脑电信号采集系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201621240371.8 (22)申请日 2016.11.09 (73)专利权人 工业和信息化部电信研究院 地址 100191 北京市海淀区花园北路52号 (72)发明人 巫彤宁 李东豫 王利叶 陆冰松 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 汤在彦 (51)Int.Cl. A61B 5/0476(2006.01) (54)实用新型名称 脑电信号采集系统 (57)摘要 本实用新型提供一种脑电信号采集系统， 涉 及神经电生理学技术领域， 脑电信。

2、号采集系统包 括脑电放大器、 电磁脉冲照射源和微波暗室， 脑 电放大器， 连接微波暗室内的实验对象， 采集实 验对象的脑电信号， 电磁脉冲照射源， 连接微波 暗室， 用于向微波暗室发射微波脉冲， 以使微波 暗室形成电磁场环境， 脑电放大器， 还用于采集 电磁场环境下的实验对象的脑电信号， 以便后续 根据采集到的实验对象在无磁场环境下和有磁 场环境下的脑电信号分析电磁辐射对实验对象 的影响， 从而解决现有技术中对动物的生物体征 进行观察、 记录和统计分析时， 人眼观察获得的 数据不够精确， 而且数据采集周期间隔较长， 无 法得到动植物对电磁辐射的实时反映数据的问 题。 权利要求书1页 说明书6页。

3、 附图5页 CN 206543179 U 2017.10.10 CN 206543179 U 1.一种脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述脑电信号采集系统包括脑电放大器、 电磁 脉冲照射源和微波暗室； 其中， 所述脑电放大器， 连接所述微波暗室内的实验对象， 用于采集处于所述微波暗室 内的所述实验对象的脑电信号； 所述电磁脉冲照射源， 连接所述微波暗室， 用于向所述微波暗室发射微波脉冲， 以使所 述微波暗室形成电磁场环境； 所述脑电放大器， 还用于采集处于所述电磁场环境下的所述实验对象的所述脑电信 号。 2.根据权利要求1所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述脑电信号采集系统还包 括：。

4、 同步模块， 连接所述脑电放大器和所述电磁脉冲照射源， 用于向所述脑电放大器和所 述电磁脉冲照射源发射脉冲信号。 3.根据权利要求2所述的系统， 其特征在于， 所述同步模块包括74HC123芯片以及与所 述芯片相连的电容和电阻。 4.根据权利要求2所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述脑电放大器， 还用于当 采集到所述脑电信号时， 输出标记信号； 所述电磁脉冲照射源， 还用于当接收到所述脉冲信号时， 向所述微波暗室发射所述微 波脉冲。 5.根据权利要求1所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述脑电信号采集系统还包 括： 示波器， 连接所述电磁脉冲照射源， 用于显示所述微波脉冲。 6.。

5、根据权利要求4所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述脑电信号采集系统还包 括： 存储设备， 连接所述脑电放大器， 用于存储所述脑电信号和所述标记信号。 7.根据权利要求6所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述脑电信号采集系统还包 括： 显示设备， 连接所述存储设备， 用于显示所述脑电信号和所述标记信号。 8.根据权利要求1所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述电磁脉冲照射源包括微 波脉冲信号源、 微波脉冲传输线和角锥喇叭天线， 所述微波脉冲信号源通过所述微波脉冲 传输线连接所述角锥喇叭天线， 所述角锥喇叭天线设置于所述微波暗室内。 9.根据权利要求1所述的脑电信号采集系统， 。

6、其特征在于， 所述脑电放大器为新拓 NT9200脑电放大器； 所述电磁脉冲照射源为国睿兆伏电子有限公司1.2GHz射频源系统。 10.根据权利要求5所述的脑电信号采集系统， 其特征在于， 所述示波器为泰克MDO3032 示波器。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 206543179 U 2 脑电信号采集系统 技术领域 0001 本实用新型涉及神经电生理学技术领域， 尤其涉及一种脑电信号采集系统。 背景技术 0002 自20世纪以来， 随着科技的发展， 新的无线通信技术和无线发射设备层出不穷， 带 来了越来越多的电磁场照射源和越来越复杂的电磁场环境。 从电力的产生和传输到电器、 工业设备。

