应用于癫痫病症的闭环式脑电信号采集电路及刺激方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-12-06 16:24:49
本发明涉及一种应用于癫痫病症的闭环式脑电信号采集电路及刺激方法。该采集电路包括脑电信号采集前端电路模块、高精度模数转换电路模块、数字信号处理电路模块、双向脉冲刺激电路四个部分。前端电路用于采集脑电信号,高精度模数转换电路对信号进行高精度的采集,数字信号处理电路对信号进行处理和分析,控制电路通过闭环反馈实现对癫痫的检测和刺激。本发明能够有效地提高检测准确性和稳定性。同时,本发明还提供了一种可编程的刺激模式,可以实现针对不同类型癫痫的刺激策略。本发明设计芯片具有体积小、功耗低、精度高等优点。
本发明涉及一种应用于癫痫病症的闭环式脑电信号采集电路及刺激方法。该采集电路包括脑电信号采集前端电路模块、高精度模数转换电路模块、数字信号处理电路模块、双向脉冲刺激电路四个部分。前端电路用于采集脑电信号,高精度模数转换电路对信号进行高精度的采集,数字信号处理电路对信号进行处理和分析,控制电路通过闭环反馈实现对癫痫的检测和刺激。本发明能够有效地提高检测准确性和稳定性。同时,本发明还提供了一种可编程的刺激模式,可以实现针对不同类型癫痫的刺激策略。本发明设计芯片具有体积小、功耗低、精度高等优点。
目前,脑电信号采集和癫痫检测主要依赖于传统的脑电图仪器。然而,传统的脑电图仪器体积大、使用不方便、需要大量的人力和物力资源进行数据处理和分析。另外,传统的脑电图仪器在癫痫检测方面存在一定的局限性,难以满足复杂和多变的临床需求。癫痫是一种常见的神经系统疾病,其主要症状是反复发作的癫痫发作。目前,传统的癫痫检测方法主要基于临床医生对患者的诊断和判断,这种方法具有依赖性强、费用高、难以标准化等缺点。因此,基于脑电信号的癫痫检测方法备受关注。传统的脑电信号采集方法使用单通道采集芯片,无法有效地捕获大量的脑电信号,导致检测精度不高。另外,传统的脑电信号采集芯片通常不提供刺激输出功能,无法通过刺激响应的方式进行癫痫检测。
针对传统脑电图仪器的局限性,近年来提出了一些新型的脑电信号采集和癫痫检测技术,如基于微电子技术的脑电信号采集芯片和癫痫检测刺激芯片。这些技术可以大大减小设备体积,提高信号采集的精度和实时性,实现对癫痫发作的快速检测和有效干预。
发明人:王量弘 张振楠 江浩 潘拯 冉启鹏福州大学(Fuzhou University),简称福大,位于福建省福州市,创建于1958年,是国家“双一流”建设高校,国家“211工程”建设高校,国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校,福建省三所重点建设的高水平大学之一,福建省一流大学建设高校,入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。
相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:本发明设计完成的前端电路在共模抑制比和电源抑制比都表现出良好性能,针对闭环采集刺激系统芯片,以便携式医疗设备为出发点,设计了低功耗、高性能的模拟前端电路,14位高精度SARADC以及癫痫检测刺激模块等电路模块,通过研究设计从而解决相关模拟前端电路在采集信号所面临的噪声和诸多干扰问题,并且在此基础上针对癫痫疾病进行检测,并能够基于癫痫疾病产生刺激辅助电流。本发明还提出了一种时域的癫痫检测算法,采用幅值、斜率、信号能量、线长四个特征进行癫痫检测,利用相邻四次特征值的均值和标准差组合来得到新的阈值,该芯片具有体积小、功耗低、精度高等优点。
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