CN115336996A - 一种脑电阻抗测量系统及脑电阻抗的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脑电测量技术领域，公开了一种脑电阻抗测量系统及脑电阻抗的测量方法。其中，该脑电阻抗测量系统包括：至少一个脑电测量通道，脑电测量通道的电极用于与头皮接触；恒流源，分别与至少一个脑电测量通道连接，恒流源用于向至少一个脑电测量通道提供电流激励信号；模数转换单元，分别与至少一个脑电测量通道连接，恒流源的信号频率为模数转换单元采样速率的预设倍数；阻抗测量单元，与模数转换单元连接，用于基于脑电测量通道的电信号计算脑电阻抗。通过实施本发明，降低了电路的复杂度，节省了成本，实现了脑电阻抗的实时检测，兼顾了电路简化与脑电阻抗实时检测。

Description

一种脑电阻抗测量系统及脑电阻抗的测量方法

技术领域

本发明涉及脑电测量技术领域，具体涉及一种脑电阻抗测量系统及脑电阻抗的测量方法。

背景技术

脑电信号可以通过脑电测量设备的多个电极进行检测，由于脑电信号很微弱，因此电极与头皮的接触阻抗对脑电信号的影响很大。通常脑电测量设备具有电极接触阻抗的检测功能，以反映当前脑电测量设备的电极连接状态。然而，有些脑电测量设备只能在脑电信号测量前对接触阻抗进行检测，或者需要停止正常测量后才可以检测接触阻抗；尽管个别脑电测量设备可以在脑电信号测量过程中进行接触阻抗的实时检测，但是需要设置单独的阻抗检测电路，导致脑电测量设备的电路比较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种脑电阻抗测量系统及脑电阻抗的测量方法，以解决电路简化与接触阻抗实时检测难以兼顾的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种脑电阻抗测量系统，包括：至少一个脑电测量通道，所述脑电测量通道的电极用于与头皮接触；恒流源，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，所述恒流源用于向所述至少一个脑电测量通道提供电流激励信号；模数转换单元，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，所述恒流源的信号频率为所述模数转换单元采样速率的预设倍数；阻抗测量单元，与所述模数转换单元连接，用于基于所述脑电测量通道的电信号计算脑电阻抗。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，包括至少一个脑电测量通道、恒流源、模数转换单元和阻抗测量单元。其中，脑电测量通道的电极与头皮接触，恒流源与至少一个脑电测量通道连接，以向至少一个脑电测量通道提供电流激励信号，模数转换单元设置在至少一个脑电测量通道连接，由于脑电信号与阻抗信号的频率不同，将恒流源的信号频率设置为模数转换单元采样速率的预设倍数，以便将脑电测量通道输出的脑电信号和阻抗信号同时进行转换，再将两者通过频率滤波进行分离，无需要分开转换数据，降低了电路的复杂度，节省了成本。阻抗测量单元与模数转换单元连接，可以基于脑电测量通道的电信号进行脑电阻抗的实时检测，由此，该脑电阻抗测量系统兼顾了电路简化与脑电阻抗实时检测。

结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述阻抗测量单元，包括：选频模块，与所述模数转换单元的输出端连接，用于分离脑电测量信号的脑电信号和阻抗信号；阻抗计算模块，与所述选频模块的输出端连接，用于计算所述阻抗信号对应的阻抗值。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，阻抗测量单元包括选频模块和阻抗计算模块。其中，选频模块与模数转换单元的输出端连接，用于分离脑电测量信号的脑电信号和阻抗信号，阻抗计算模块与选频模块的输出端连接，用于计算脑电信号对应的阻抗值。由于脑电信号与阻抗信号的频率不同，通过选频模块对脑电信号与阻抗信号进行分离，无需要分开转换脑电信号和阻抗信号，由此降低了电路的复杂度。

结合第一方面，在第一方面的第二实施方式中，所述系统还包括：校准单元，与所述阻抗测量单元连接，所述校准单元通过至少一个校准支路与所述至少一个脑电测量通道连接，用于基于所述至少一个校准支路的电信号确定所述至少一个脑电测量通道的校准系数。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第三实施方式中，所述系统还包括：所述至少一个校准支路，所述至少一个校准支路与所述校准单元连接。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，还包括与阻抗测量单元连接的校准单元。该校准单元通过至少一个校准支路与至少一个脑电测量通道连接，用于基于至少一个校准支路的电信号确定至少一个脑电测量通道的校准系数。通过该校准系数对阻抗测量单元计算得到的阻抗值进行修正，提高了阻抗值的测量精度。