7、、 无线通信和广播等的应用， 使得人们暴露在电场和磁场的混合环境中， 电磁场对 人体以及动植物会产生怎样的生物效应， 这一切都推动了人们对电磁辐射生物效应研究。 现有技术主要通过将动植物放置在电磁场环境中， 对动物的生物体征进行观察、 记录和统 计分析来进行电磁辐射生物效应的研究。 0003 然而对动物的生物体征进行观察、 记录和统计分析时， 人眼观察获得的数据不够 精确， 而且数据采集周期间隔较长， 无法得到动植物对电磁辐射的实时反映数据。 实用新型内容 0004 为了解决现有技术中对动物的生物体征进行观察、 记录和统计分析时， 人眼观察 获得的数据不够精确， 而且数据采集周期间隔较长， 无。

8、法得到动植物对电磁辐射的实时反 映数据的问题， 本实用新型提供了一种脑电信号采集系统， 通过电磁脉冲照射源先向微波 暗室发射微波脉冲， 以使微波暗室内形成电磁场环境， 同时使用脑电放大器采集处于微波 暗室内的实验对象的脑电信号， 以便后续根据采集到的实验对象的脑电信号分析电磁辐射 对实验对象的影响。 0005 本实用新型的目的是， 提供一种脑电信号采集系统， 所述脑电信号采集系统包括 脑电放大器、 电磁脉冲照射源和微波暗室； 0006 其中， 所述脑电放大器， 连接所述微波暗室内的实验对象， 用于采集处于所述微波 暗室内的所述实验对象的脑电信号； 0007 所述电磁脉冲照射源， 连接所述微波暗。

9、室， 用于向所述微波暗室发射微波脉冲， 以 使所述微波暗室形成电磁场环境； 0008 所述脑电放大器， 还用于采集处于所述电磁场环境下的所述实验对象的所述脑电 信号。 0009 可选的， 所述脑电信号采集系统还包括： 0010 同步模块， 连接所述脑电放大器和所述电磁脉冲照射源， 用于向所述脑电放大器 和所述电磁脉冲照射源发射脉冲信号。 0011 可选的， 所述同步模块包括74HC123芯片以及与所述芯片相连的电容和电阻。 0012 可选的， 所述脑电放大器， 还用于当采集到所述脑电信号时， 输出标记信号； 0013 所述电磁脉冲照射源， 还用于当接收到所述脉冲信号时， 向所述微波暗室发射所 。

10、述微波脉冲。 0014 可选的， 所述脑电信号采集系统还包括： 说 明 书 1/6 页 3 CN 206543179 U 3 0015 示波器， 连接所述电磁脉冲照射源， 用于显示所述微波脉冲。 0016 可选的， 所述脑电信号采集系统还包括： 0017 存储设备， 连接所述脑电放大器， 用于存储所述脑电信号和所述标记信号。 0018 可选的， 所述脑电信号采集系统还包括： 0019 显示设备， 连接所述存储设备， 用于显示所述脑电信号和所述标记信号。 0020 可选的， 所述电磁脉冲照射源包括微波脉冲信号源、 微波脉冲传输线和角锥喇叭 天线， 所述微波脉冲信号源通过所述微波脉冲传输线连接所述。

