塊、液晶模塊、按鍵控制模塊、兩個(gè)微處理器MCU、USB接口電路以及上位機(jī)，模擬多路開關(guān)選擇任意一個(gè)采集電極，對(duì)腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)進(jìn)行采集，采集的模擬信號(hào)直接輸入到AD采集模塊中進(jìn)行預(yù)處理和A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過MCU存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)采集一定時(shí)間數(shù)據(jù)后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過發(fā)送和接收兩個(gè)RF射頻無線傳輸模塊傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)MCU中，然后通過USB接口把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。
[0009]所述的多路開關(guān)采用TI公司的8通道模擬開關(guān)芯片⑶4051，通道切換速度小于
0.2ms，可以方便快速地選擇任一采集通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0010]所述的微處理器MCU采用TI公司的MSP430F1611單片機(jī)，其不僅具有豐富的外圍芯片以供方便使用，體積小，較大的IOKB的RAM內(nèi)部存儲(chǔ)空間，而且更重要的是其低功耗性可以大大延長系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間。
[0011]所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡，SD卡具有成本低、體積小、存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)，系統(tǒng)長時(shí)間采集的數(shù)據(jù)可以臨時(shí)存儲(chǔ)在SD卡中，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)據(jù)量時(shí)系統(tǒng)可以存儲(chǔ)在SD卡中的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給上位機(jī)，以提供MCU的工作效率。
[0012]所述的按鍵控制模塊，其主要功能是控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉，選擇相應(yīng)的采集通道，開始數(shù)據(jù)采集。
[0013]所述的液晶模塊，采用IXD12864液晶顯示屏，顯示采集時(shí)的所選擇的通道ID，采樣頻率，采樣狀態(tài)，采樣時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等參數(shù)，便于用戶對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的采集狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和查看。
[0014]所述的AD采集模塊采用TI公司的ADS1282，其內(nèi)置有生物電信號(hào)預(yù)處理電路，該芯片為32位的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片，是TI公司專門為測量腦電、心電等微弱的生理信號(hào)而開發(fā)的，具有極高的轉(zhuǎn)換精度，最低有效位可達(dá)到uV級(jí)別以下，更為重要的是ADS1282芯片內(nèi)部設(shè)有放大濾波電路與可編程放大器，這樣就不用在電路中設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)放大濾波電路，可以大大簡化電路的設(shè)計(jì)。另外，由于腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)非常微弱，放電頻率快，背景噪聲強(qiáng)，為了保證能夠采集到完整的腦內(nèi)神經(jīng)核團(tuán)的場電位或者細(xì)胞放電的峰電位，ADS1282采樣頻率設(shè)置為2000Hz?？紤]到MCU的RAM為10KB，當(dāng)采樣頻率為2000Hz時(shí)，系統(tǒng)每次可以連續(xù)采樣500ms，即4KB的數(shù)據(jù)，當(dāng)把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在在SD中后，又可以繼續(xù)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。
[0015]所述的RF射頻傳輸模塊采用TI公司的CC2500芯片，它是一款超低功耗、低成本的無線收發(fā)模塊，工作在2.4GHZ全球開放的ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，滿足多信道通信和跳頻通信需要，最高傳輸速率達(dá)到500Kb/s，工作電壓電平與MSP430兼容，外圍芯片極少，是一款低成本、低功耗、體積小以及方便使用的射頻芯片。系統(tǒng)存儲(chǔ)在SD卡中的數(shù)據(jù)，MCU通過CC2500以無線方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。
[0016]所述的USB接口電路采用TI公司的TUSB3410，其符合通用串行總線USB2.0規(guī)范，支持12Mb/s的數(shù)據(jù)速率，是一款高性能的USB接口器件。
