脑电癫痫信号记录分析仪及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及脑电检测装置领域，尤其涉及一种脑电癫痫信号记录分析仪及其检测 方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的快速发展，医疗水平也有了长足的发展，越来越多的疾病被医疗专家 们解决，但是也有越来越多的新型疾病被专家学者所发现、确认。脑电波自从被发现与关注 起，就被各类医学工作者所重视，而脑电检测装置更是现代化医疗检测设备所不可或缺的 一种。大型脑电检测设备的出现给一系列病患带来了福音的同时，其昂贵的价格与笨重的 体积也让脑电检测医疗服务难以成为普通患者日常检测项目的一个重要原因。为了能够使 更多的群体享受到便捷价廉的脑电检测医疗服务，各方研发机构也都是在大力研发实际可 行的脑电检测设备。
[0003] 脑电信号检测设备的原理是，人脑中有许多的神经细胞在活动着，且成电气性的 变动。也就是说，有电气性的摆动存在。而这种摆动呈现在科学仪器上，看起来就像波动一 样。脑中的电器性震动我们称之为脑波。用一句话来说明脑波的话，或许可以说它是由脑细 胞所产生的生物能源，或者是脑细胞活动的节奏。脑波目前通常通过导电电极对头皮上产 生的电压进行采集，经过信号处理，绘制出来的波形就叫做脑电波，脑电波可以实时反映出 大脑各区域的活动情况，从而对病情的诊断起到关键作用。现有的医用脑电检测设备存在 成本高、体积大、携带不便、数据利用率低，以及设备拥有量少的缺点。同时一个专业的脑科 医生需要花费大量的时间去仔细查看病人的脑电信号图（比如病人24小时脑电图需要花费 医生2-3小时来查看）因此，有必要研制一种适用于各类医疗机构包括个人的，可以有效提 高医生诊断效率的，还能够降低使用成本和便携的新型脑电检测装置。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术中缺乏专门应用于私人用户的医用级别脑电检测装置的问 题，提供一种脑电癫痫信号记录分析仪，可以有效提供24小时对脑电信息进行检测，降低了 医疗成本，加快了诊断时间。
[0005] 为解决上述问题，本发明实施例提供一种脑电癫痫信号记录分析仪，包括头部穿 戴部件和设于所述头部穿戴部件上的检测电路，所述检测电路包括MCU、无线传输模块、脑 电检测模块、数据端，
[0006] 所述MCU耦接所述无线传输模块和脑电检测模块，用于控制无线传输模块和脑电 检测模块的工作状态和工作频率，并控制无线传输模块与脑电检测模块的数据传输；
[0007] 所述脑电检测模块包括至少两个用于检测脑电信号的脑电检测导联线，并将检测 得到的脑电信号传输至无线传输模块；
[0008] 所述无线传输模块用于接收脑电检测模块检测到的脑电信号并将所述脑电信号 上传至数据端；
[0009] 所述数据端耦接所述无线传输模块，用于接收无线传输模块上传的脑电信号，当 无线传输模块将脑电信号传输至数据端后，数据端通过比对由不同的所述脑电检测导联线 检测到的脑电信号之间的差分信号，提取不同的差分信号，对差分信号进行归类，将不同通 道的差分信号与所在通道的导联线电极位置进行关联，得到差分信号与脑功能区之间的关 联，对脑电检测点附近脑功能区的脑电现状进行判断，在通过MCU预置的脑电癫痫算法从检 测到的脑电信号中提取癫痫发病时的脑电信号。
[0010] 可选的，所述头部穿戴部件为运动头带或帽子。
[0011] 可选的，所述无线传输模块包括射频收发器，所述脑电信号通过所述射频收发器 将脑电信号上传至数据端。
[0012] -种脑电癫痫信号检测方法，数据端通过所述方法对脑电变化进行分析并得出所 述脑电癫痫信号记录分析仪连接对象的脑电状况，通过比对由不同的所述脑电检测导联线 检测到的脑电信号之间的差分信号，提取不同的差分信号，对差分信号进行归类，将不同通 道的差分信号与所在通道的导联线电极位置进行关联，得到差分信号与脑功能区之间的关 联，对脑电检测点附近脑功能区的脑电现状进行判断，在通过MCU预置的脑电癫痫算法从检 测到的脑电信号中提取癫痫发病时的脑电信号。
[0013] 可选的，所述脑电癫痫算法步骤如下，包括，
[0014] 假设采集η路脑电信号。设输入信号为x(t)，该信号是η路矩阵信号，每一路为X1 (t)，i = l，2,3, · · ·，η;