11、角锥喇叭天线， 所述角锥喇 叭天线设置于所述微波暗室内。 0021 可选的， 所述脑电放大器为新拓NT9200脑电放大器； 0022 所述电磁脉冲照射源为国睿兆伏电子有限公司1.2GHz射频源系统。 0023 可选的， 所述示波器为泰克MDO3032示波器。 0024 本实用新型的有益效果在于， 提供了一种脑电信号采集系统， 脑电放大器先实时 采集实验对象在无磁场环境下的脑电信号， 之后， 同步模块控制电磁脉冲照射源向微波暗 室发射微波脉冲， 以使微波暗室内形成电磁场环境， 同时脑电放大器实时采集实验对象在 有磁场环境下的脑电信号， 以便后续根据采集到的实验对象在无磁场环境下和有磁场环境 下的。

12、脑电信号来分析电磁辐射对实验对象的影响， 从而解决现有技术对动物的生物体征进 行观察、 记录和统计分析时， 人眼观察获得的数据不够精确， 而且数据采集周期间隔较长， 无法得到动植物对电磁辐射的实时反映数据的问题。 0025 为让本实用新型的上述和其他目的、 特征和优点能更明显易懂， 下文特举较佳实 施例， 并配合所附图式， 作详细说明如下。 附图说明 0026 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的。

13、前提 下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0027 图1为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式一的结构示意图； 0028 图2为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式二的结构示意图； 0029 图3为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式三的结构示意图； 0030 图4为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式四的结构示意图； 0031 图5为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式五的结构示意图； 0032 图6为本实用新型提供的电磁脉冲照射源与微波暗室的连接示意图； 0033 图7为本实用新型提供的同步模块的结构示意图； 0034 图8为本实用新型电磁脉冲照射源结构示意图。 0035 。

14、附图标号 0036 10： 脑电放大器 0037 20： 电磁脉冲照射源 0038 21： 微波脉冲信号源 0039 22： 微波脉冲传输线 说 明 书 2/6 页 4 CN 206543179 U 4 0040 23： 角锥喇叭天线 0041 30： 微波暗室 0042 31： 屏蔽材料 0043 40： 同步模块 0044 41： 74HC123芯片 0045 41： 电容 0046 42： 电阻 0047 50： 示波器 0048 60： 存储设备 0049 70： 显示设备 具体实施方式 0050 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地。

15、描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0051 本实用新型针对目前在电磁辐射生物效应研究中， 对动物的生物体征进行观察、 记录和统计分析时， 人眼观察获得的数据不够精确， 而且数据采集周期间隔较长， 无法得到 动植物对电磁辐射的实时反映数据的问题， 提出了一种脑电采集系统。 0052 图1为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式一的结构示意图， 如图1所示， 所述脑电信号采集系统包括脑电放大器10、 电磁脉冲照射源20。

16、和微波暗室30。 0053 其中， 所述脑电放大器10， 连接所述微波暗室30内的实验对象， 用于采集处于所述 微波暗室30内的所述实验对象的脑电信号， 所述脑电放大器10可以通过石墨电极线连接所 述微波暗室30内的实验对象， 也可以通过本领域其他常用线缆进行连接， 本实用新型不作 限定。 0054 所述电磁脉冲照射源20， 连接所述微波暗室30， 用于向所述微波暗室30发射微波 脉冲， 以使所述微波暗室30形成电磁场环境， 所述微波暗室30内侧安装有用于隔离外界电 磁干扰的屏蔽材料31， 所述屏蔽材料31可以使用本领域常用的屏蔽材料， 本实用新型不作 限定， 所述电磁脉冲照射源20可以通过光。

17、纤线连接所述微波暗室30， 也可以通过本领域其 他常用线缆进行连接， 本实用新型不作限定。 0055 所述脑电放大器10， 还用于采集处于所述电磁场环境下的所述实验对象的所述脑 电信号。 0056 在具体实施中， 所述脑电放大器10可以采用新拓NT9200脑电放大器， 所述电磁脉 冲照射源20可以采用国睿兆伏电子有限公司1.2GHz射频源系统， 也可以采用本技术领域中 满足本实用新型要求的其他脑电放大器和电磁脉冲照射源， 本实用新型不作限定。 如图8所 示， 国睿兆伏电子有限公司1.2GHz射频源系统主要包括电源AC/DC、 接口控制、 频率综合器、 脉冲调制器、 数控衰减器、 功率放大器、 。