[0017]所述的微處理器MCU對(duì)各個(gè)電路模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，MCU所采用的芯片MSP430F1611單片機(jī)以及RF射頻傳輸模塊所采用的CC2500兩個(gè)系統(tǒng)核心部件均為TI公司的低功耗芯片，保證了系統(tǒng)整體的低功耗性。另外，所使用的芯片集成度都很高，大大減小了系統(tǒng)的體積，因此，本發(fā)明所研制的系統(tǒng)具有體積小、便于攜帶、成本低以及低功耗等一系列特點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明一方面采用高精度的32位AD轉(zhuǎn)換芯片，采樣頻率為2000Hz，保證了能夠有效地采集到神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)，另一方面采用CC2500無線射頻通訊模塊，所采集的數(shù)據(jù)可以通過無線傳輸方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，便于設(shè)備的移動(dòng)。該系統(tǒng)所采用核心芯片都為TI公司的低功耗芯片，集成度高,成本低,保證系統(tǒng)整體低功耗的情況下，降低了研發(fā)成本并大大縮小了系統(tǒng)的體積。本發(fā)明為探索DBS的治療機(jī)制和作用原理，以及諸如帕金森病、特發(fā)性震顫等一系列神經(jīng)類疾病的發(fā)病機(jī)制提供有效的神經(jīng)核團(tuán)信號(hào)采集工具，具有重要的實(shí)驗(yàn)研究價(jià)值。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0020]1、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)采集系統(tǒng)具有精度高、低功耗、無線數(shù)據(jù)傳輸、多通道、體積小、便于攜帶與移動(dòng)且操作簡單等一系列特點(diǎn)。
[0021]2、本發(fā)明所述的高精度AD采集模塊采用TI公司的ADS1282，該芯片為32位的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片，具有極高的轉(zhuǎn)換精度，最低有效位可達(dá)到uV級(jí)別以下，更為重要的是ADS1282芯片內(nèi)部設(shè)有放大濾波電路與可編程放大器，這樣就不用在電路中設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)放大濾波電路，可以大大簡化電路的設(shè)計(jì)。
[0022]3、本發(fā)明具有8個(gè)腦內(nèi)神經(jīng)核團(tuán)信號(hào)采集通道，通過模擬多路開關(guān)⑶4051，可以方便自由地選擇任一通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0023]4、本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸采用RF射頻無線傳輸方式，無線傳輸方式可以消除有線傳輸時(shí)設(shè)備不便于移動(dòng)的局限，便于設(shè)備的操作與控制；而RF射頻無線傳輸模塊采用TI公司的CC2500芯片，工作電壓電平與MSP430兼容，外圍芯片極少，是一款低成本、低功耗、體積小以及方便使用的射頻芯片。
[0024]5、鑒于腦內(nèi)神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)的特點(diǎn)，本系統(tǒng)的采集頻率設(shè)定為2000Hz，采用高速數(shù)據(jù)采集，可以保證采集到微弱的腦內(nèi)神經(jīng)場電位。系統(tǒng)每次可以連續(xù)采樣500ms，即4KB的數(shù)據(jù)，當(dāng)把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在在SD中后，系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的連續(xù)采集，這樣可以提高系統(tǒng)CPU的工作效率，保證足夠長連續(xù)采樣時(shí)間。
[0025]6、本發(fā)明所述的液晶顯示模塊采用IXD12864液晶顯示屏，可以顯示采集時(shí)的所選擇的通道ID，采樣頻率，采樣狀態(tài)，采樣時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等參數(shù)，便于用戶對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的采集狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和查看。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)敘述。
[0029]如圖1所示，一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，包括8通道腦深部神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)的采集電極、多路開關(guān)、AD采集模塊(內(nèi)置生物電信號(hào)預(yù)處理信號(hào))、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、RF射頻無線傳輸模塊、液晶模塊、按鍵控制模塊、兩個(gè)微處理器MCU、USB接口電路以及上位機(jī)，模擬多路開關(guān)選擇任意一個(gè)采集電極，對(duì)腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)進(jìn)行采集，采集的模擬信號(hào)直接輸入到AD采集模塊中進(jìn)行預(yù)處理和A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過MCU存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)采集一定時(shí)間數(shù)據(jù)后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過發(fā)送和接收兩個(gè)RF射頻無線傳輸模塊傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)MCU中，然后通過USB接口把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。
[0030]所述的模擬多路開關(guān)采用TI公司的8通道模擬開關(guān)芯片⑶4051，工作電壓采用
3.3V,通道切換速度小于0.2ms,可以快速進(jìn)行通道的切換。
[0031]所述的MCU采用TI公司的MSP430F1611單片機(jī)，其不僅具有豐富的外圍芯片以供方便使用，體積小，較大的IOKB的RAM內(nèi)部存儲(chǔ)空間，而且更重要的是其低功耗性可以大大延長系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間。供電電壓為3.3V，采用SPI通信方式與無線射頻模塊和SD卡進(jìn)行通?目。