结合第一方面第二实施方式或第三实施方式，在第一方面的第四实施方式中，所述校准支路包括：至少一组校准电阻，每组所述校准支路的两端接入对应的所述脑电测量通道中；切换开关，与所述校准单元连接，所述校准单元用于控制所述切换开关的动作，以控制相应的所述校准支路的导通状态。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，其校准支路包括至少一组校准电阻和切换开关。其中，每组校准支路的两端接入对应的脑电测量通道中；切换开关与校准单元连接，该校准单元用于控制切换开关的动作，以控制相应的校准支路的导通状态。通过校准电阻和切换开关确定脑电测量通道的校准系数以对阻抗测量单元计算得到的阻抗值进行修正，提高了阻抗值的测量精度。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面的第五实施方式中，所述校准支路还包括：第一保护电路，其一端与所述切换开关连接，另一端与所述至少一组校准电阻连接。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，其校准支路还包括第一保护电路，其一端与切换开关连接，另一端与至少一组校准电阻连接。通过第一保护电路以保护校准支路的器件，防止校准支路过压损坏，同时防止外部高频对校准支路的干扰。

结合第一方面，在第一方面的第六实施方式中，所述系统还包括：第二保护电路，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，设置在所述恒流源之前，所述第二保护电路用于保护设置在其后的电路单元；滤波电路，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，设置在所述第二保护电路和所述恒流源之间，所述滤波电路用于滤除高频干扰。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，还包括第二保护电路和滤波电路。其中，第二保护电路分别与至少一个脑电测量通道连接，设置在恒流源之前，以保护设置在其后的电路单元；滤波电路分别与至少一个脑电测量通道连接，设置在第二保护电路和恒流源之间，以滤除高频干扰。通过第二保护电路和滤波电路保证脑电阻抗测量系统的正常工作，进而保证脑电阻抗的精准测量。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面或第一方面任一实施方式所述的脑电阻抗测量系统的脑电阻抗的测量方法，包括如下步骤：恒流源向至少一个脑电测量通道中注入电流激励信号，以使阻抗信号与脑电信号叠加为脑电测量信号；模数转换单元用于将所述脑电测量信号转换为数字信号，其中，所述恒流源的信号频率为所述模数转换单元采样速率的预设倍数；阻抗测量单元用于基于所述数字信号，计算所述脑电测量信号对应的阻抗值。

本发明实施例提供的脑电阻抗的测量方法，通过恒流源向至少一个脑电测量通道中注入电流激励信号，以使阻抗信号与脑电信号叠加为脑电测量信号，由模数转换单元将脑电测量信号转换为数字信号，再由阻抗测量单元基于模数转换单元发送的数字信号计算出脑电测量信号对应的阻抗值。在将脑电测量信号转换为数字信号的过程中，通过将恒流源的信号频率设置为模数转换单元采样速率的预设倍数，能够同时对脑电测量通道输出的脑电信号和阻抗信号同时进行转换，再将两者通过频率滤波进行分离，无需要分开转换数据，提高了数据处理速度，基于脑电测量信号对应的数字信号对脑电测量信号对应阻抗值进行实时计算，由此实现了脑电阻抗实时检测。

结合第二方面，在第二方面的第一实施方式中，所述基于所述数字信号，计算所述脑电测量信号对应的阻抗值，包括：获取校准系数；基于所述校准系数以及阻抗信号，确定所述脑电测量信号对应的阻抗值，其中，所述阻抗信号是从所述数字信号中分离出来的。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面的第二实施方式中，所述获取校准系数，包括：向切换开关发送控制指令，以控制至少一个校准支路的导通；接收导通所述至少一个校准支路后的至少一个脑电测量通道输出的电信号；基于所述至少一个脑电测量通道输出的电信号，确定所述校准系数。

本发明实施例提供的脑电阻抗的测量方法，通过获取至少一个脑电测量通道的校准系数，并基于该校准系数修正脑电信号对应的阻抗值，提高了脑电信号的阻抗值的测量精度。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种脑电阻抗测量装置，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第二方面或第二方面任一实施方式所述的脑电阻抗的测量方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的脑电阻抗的测量方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的另一结构示意图；