18、脉冲信号发生器、 正向功率检波和反向功率检波。 0057 在本实用新型的实施方式一中， 通过脑电放大器10采集处于无磁场环境下的实验 对象的脑电信号， 通过电磁脉冲照射源20向微波暗室30发射微波脉冲， 以使微波暗室30内 说 明 书 3/6 页 5 CN 206543179 U 5 形成电磁场环境， 通过脑电放大器10采集处于有磁场环境下的实验对象的脑电信号， 进而 根据采集到的实验对象在无磁场环境下和有磁场环境下的脑电信号来分析电磁辐射对实 验对象的影响。 0058 图2为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式二的结构示意图， 如图2所示， 所述脑电信号采集系统还包括同步模块40。 005。

19、9 所述同步模块40， 连接所述脑电放大器10和所述电磁脉冲照射源20， 用于向所述 脑电放大器10和所述电磁脉冲照射源20发射脉冲信号， 所述同步模块40可以通过RS232串 行线连接所述脑电放大器10和所述电磁脉冲照射源20， 也可通过本领域其他常用线缆进行 连接， 本实用新型不作限定。 如图7所示， 所述同步模块40包括74HC123芯片41以及与所述芯 片41相连的电容42和电阻43， 所述芯片41的1脚和4脚接地， 3脚和16脚接5V电源， 2脚连接开 关， 开关接5V电源， 15脚串联电阻43， 14脚和15脚串联电容42， 13脚连接脑电放大器10和电 磁脉冲照射源20， 用于向。

20、脑电放大器10和电磁脉冲照射源20发射脉冲信号， 在具体实施中， 可以采用本技术领域常用的其他芯片替代本实用新型的同步模块40， 本实用新型不作具体 限定。 0060 所述脑电放大器10， 还用于当采集到所述脑电信号时， 输出标记信号。 0061 所述电磁脉冲照射源20， 还用于当接收到所述脉冲信号时， 向所述微波暗室30发 射所述微波脉冲。 0062 在本实用新型实施方式二的一种具体应用中， 当同步模块40向脑电放大器10和电 磁脉冲照射源20发射低电平脉冲信号时， 电磁脉冲照射源20接收到低电平脉冲信号后， 不 向微波暗室30发射微波脉冲， 此时微波暗室30内的实验对象处于无磁场环境， 脑。

21、电放大器 10实时采集实验对象的脑电信号， 并当采集到脑电信号时， 输出同步脑电信号的标记信号， 该标记信号为全0。 0063 当同步模块40向脑电放大器10和电磁脉冲照射源20发射高电平脉冲信号时， 电磁 脉冲照射源20接收到高电平脉冲信号后， 向微波暗室30发射微波脉冲， 此时微波暗室30内 的实验对象处于有磁场环境， 脑电放大器10实时采集实验对象的脑电信号， 并当采集到脑 电信号时， 输出同步脑电信号的标记信号， 该标记信号在脑电放大器10接收到高电平脉冲 信号后为全1。 0064 在本实用新型实施方式二的另一种具体应用中， 所述同步模块40可以先发射高电 平脉冲信号， 当触发同步操作。

22、后， 发射低电平脉冲信号， 同样， 所述脑电放大器可以先将标 记信号标记为全1， 当触发同步操作后， 将标记信号标记为全0， 本实用新型不再赘述。 0065 在本实用新型的实施方式二中， 通过同步模块40向电磁脉冲照射源20发射高电平 脉冲信号控制电磁脉冲照射源20向微波暗室30发射微波脉冲， 以使微波暗室30形成电磁场 环境， 脑电放大器10接收到同步模块40发射的高电平脉冲信号后通过将标记信号标记为全 1， 以供后续根据标记信号判断采集脑电信号时， 实验对象是否在有磁场环境下， 进而根据 采集到的实验对象在无磁场环境下和有磁场环境下的脑电信号来分析电磁辐射对实验对 象的影响。 0066 图。