[0032]所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡，SD卡具有成本低、體積小、存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)，系統(tǒng)長時(shí)間采集的數(shù)據(jù)可以臨時(shí)存儲(chǔ)在SD卡中，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)據(jù)量時(shí)系統(tǒng)可以存儲(chǔ)在SD卡中的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給上位機(jī)，以提供MCU的工作效率。系統(tǒng)采用的SD卡參數(shù)為:
[0033]SD 卡型號(hào) :KingSton Micro SD ；
[0034]內(nèi)存:16G;
[0035]與單片機(jī)通訊模式:SPI同步串行通信模式；
[0036]采用的文件系統(tǒng):FAT32 ；
[0037]工作電壓:3.3V;
[0038]工作時(shí)鐘:與單片機(jī)的時(shí)鐘一致；
[0039]數(shù)據(jù)傳輸速率:可達(dá)IMB/s ;
[0040]所述的按鍵控制模塊，其主要功能是控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉，選擇相應(yīng)的采集通道，開始數(shù)據(jù)采集。
[0041]所述的液晶顯示模塊,采用IXD12864液晶顯示屏，顯示采集時(shí)的所選擇的通道ID,采樣頻率，采樣狀態(tài)，采樣時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等參數(shù)。
[0042]所述的高精度AD采集模塊采用TI公司的ADS1282。該芯片為32位的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片，是TI公司專門為測量腦電、心電等微弱的生理信號(hào)而開發(fā)的，具有極高的轉(zhuǎn)換精度，最低有效位可達(dá)到UV級(jí)別以下，更為重要的是ADS1282芯片內(nèi)部設(shè)有放大濾波電路與可編程放大器，這樣就不用在電路中設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)放大濾波電路，可以大大簡化電路的設(shè)計(jì)。工作參數(shù)設(shè)置為:
[0043]工作電壓:3.3V;
[0044]采樣頻率:200OHz；
[0045]采樣精度:32位；
[0046]信噪比:IOOdb以上；
[0047]內(nèi)部設(shè)置增益:1000倍；
[0048]內(nèi)部設(shè)置通帶頻段:IOOHz-1OkHz。
[0049]所述的RF射頻無線傳輸模塊采用TI公司的CC2500芯片，它是一款超低功耗、低成本的無線收發(fā)模塊，工作在2.4GHZ全球開放的ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，滿足多信道通信和跳頻通信需要。最高傳輸速率達(dá)到500Kb/s，工作電壓電平與MSP430兼容，外圍芯片極少，是一款低成本、低功耗、體積小以及方便使用的射頻芯片。系統(tǒng)存儲(chǔ)在SD卡中的數(shù)據(jù)，MCU通過CC2500以無線方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。具體工作參數(shù)為:
[0050]工作電壓:3.3V;
[0051]工作頻段:2.4GHz;
[0052]傳輸速率:400Kb/s ；
[0053]發(fā)送端的CC2500設(shè)置為發(fā)送模式；接受端CC2500設(shè)置為接受模式；
[0054]所述的USB接口電路采用TI公司的TUSB3410，其符合通用串行總線USB2.0規(guī)范，支持12Mb/s的數(shù)據(jù)速率，是一款高性能的USB接口器件。
[0055]所述的各個(gè)電路模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的微處理器MSP430F1611單片機(jī)以及射頻收發(fā)模塊CC2500兩個(gè)系統(tǒng)核心部件都為TI公司的低功耗芯片，這保證了系統(tǒng)整體的低功耗性。另外，所使用的芯片集成度都很高，大大減小了系統(tǒng)的體積，因此，本發(fā)明所研制的系統(tǒng)具有體積小、便于攜帶、成本低以及低功耗等一系列特點(diǎn)。
[0056]本發(fā)明的工作原理是:通過多路開關(guān)選擇任一采集電極，把采集的腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)輸入到高精度的AD采集模塊的轉(zhuǎn)換芯片中，在轉(zhuǎn)換芯片中進(jìn)行信號(hào)的濾波放大預(yù)處理，然后進(jìn)行高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換，每采集500ms的數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡中，如果SD卡存儲(chǔ)滿，那么就通過CC2500無線射頻芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸，并通過接收端MCU傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。
[0057]如圖2所示，為本發(fā)明的軟件流程圖，以此進(jìn)一步說明本發(fā)明的數(shù)據(jù)流程和操作流程。系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先發(fā)送端和接受端MCU進(jìn)行初始化，然后是相關(guān)外圍芯片的初始化和配置，主要包括模擬多路開關(guān)⑶4051和液晶顯示屏IXD12864的初始化，高精度AD采集模塊ADS1282的初始化和相關(guān)參數(shù)配置，發(fā)送端無線射頻傳輸模塊CC2500初始化并設(shè)置其模式為發(fā)送模式，接收端發(fā)送端無線射頻傳輸模塊CC2500初始化并設(shè)置其模式為接受模式，以及USB接口芯片TUSB3410的初始化。此時(shí)，通過系統(tǒng)上的按鍵選擇，可以選擇8個(gè)采集通道中的任一個(gè)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，當(dāng)按下“開始采集”鍵后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行通道的掉電檢測，如果檢測到所選擇的通道掉電，那么就會(huì)在液晶顯示屏上顯示出掉電的通道號(hào)，直到采集通道信號(hào)良好。
