专利名称：脑电接触阻抗检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及脑电技术领域，具体涉及一种脑电接触阻抗检测方法及装置。
背景技术：
人体组织细胞总是在自发不断地产生着很微弱的生物电活动。脑电信号是大量脑神经细胞在高度相干状态下的电活动在大脑皮层上的总体效应。如果利用在头皮上安放的电极采集脑电信号，经脑电检测设备放大并记录在专用纸上，则能够得到具有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线，即脑电图。当脑组织发生病理或功能改变时，脑电信号也发生相应的改变，从而为临床诊断、治疗提供依据。但是，微弱的脑电信号往往伴随着强大的干扰信号同时存在，因此在脑电信号放大的同时也不可避免将干扰信号放大。具体地说，对于微伏级的脑电信号，如果希望在16位以下的采样系统中分辨清楚则必须放大至少1000-10000倍，而此时上述干扰信号将会使放大器饱和。为了解决干扰信号使放大器饱和的问题，通过对干扰信号的详细分析，人们发现脑电极与头皮接触不良引起的干扰、工频干扰以及放大通道噪声是脑电信号检测中干扰信号的主要来源。具体地说，针对脑电极与头皮接触不良引起的干扰，当脑电极与头皮间接触松动时，脑电极与头皮的接触会随着被检测者的身体和/或面部动作以及呼吸而改变，从而引起脑电信号检测中的干扰，影响脑电信号检测精度。与此相反，如果脑电极与头皮间接触良好，则其脑电接触阻抗小，引起的脑电信号检测中的干扰小，脑电信号检测质量高。为了降低脑电极与头皮间由于接触不良引起的干扰，需要一种方法可以检测脑电极与头皮间的接触情况(即上述脑电接触阻抗)。相关技术中，通常将恒流源电流注入待测脑电极并流过人脑后接地形成独立的电流回路，然后利用电压与电流的线性关系计算脑电接触阻抗。但是，该脑电接触阻抗的检测结构复杂并且对脑电信号的检测精度影响比较大。

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种脑电接触阻抗检测方法及装置，能够解决相关技术中脑电接触阻抗的检测结构复杂并且对脑电信号的检测精度影响比较大的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种脑电接触阻抗检测方法。该方法包括:控制交流电流信号由待测电极流向参考电极；检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。根据本发明的一个实施例，控制交流电流信号由待测电极流向参考电极包括:控制所述交流电流信号还经过高通滤波器和低通滤波器。根据本发明的另一个实施例，所述交流电流信号经过所述高通滤波器注入所述待测电极，然后通过所述低通滤波器衰减进入所述参考电极。根据本发明的再一个实施例，在根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗之后，上述方法还包括:根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的发光二极管(Light Emitting Diode,简称为LED)的亮灭。 根据本发明的再一个实施例，所述交流电流信号是正弦交流电流信号。根据本发明的再一个实施例，所述交流电流信号的频率范围是IOKHz到IMHz。根据本发明的再一个实施例，所述交流电流信号的频率范围是50KHz。根据本发明的另一个方面，提供了一种脑电接触阻抗检测装置。该装置包括:第一控制模块，用于控制交流电流信号由待测电极流向参考电极；检测模块，用于检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；计算模块，用于根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。根据本发明的一个实施例，上述装置还包括:第二控制模块，用于根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的LED的亮灭。根据本发明的又一个方面，提供了 一种脑电接触阻抗检测装置。该装置包括:控制器，用于控制交流电流信号由待测电极流向参考电极；差动放大器，用于检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；微控制器，用于根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。根据本发明的一个实施例，所述控制器包括:控制模块，用于控制所述交流电流信号还经过高通滤波器和低通滤波器。根据本发明的又一个实施例，所述交流电流信号经过所述高通滤波器注入所述待测电极，然后通过所述低通滤波器衰减进入所述参考电极。根据本发明的再一个实施例，所述微控制器还用于根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的发光二极管LED的亮灭。根据本发明的再一个实施例，所述交流电流信号是正弦交流电流信号。根据本发明的再一个实施例，所述交流电流信号的频率范围是IOKHz到匪z。根据本发明的再一个实施例，所述交流电流信号的频率范围是50KHz。本发明的实施例通过交流电流信号检测脑电接触阻抗，从而可以降低对脑电信号的检测精度的影响。同时，本发明的实施例通过检测待测电极与参考电极之间的交流电流信号，可以实现单个电极的接触阻抗的检测，充分满足脑电接触阻抗的检测需求。