23、3为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式三的结构示意图， 如图3所示， 所述脑电信号采集系统还包括示波器50。 0067 所述示波器50， 连接所述电磁脉冲照射源20， 用于显示所述电磁脉冲照射源20输 说 明 书 4/6 页 6 CN 206543179 U 6 出的所述微波脉冲， 所述示波器50可以通过双头BNC线连接所述电磁脉冲照射源20， 也可以 通过本领域其他常用线缆进行连接， 本实用新型不作限定。 0068 在具体实施中， 所述示波器50可以采用泰克MDO3032示波器， 也可以采用本技术领 域中满足本实用新型要求的其他示波器， 本实用新型不作限定。 0069 在本实用新型的实施。

24、方式三中， 当电磁脉冲照射源20向微波暗室30发射微波脉冲 时， 可以通过示波器50显示该微波脉冲的波形， 用以据此对电磁脉冲照射源20向微波暗室 30发射的微波脉冲进行调整， 以满足实验对不同电磁场环境的要求。 0070 图4为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式四的结构示意图， 如图4所示， 所述脑电信号采集系统还包括存储设备60。 0071 所述存储设备60， 连接所述脑电放大器10， 用于存储所述脑电放大器10采集的所 述脑电信号和输出的所述标记信号， 所述存储设备60可以通过USB串行线连接所述脑电放 大器10， 也可以通过本领域其他常用线缆进行连接， 本实用新型不作限定。 007。

25、2 在本实用新型的实施方式四中， 将脑电信号和标记信号存储于存储设备60中， 以 便后续处理。 0073 图5为本实用新型提供的脑电采集系统的实施方式五的结构示意图， 如图5所示， 所述脑电信号采集系统还包括显示设备70。 0074 所述显示设备70， 连接所述存储设备60， 用于显示所述脑电放大器10采集的所述 脑电信号和输出的所述标记信号， 所述显示设备70可以通过HDMI连接线或VGA连接线或DVI 连接线连接所述存储设备60， 也可以通过本领域其他常用线缆进行连接， 本实用新型不作 限定。 0075 在本实用新型的实施方式五中， 脑电信号和标记信号直接显示于显示设备70中， 方便实时查。

26、看脑电信号和标记信号， 用以对区分有无电磁场环境下的脑电信号， 并分析电 磁辐射对实验对象的影响。 0076 图6为本实用新型提供的电磁脉冲照射源20与微波暗室30的连接示意图， 如图6所 示， 所述电磁脉冲照射源20包括微波脉冲信号源21、 微波脉冲传输线22和角锥喇叭天线23， 所述微波脉冲信号源21通过所述微波脉冲传输线22连接所述角锥喇叭天线23， 所述角锥喇 叭天线23设置于所述微波暗室30内， 所述微波脉冲传输线22可以采用光纤线， 也可以采用 本领域其他常用线缆进行连接， 本实用新型不作限定。 0077 为了进一步理解本实用新型提供的脑电采集系统具体实施方式， 下面根据图5所 示。

27、的实施方式五对本实用新型提供的脑电采集系统具体工作过程进行详细介绍， 本实用新 型也可依据其他实施方式进行具体实施， 本实用新型不再赘述。 0078 (1)实验人员将实验对象放置在微波暗室30内， 将石墨电极线一端的电极片紧贴 在实验对象头部， 用于感应实验对象的脑电信号， 将石墨电极线的另一端连接脑电放大器 10， 通过脑电放大器10采集实验对象的脑电信号， 之后， 实验人员开启脑电放大器10、 电磁 脉冲照射源20、 同步模块40、 示波器50、 存储设备60和显示设备70。 0079 (2)此时同步模块40向脑电放大器10和电磁脉冲照射源20发射低电平脉冲信号， 电磁脉冲照射源20接收到。