[0058]如果采樣通道導(dǎo)通，那么系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的信號(hào)采集。此時(shí)，液晶顯示屏IXD12864上會(huì)顯示當(dāng)前選擇的通道ID、采集狀態(tài)、采樣頻率等信息。系統(tǒng)每采樣500ms，即4Kb的數(shù)據(jù)，就會(huì)把這些數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)在SD卡中，此時(shí)如果檢測到SD卡還有足夠的空間存儲(chǔ)下一個(gè)4KB的數(shù)據(jù)，那么系統(tǒng)會(huì)再次進(jìn)行連續(xù)500ms的數(shù)據(jù)采集。當(dāng)SD存儲(chǔ)達(dá)到一定的量后，系統(tǒng)就會(huì)把SD卡中的數(shù)據(jù)用無線射頻方式通過接收端MCU傳送到上位機(jī)中。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢測CC2500通訊是否良好，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，此時(shí)液晶顯示屏上會(huì)顯示相應(yīng)的提示錯(cuò)誤。如果無線通訊良好，那么發(fā)送端MCU通過發(fā)送端CC2500和接受端CC2500傳送到接受端MCU，此時(shí)接受端MCU通過USB接口電路把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中保存和顯示。此時(shí)，如果不手動(dòng)停止系統(tǒng)的運(yùn)行，那么系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，包括8通道腦深部神經(jīng)核團(tuán)電信號(hào)的采集電極、多路開關(guān)、AD采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、RF射頻無線傳輸模塊、液晶模塊、按鍵控制模塊、兩個(gè)微處理器MCU、USB接口電路以及上位機(jī)，模擬多路開關(guān)選擇任意一個(gè)采集電極，對(duì)腦深部神經(jīng)核團(tuán)放電信號(hào)進(jìn)行采集，采集的模擬信號(hào)直接輸入到AD采集模塊中進(jìn)行預(yù)處理和A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過MCU存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)采集一定時(shí)間數(shù)據(jù)后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過發(fā)送和接收兩個(gè)RF射頻無線傳輸模塊傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)MCU中，然后通過USB接口把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的多路開關(guān)采用TI公司的8通道模擬開關(guān)芯片⑶4051，通道切換速度小于0.2ms，選擇任一采集通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的微處理器MCU采用TI公司的MSP430F1611單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的按鍵控制模塊，其主要功能是控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉，選擇相應(yīng)的采集通道，開始數(shù)據(jù)采集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的液晶模塊，采用LCD12864液晶顯示屏，顯示采集時(shí)的所選擇的通道ID，采樣頻率，采樣狀 態(tài)，采樣時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的AD采集模塊采用TI公司的ADS1282，其內(nèi)置有生物電信號(hào)預(yù)處理電路，該芯片為32位的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片，ADS1282采樣頻率設(shè)置為2000Hz，系統(tǒng)每次可以連續(xù)采樣500ms，即4KB的數(shù)據(jù)，當(dāng)把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在在SD中后，又可以繼續(xù)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的RF射頻傳輸模塊采用TI公司的CC2500芯片，系統(tǒng)存儲(chǔ)在SD卡中的數(shù)據(jù)，MCU通過CC2500以無線方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行顯示和進(jìn)一步處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低功耗多通道腦深部神經(jīng)電信號(hào)無線采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的USB接口電路采用TI公司的TUSB3410，其符合通用串行總線USB2.0規(guī)范，支持12Mb/s的數(shù)據(jù)速率，是一款高性能的USB接口器件。
【文檔編號(hào)】A61B5/0476GK104013400SQ201410240059
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王玨, 趙宗亞, 張明明, 程帥旗, 郭宇 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)