此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是根据本发明实施例的脑电接触阻抗检测方法的流程图；图2是根据本发明实施例的脑电接触阻抗检测装置的结构框图；图3是根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置的结构框图；图4是根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置的原理的示意图；以及图5是根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置的具体实现的示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图1是根据本发明实施例的脑电接触阻抗检测方法的流程图，如图1所示，包括如下的步骤S102至步骤S106。在步骤S102，控制交流电流信号由待测电极流向参考电极。在步骤S104，检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号。在步骤S106，根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。在本发明的实施例中，通过交流电流信号检测脑电接触阻抗。根据对人体组织电特性的研究，对于交流电流信号，人体组织的纯电阻性起作用，因此，采用交流电流信号对脑电接触阻抗进行检测，可以降低对脑电信号的检测精度的影响。同时，本发明的实施例通过检测待测电极与参考电极之间的交流电流信号，可以实现单个电极的接触阻抗的检测，充分满足脑电接触阻抗的检测需求。根据本发明的一个实施例，所述交流电流信号可以是正弦交流电流信号，其频率范围可以是IOKHz到1MHz，例如可以是50KHz。在IOKHz到IMHz之间的频率范围，人体组织的纯电阻性起主要作用，可以进一步降低脑电接触阻抗检测对脑电信号检测的精度的影响。进而，采用IOKHz到IMHz之间的频率范围的交流电流信号作为激励对人体也是安全的。另外，本发明的实施例可以控制所述交流电流信号还经过高通滤波器和低通滤波器。根据本发明的一个实施例，可以设置该低通滤波器的截止频率远低于上述交流电流信号的频率，例如设置5KHz，从而隔离脑电接触阻抗检测对后续的脑电信号检测的影响。根据本发明的另一个实施例，所述交流电流信号可以先经过所述高通滤波器注入所述待测电极，然后通过所述低通滤波器衰减进入所述参考电极，以便更有效地隔离脑电接触阻抗检测对后续的脑电信号检测的影响。在本发明的另一实施例中，在根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗之后，还可以根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的LED的亮灭，从而给予检测者和被检测者对脑电极与头皮间的接触情况的直观的指示，提高用户体验。需要说明的是，对于步骤S106，本发明可以利用电压与电流的线性关系计算所述脑电接触阻抗，但并不限于此，实际应用中，任何能够根据所检测的交流电流信号计算所述脑电接触阻抗的实施方式，均应当纳入本发明的保护范围。本发明实施例还提供了一种脑电接触阻抗检测装置。图2是根据本发明实施例的脑电接触阻抗检测装置的结构框图，如图2所示，包括第一控制模块22、检测模块24和计算模块26。下面对其结构进行详细描述。第一控制模块22，用于控制交流电流信号由待测电极流向参考电极。检测模块24，连接至第一控制模块22，用于检测第一控制模块22控制的所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号。计算模块26，连接至检测模块24，用于根据检测模块24所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。图3是根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置的结构框图，如图3所示，该脑电接触阻抗检测装置还包括:第二控制模块28，连接至计算模块26，用于根据计算模块26计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的LED的亮灭。下面结合图4和图5进一步说明根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置以及基于该脑电接触阻抗检测装置实现的脑电接触阻抗检测方法。图4是根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置的原理的示意图。如图4所示，包括信号源1、导联选择2、差动放大器3、低通滤波器4、高通滤波器5、微控制器6、显示单元7以及脑电信号检测装置8。其中，信号源I产生50Hz的正弦交流电流信号，该信号注入由微控制器6的外围端口控制的导联选择2所选择的待测电极，该待测电极可以由导联选择2在待测电极I至待测电极N中任意选择。在该信号流向参考电极之后，差动发大器3放大该待测电极与该参考电极之间的正弦交流电流信号，微控制器6内部的模拟数字模块(A/D模块)采集放大后的正弦交流电流信号，以及微控制器6计算获得脑电接触阻抗。进而，微控制器6的外围端口可以控制显示单元7中与该待测电极对应的LED的亮灭。需要说明的是，本具体实例还使得正弦交流电流信号先后经过高通滤波器5和低通滤波器4，以便隔离脑电接触阻抗检测对后续的脑电信号检测8的影响。图5是根据本发明的另一实施例的脑电接触阻抗检测装置的具体实现的示意图。如图5所示，以单独一个待测电极的接触阻抗的检测为例，其工作方式如下:由可编程信号发生器组成的信号源1，经由微控制器6的控制。