图3是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的另一结构示意图；

图4是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的另一结构示意图；

图5是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的另一结构示意图；

图6是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的另一结构示意图；

图7是根据本发明实施例的脑电阻抗测量系统的另一结构示意图；

图8是根据本发明实施例的脑电阻抗的测量方法的流程图；

图9是根据本发明实施例的脑电阻抗的测量方法的另一流程图；

图10是根据本发明实施例提供的脑电阻抗的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种脑电阻抗测量系统，如图1所示，该脑电阻抗测量系统包括至少一个脑电测量通道1、恒流源2、模数转换单元3以及阻抗测量单元4。其中，至少一个脑电测量通道1的电极与头皮接触，恒流源2分别与至少一个脑电测量通道1连接，恒流源2用于向至少一个脑电测量通道1提供电流激励信号；模数转换单元3分别与至少一个脑电测量通道1连接，且恒流源2的信号频率为模数转换单元3采样速率的预设倍数；阻抗测量单元4与模数转换单元3连接，基于模数转换单元3输出的脑电测量通道1的电信号进行脑电阻抗的计算。

具体地，每个脑电测量通道1均包括两个电极，每个脑电测量通道的导联线通过两个电极与头皮接触，并采集两个电极与头皮接触点之间的电位差。此处对其中一个脑电测量通道的脑电阻抗测量进行详细说明，其他脑电测量通道的脑电阻抗测量方法与此相同。在脑电阻抗测量过程中，恒流源2为脑电测量通道提供电流激励信号，向脑电测量通道中注入交流电流信号，分别在脑电测量通道的两端加入正相电流源和反相电流源，电流通过脑电测量通道1的电极转换为电压信息，与电极采集的脑电信号叠加在一起；模数转换单元3将采集到的电压信号转换为数字信号，且该数字信号中包含脑电信号和阻抗信号；阻抗测量单元4连接模数转换单元3，阻抗测量单元4可以接收模数转换单元3的数字信号，并从数字信号中分离出阻抗信号，基于该阻抗信号计算出该脑电测量通道对应的脑电阻抗值。

恒流源2的信号频率为模数转换单元3的采样速率的预设倍数，以便能够将脑电信号和阻抗信号一起转换。具体地，可以将该预设倍数设置为四分之一，以模数转换单元3的采样速率为500Hz为例，则恒流源2的信号频率为125Hz，幅度为6nA，需要说明的是，恒流源2的噪声应尽量小，避免对脑电信号产生较大影响，恒流源2的电流信号从正相端流入，流过头皮与电极，从反相端流回至模数转换单元3。

本实施例提供的脑电阻抗测量系统，包括至少一个脑电测量通道、恒流源、模数转换单元和阻抗测量单元。其中，脑电测量通道的电极与头皮接触，恒流源与至少一个脑电测量通道连接，以向至少一个脑电测量通道提供电流激励信号，模数转换单元设置在至少一个脑电测量通道连接，由于脑电信号与阻抗信号的频率不同，将恒流源的信号频率设置为模数转换单元采样速率的预设倍数，以便将脑电测量通道输出的脑电信号和阻抗信号同时进行转换，再将两者通过频率滤波进行分离，无需要分开转换数据，降低了电路的复杂度，节省了成本。阻抗测量单元与模数转换单元连接，可以基于脑电测量通道的电信号进行脑电阻抗的实时检测，由此，该脑电阻抗测量系统兼顾了电路简化与脑电阻抗实时检测。

本发明实施例还提供了一种脑电阻抗测量系统，如图2所示，该脑电阻抗测量系统包括至少一个脑电测量通道11、恒流源21、模数转换单元31以及阻抗测量单元41。其中，阻抗测量单元41包括选频模块411和阻抗计算模块412。

具体地，选频模块411与模数转换单元31的输出端连接，阻抗计算模块412与选频模块411的输出端连接。其中，选频模块411可以为频域滤波器，由于脑电信号与阻抗信号的频率不同，而脑电信号的频率通常在0.5～30Hz左右，故脑电信号和阻抗信号能够通过频域滤波器进行分离，从而避免了脑电信号和阻抗信号的分开转换，由此降低了电路的复杂度，节省了成本。