28、同步模块40发射的低电平脉冲信号时， 不向微波暗室30发射微波 脉冲， 此时微波暗室30内的实验对象处于无磁场环境， 脑电放大器10通过石墨电极线实时 采集实验对象的脑电信号， 并当采集到脑电信号时， 输出同步脑电信号的标记信号， 该标记 说 明 书 5/6 页 7 CN 206543179 U 7 信号为全0， 脑电放大器10将采集到的脑电信号和输出的标记信号存储于存储设备60中， 并 在显示设备70中进行显示， 以便对实验对象的脑电信号进行实施观察和分析。 0080 (3)实验人员设置电磁脉冲照射源20的微波脉冲波段， 之后通过同步模块40触发 同步操作， 此时同步模块40向脑电放大器10。

29、和电磁脉冲照射源20发射高电平脉冲信号， 电 磁脉冲照射源20接收到同步模块40发射的高电平脉冲信号后， 通过微波脉冲信号源21发射 微波脉冲， 微波脉冲通过微波脉冲传输线22发送给设置于微波暗室30中的角锥喇叭天线 23， 微波暗室30内侧设置有用于防止外界微波脉冲干扰的屏蔽材料31， 此时微波暗室30内 的实验对象处于有磁场环境， 实验人员可通过连接电磁脉冲照射源20的示波器50可以对电 磁脉冲照射源20发射的微波脉冲进行观察和记录， 脑电放大器10采集实验对象的脑电信 号， 并当采集到脑电信号时， 输出同步脑电信号的标记信号， 该标记信号在脑电放大器10接 收到同步模块40发射的高电平脉。

30、冲信号后标记为全1， 脑电放大器10将采集到的脑电信号 和输出的标记信号存储于存储设备60中， 并在显示设备70中进行显示， 以便对实验对象的 脑电信号进行实施观察和分析。 0081 (4)实验人员停止实验， 关闭脑电放大器10、 电磁脉冲照射源20、 同步模块40和示 波器50。 0082 (5)实验人员通过显示设备70显示的脑电信号和标记信号， 对应得出标记信号为0 时的脑电信号为实验对象处于无磁场环境下的脑电信号， 标记信号为1时的脑电信号为实 验对象处于有磁场环境下的脑电信号， 通过分析采集到的实验对象在无磁场环境下和有磁 场环境下的脑电信号进行电磁辐射生物效应研究。 0083 本实用。

31、新型的优点是： 所述脑电信号采集系统包括脑电放大器、 电磁脉冲照射源、 微波暗室和同步模块， 通过脑电放大器实时采集实验对象在无磁场环境下的脑电信号， 通 过同步模块控制电磁脉冲照射源向微波暗室发射微波脉冲， 以使微波暗室内形成电磁场环 境， 通过脑电放大器实时采集实验对象在有磁场环境下的脑电信号， 以便后续根据采集到 的实验对象在无磁场环境下和有磁场环境下的脑电信号来分析电磁辐射对实验对象的影 响， 从而解决现有技术对动物的生物体征进行观察、 记录和统计分析时， 人眼观察获取的数 据不够精确， 而且数据采集周期间隔较长， 无法得到动植物对电磁辐射的实时反映数据的 问题。 0084 本实用新型。

32、中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述， 以 上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想； 同时， 对于本领域的 一般技术人员， 依据本实用新型的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综 上所述， 本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 说 明 书 6/6 页 8 CN 206543179 U 8 图1 图2 说 明 书 附 图 1/5 页 9 CN 206543179 U 9 图3 说 明 书 附 图 2/5 页 10 CN 206543179 U 10 图4 说 明 书 附 图 3/5 页 11 CN 206543179 U 11 图5 图6 说 明 书 附 图 4/5 页 12 CN 206543179 U 12 图7 图8 说 明 书 附 图 5/5 页 13 CN 206543179 U 13 。