产生50KHz的正弦交流电流信号；由多选一模拟开关实现的导联选择2，经由微控制器6的控制选择到待测电极；由RC滤波电路(电阻Rl、电阻R2和电容Cl)实现的高通滤波器5对该正弦交流电流信号进行高通滤波，优选地该高通滤波器的截止频率是IOOKHz ；分别由RC滤波电路(电阻R3和电容C2，电阻R4和电容C3)实现的两组低通滤波器4对该正弦交流电流信号进行低通滤波，优选地该低通滤波器的截止频率远低于该正弦交流电流信号的频率，例如是5KHz，以便隔离脑电接触阻抗检测对后续的脑电信号检测8的影响；由低噪声、高输入阻抗的仪表放大器组成的差动放大器3放大该待测电极与该参考电极之间的正弦交流电流信号；微控制器6利用其内部的A/D模块采集差动放大器3输出的电压信号，计算脑电接触阻抗，以及控制显示单元7中与该待测电极对应的LED的亮灭。综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了 一种脑电接触阻抗检测方法及装置。本发明的实施例通过交流电流信号检测脑电接触阻抗，从而可以降低对脑电信号的检测精度的影响。同时，本发明的实施例通过检测待测电极与参考电极之间的交流电流信号，可以实现单个电极的接触阻抗的检测，充分满足脑电接触阻抗的检测需求。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种脑电接触阻抗检测方法，其特征在于，包括: 控制交流电流信号由待测电极流向参考电极； 检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；以及 根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制交流电流信号由待测电极流向参考电极包括: 控制所述交流电流信号还经过高通滤波器和低通滤波器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交流电流信号经过所述高通滤波器注入所述待测电极，然后通过所述低通滤波器衰减进入所述参考电极。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗之后，还包括: 根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的发光二极管LED的亮灭。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述交流电流信号是正弦交流电流信号。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述交流电流信号的频率范围是 IOKHz 到 IMHz。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述交流电流信号的频率范围是50KHz。
8.一种脑电接触阻抗检测装置，其特征在于，包括: 第一控制模块，用于控制交流电流信号由待测电极流向参考电极； 检测模块，用于检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；以及 计算模块，用于根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括: 第二控制模块，用于根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的LED的売灭。
10.一种脑电接触阻抗检测装置，其特征在于，包括: 控制器，用于控制交流电流信号由待测电极流向参考电极； 差动放大器，用于检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；以及 微控制器，用于根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制器包括: 控制模块，用于控制所述交流电流信号还经过高通滤波器和低通滤波器。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述交流电流信号经过所述高通滤波器注入所述待测电极，然后通过所述低通滤波器衰减进入所述参考电极。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述微控制器还用于根据所述计算的脑电接触阻抗，控制与所述待测电极对应的发光二极管LED的亮灭。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述交流电流信号是正弦交流电流信号。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述交流电流信号的频率范围是IOKHz到IMHz。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述交流电流信号的频率范围是50KHz。
全文摘要
本发明的实施例公开了一种脑电接触阻抗检测方法及装置。该方法包括控制交流电流信号由待测电极流向参考电极；检测所述待测电极与所述参考电极之间的交流电流信号；根据所检测的交流电流信号，计算所述脑电接触阻抗。本发明的实施例通过交流电流信号检测脑电接触阻抗，从而可以降低对脑电信号的检测精度的影响。
文档编号G01R27/02GK103149438SQ201310033909
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者董记平, 张彦春, 马清宝, 夏鹏 申请人:上海帝仪科技有限公司