通过选频模块411从数字信号中分离出阻抗信号，并将该阻抗信号发送至阻抗计算模块412，阻抗计算模块412可以根据该阻抗信号计算得到相应的阻抗值。

脑电测量通道11、恒流源21、模数转换单元31、选频模块411和阻抗计算模块412组成脑电阻抗的测量回路，该测量回路的电压和阻抗关系可以表示为：V＝2×I1×(Rp+Z1)，其中V为测量回路的电压峰峰值，I1为恒流源的电流幅值，Rp为测量回路中的等效串接电阻，Z1为头皮-电极的接触阻抗。基于电压峰峰值V、恒流源的电流幅值I1以及等效串接电阻Rp可以通过测量方式确定，从而能够确定头皮-电极的接触阻抗Z1。

本实施例提供的脑电阻抗测量系统，阻抗测量单元包括选频模块和阻抗计算模块。其中，选频模块与模数转换单元的输出端连接，用于分离脑电测量信号的脑电信号和阻抗信号，阻抗计算模块与选频模块的输出端连接，用于计算脑电信号对应的阻抗值。由于脑电信号与阻抗信号的频率不同，通过选频模块对脑电信号与阻抗信号进行分离，无需要分开转换脑电信号和阻抗信号，由此降低了电路的复杂度。

本发明实施例还提供了一种脑电阻抗测量系统，如图3所示，该脑电阻抗测量系统包括至少一个脑电测量通道12、恒流源22、模数转换单元32、阻抗测量单元42、校准单元52和至少一个校准支路62。其中，校准单元52与阻抗测量单元42连接，校准单元52通过至少一个校准支路62与至少一个脑电测量通道12连接。当电极处于脱落状态下，校准单元52能够基于至少一个校准支路62的电信号确定至少一个脑电测量通道12的校准系数。

具体地，每个脑电测量通道的脑电阻抗校准方法相同，此处对其中一个脑电测量通道的脑电阻抗测量进行详细说明。在脑电阻抗校准过程中，校准单元52可以控制接入脑电测量通道12的校准支路62，并计算出校准支路62后的校准系数，阻抗测量单元42则可以根据该校准系数进行脑电阻抗的修正。

在进行脑电阻抗测量之前，首先检测电极是否处于脱落状态，若电极处于脱落状态，则对脑电阻抗进行修正。恒流源22为脑电测量通道提供电流激励信号，向脑电测量通道中注入交流电流信号，分别在脑电测量通道12的两端加入正相电流源和反相电流源。以校准支路62模拟脑电测量通道12的电极与头皮之间的接触阻抗。电流通过脑电测量通道12以及接入脑电测量通道12的校准支路62反向流入模数转换单元32。模数转换单元32将模拟到的电压信号转换为数字信号，阻抗测量单元42连接模数转换单元32，阻抗测量单元42可以接收模数转换单元32的数字信号，并基于该数字信号计算出接入校准支路62后的校准脑电阻抗值。

校准单元52中可以设置有控制器521和处理器522，在进行脑电阻抗的校准时，控制器521可以控制接入脑电测量通道12的校准支路62，由处理器522计算脑电测量通道12接入校准支路62后的脑电阻抗的校准系数，并保存该校准系数，则在脑电阻抗的实时检测过程中，阻抗测量单元42则可以根据校准系数对脑电阻抗值进行修正。

本实施例提供的脑电阻抗测量系统，还包括与阻抗测量单元连接的校准单元，且该校准单元通过至少一个校准支路与至少一个脑电测量通道连接，用于基于至少一个校准支路的电信号确定至少一个脑电测量通道的校准系数。通过该校准系数对阻抗测量单元计算得到的阻抗值进行修正，提高了阻抗值的测量精度。

可选地，如图4所示，校准支路62可以包括：至少一组校准电阻621以及切换开关622。其中，至少一组校准电阻621的两端分别接入脑电测量通道12中；切换开关与校准单元52连接，且校准单元52能够控制切换开关622的动作，以控制相应的校准支路62的导通状态。

具体地，校准电阻621可以为定值电阻，一组校准电阻621可以包含两组精密定值电阻R1和R2，用以模拟电极-头皮之间的接触阻抗Z1和Z2，同时也可以起到限流作用。需要说明的是，校准时Z1和Z2处于脱落状态。切换开关可以为模拟开关，也可以为其他的控制开关，此处不作具体的限定。