[0015] 前端电路采集到η路脑电信号，经电路滤波、放大和AD采样后，信号转换为数字格 式x(t)，其中第i路数据*Xl(t);
[0016] 信号x(t)经过FFT变换Χ( ω ) = jx(t)e-jtndt，将信号转换为频域Χ( ω );
[0017] χ( ω )经过截止频率为9-16Ηζ的带通滤波后，得到频域信号X' ( ω );
[0018] 获得信号的小波谱
其中Ρ\ω)是母小波函 数P(t)，*表示共辄；
[0019] 在α波的时频域(乜山，Q1, ω2)内对ff(t，ω，δ)做小波反变换 得到α波的特征信号，类似的，在β，θ，γ节律在各自对应的时频域内对W(t，co，S)做小波反 变换，得到β，Θ，γ各自的特征信号。
[0020] 可选的，还包括导联线连接信号检测步骤，所述导联线连接信号检测步骤将不同 通道的脑电检测导联线放置于指定位置，脑电检测模块将发出一个激励信号，通过检测各 通道导联线的相应信号来确定各脑电检测导联线是否连接正确。
[0021]可选的，还包括差分信号计算步骤，所述差分信号计算步骤将同个通道的不同输 入脑电检测导联线检测到的信号相减得到差分信号，同个通道包括不同输入的正输入导联 线和负输入导联线。
[0022] 可选的，还包括信号放大步骤，所述信号放大步骤对差分信号计算步骤计算得到 的差分信号进行放大。
[0023] 可选的，还包括信号过滤步骤，所述信号过滤步骤通过脑电检测模块内部的可抽 取数字滤波器对信号放大步骤所得到的信号进行三阶低通数字滤波处理。
[0024] 本发明具有以下的显著技术效果:脑电癫痫信号记录分析仪可以有效检测人体脑 电波，检测精度高，灵敏度好，待机时间长，适应各种环境，使用简单，体积小携带方便，成本 低。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明实施例的脑电癫痫信号记录分析仪的结构示意图；
[0026] 图2是本发明实施例的脑电癫痫信号记录分析仪的脑电信号检测方法的流程示意 图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。 [0028]如图1所示，一种脑电癫痫信号记录分析仪，包括头部穿戴部件和设于头部穿戴部 件上的检测电路，检测电路包括MCU 100、无线传输模块200模块、脑电检测模块300、数据端 400。头部穿戴部件可以为运动头带或者帽子，安装的时候只需要带上头带或帽子并确认佩 戴正确，即可正确采集到脑电信号。
[0029] MCU 100耦接无线传输模块200模块和脑电检测模块300，用于控制无线传输模块 200模块和脑电检测模块300的工作状态和工作频率，并控制无线传输模块200模块与脑电 检测模块300的数据传输。MCU 100主要包括低功耗单片机以及其外围电路。M⑶100型号为 德州仪器公司生产的IC芯片，因为本装置需要体积小便携，用电池供电，而该公司生产的16 位超低功耗芯片待机电流极小，从而能够保证脑电癫痫信号记录分析仪长时间连续运行。
[0030] 无线传输模块200模块用于接收脑电检测模块300检测到的脑电信号并通过射频 收发器将脑电信号上传至数据端400;脑电癫痫信号记录分析仪可以使用有线或者无线和 主机进行通信，考虑到安装以及维护成本，在本实施例中采用无线方案，无线传输模块200 模块是采用德州仪器公司生产的超低功耗蓝牙芯片，其主要针对工业、科研、医疗以及短距 离无线通信设备和可穿戴设备。接收灵敏度达到_94dBm。可提供对数据包处理、数据缓冲 FIFO、接收信号强度指示(RSSI)、唤醒定时器、低电压检测、温度传感器、10位AD转换器和通 用输入/输出口等功能的硬件支持。
[0031] 脑电检测模块300包括至少两个用于检测脑电信号的脑电检测导联线，不同的脑 电检测导联线放置到指定脑区对应的头皮位置后，将检测得到的脑电信号传输至无线传输 模块200模块。脑电检测导联线按标准连接，每两个脑电检测导联线组成一个输入通道，多 个通道组合成形成多导联的脑电波图形。通过不同导联组合的脑电波图形，就可以对不同 脑功能区的活动情况进行分析，对病情的判断分析有一个决定性的作用。
[0032] 当无线传输模块200模块将脑电信号传输至数据端400后，数据端400为位于云端 或者远端的数据服务器，数据端400通过无线连接收集并记录所有的脑电信号，数据端400 通过以下的脑电癫痫信号检测方法对脑电信号变化进行分析并