校准单元52的控制器521可以控制R1回路上的切换开关622闭合、R2回路上的切换开关622断开，恒流源22流经R1，此时可以得到R1回路和电压V1的关系为：V1＝2×a×I1×(Rp+R1+b)；校准单元52的控制器521可以控制R1回路上的切换开关622断开、R2回路上的切换开关622闭合，恒流源22流经R2，此时可以得到R2回路和电压V2的关系为：V2＝2×a×I1×(Rp+R2+b)；结合上述两个关系式即可得到校准系数a和b，并将计算得到的校准系数a和b保存到校准单元52的处理器中。

可选地，如图5所示，切换开关622还可以通过外部控制单元624与校准单元52的控制器521连接。外部控制单元624可以从外部接入到脑电阻抗测量系统中，作为一种独立工装来实现校准。校准电阻621可以接入到脑电测量通道中以进行脑电阻抗的测量。外部控制单元624通过数字通信接口与校准单元52的控制器521建立通信连接后便可以由控制器521间接控制切换开关622通断，实现R1回路和R2回路的切换。

校准系数的计算过程则可以包含如下步骤：控制器521和外部控制单元624建立通信连接，通过外部控制单元624实现对切换开关622的控制；外部控制单元624控制R1回路上的切换开关622闭合、R2回路上的切换开关622断开，恒流源22流经R1回路，此时可以得到R1回路和电压V1关系为：V1＝2×a×I1×(Rp+R1+b)；外部控制单元624控制R1回路上的切换开关622断开、R2回路上的切换开关622闭合，恒流源22流经R2回路，此时可以得到R2回路和电压V2关系为：V2＝2×a×I1×(Rp+R2+b)；结合上述两个关系式可以得到校准系数a和b，保存到校准单元52的处理器中。校准完成后，断开校准单元52与脑电测量通道的连接，以进行脑电阻抗的实时检测。

本发明实施例提供的脑电阻抗测量系统，其校准支路包括至少一组校准电阻和切换开关。其中，每组校准支路的两端接入对应的脑电测量通道中；切换开关与校准单元连接，该校准单元用于控制切换开关的动作，以控制相应的校准支路的导通状态。通过校准电阻和切换开关确定脑电测量通道的校准系数以对阻抗测量单元计算得到的阻抗值进行修正，简化了阻抗检测电路的复杂度，避免了校准电路对脑电测量通道的影响，提高了阻抗值的测量精度。

可选地，如图6所示，校准支路62还可以包括第一保护电路623。第一保护电路623的一端与切换开关622连接，另一端与至少一组校准电阻621连接。第一保护电路623用于防止电外科、除颤等高频干扰，保护校准支路62的器件，即保护切换开关622以及校准电阻621，以防止出现过压损坏。

本实施例提供的脑电阻抗测量系统，其校准支路还包括第一保护电路，其一端与切换开关连接，另一端与至少一组校准电阻连接。通过第一保护电路以保护校准支路的器件，防止校准支路过压损坏，同时防止外部高频对校准支路的干扰。

本发明实施例提供一种脑电阻抗测量系统，如图7所示，该脑电阻抗测量系统包括至少一个脑电测量通道13、恒流源23、模数转换单元33、选频模块43、阻抗计算模块53、第二保护电路63、滤波电路73、校准支路83以及校准单元93。其中，至少一个脑电测量通道13的电极与头皮接触，恒流源23分别与至少一个脑电测量通道13连接，恒流源23用于向至少一个脑电测量通道13提供电流激励信号；模数转换单元33分别与至少一个脑电测量通道13连接，且恒流源23的信号频率为模数转换单元33采样速率的预设倍数；选频模块43与模数转换单元33的输出端连接，从模数转换单元33输出的数字信号中分离出阻抗信号，阻抗计算模块53与选频模块43的输出端连接，阻抗计算模块53基于选频模块43输出的阻抗信号进行脑电阻抗的计算。第二保护电路63分别与至少一个脑电测量通道13连接，且该第二保护电路63设置在恒流源23之前，用于保护设置在其后的电路单元；滤波电路73分别与至少一个脑电测量通道13连接，且滤波电路73设置在第二保护电路63和恒流源23之间，用于滤除高频干扰。

具体地，第二保护电路63中只包含氖管和钳位二极管等器件，滤波电路73为低通滤波电路。其中，第二保护电路63的保护电阻可以等效到滤波电路73的等效串接电阻Rp中。在脑电阻抗测量过程中，恒流源23为脑电测量通道提供电流激励信号，向脑电测量通道中注入交流电流信号，分别在脑电测量通道的两端加入正相电流源和反相电流源，电流通过滤波电路73的等效串接电阻Rp、第二保护电路63以及脑电测量通道13的电极，并将电流转换为电压信息，与电极采集的脑电信号叠加在一起；模数转换单元33将采集到的电压信号转换为数字信号，且该数据信号中包含脑电信号和阻抗信号；选频模块43连接模数转换单元33，接收模数转换单元33的数字信号，并从数字信号中分离出阻抗信号，阻抗计算模块则可以基于阻抗信号计算出该脑电测量通道对应的脑电阻抗值。

恒流源23的信号频率为模数转换单元33的采样速率的预设倍数，以便能够将脑电信号和阻抗信号一起转换。恒流源23的电流信号从正相端流入，流过头皮与电极，并从反相端流回至模数转换单元33。

在脑电阻抗校准过程中，通过校准支路83模拟脑电测量通道的电极与头皮之间的接触阻抗，通过校准单元93计算脑电测量过程中的脑电阻抗校准系数。在脑电测量过程中，阻抗计算单元可以获取校准单元93计算得到的校准系数，并根据该校准系数对脑电信号的阻抗值进行修正，以保证脑电阻抗的测量精度。

本实施例提供的脑电阻抗测量系统，还包括第二保护电路和滤波电路。其中，第二保护电路分别与至少一个脑电测量通道连接，设置在恒流源之前，以保护设置在其后的电路单元；滤波电路分别与至少一个脑电测量通道连接，设置在第二保护电路和恒流源之间，以滤除高频干扰。通过第二保护电路和滤波电路保证脑电阻抗测量系统的正常工作，进而保证脑电阻抗的精准测量。

根据本发明实施例，提供了一种脑电阻抗的测量方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中提供了一种脑电阻抗的测量方法，可用于上述的脑电阻抗测量系统，例如，医疗设备的脑电阻抗测量系统，图8是根据本发明实施例的脑电阻抗的测量方法的流程图，如图8所示，该流程包括如下步骤：

S11，恒流源向至少一个脑电测量通道中注入电流激励信号，以使阻抗信号与脑电信号叠加为脑电测量信号。

脑电阻抗测量系统中的至少一个脑电阻抗测量通道通过电极与头皮接触，至少一个脑电测量通道可以组成导联系统。导联系统中的每个脑电测量通道均可以包含测量导联和驱动导联，导联线的一端通过电极与头皮接触，感应出脑电信号，同时产生电极与头皮之间的接触阻抗，形成阻抗信号。

恒流源为至少一个脑电测量通道提供电流激励信号，向脑电测量通道中注入交流电流信号，使得阻抗信号与电极采集到的脑电信号叠加在一起成为脑电测量信号，并将其采集到的脑电测量信号发送至模数转换单元。

S12，模数转换单元用于将脑电测量信号转换为数字信号，其中，恒流源的信号频率为模数转换单元采样速率的预设倍数。

恒流源的信号频率为模数转换单元采样速率的预设倍数，以使模数转换单元能够将脑电测量信号所包含的脑电信号以及阻抗信号同时转换为数字信号，无需分离转换。模数转换单元将转换成数字信号的脑电测量信号发送至阻抗测量单元。

S13，阻抗测量单元用于基于数字信号，计算脑电测量信号对应的阻抗值。

脑电阻抗测量系统的阻抗测量单元则可以接收模数转换单元发送的数字信号，并对数字信号中包含的脑电信号和阻抗信号进行分离，计算出分离出来的阻抗信号所对应的阻抗值，该阻抗值即为脑电测量信号对应的阻抗值。

本实施例提供的脑电阻抗的测量方法，在将脑电测量信号转换为数字信号的过程中，通过将恒流源的信号频率设置为模数转换单元采样速率的预设倍数，能够同时对脑电测量通道输出的脑电信号和阻抗信号同时进行转换，再将两者通过频率滤波进行分离，无需要分开转换数据，提高了数据处理速度，基于脑电测量信号所对应的数字信号对脑电测量信号的阻抗值进行实时计算，由此实现了脑电阻抗实时检测。

在本实施例中提供了一种脑电阻抗的测量方法，可用于上述的脑电阻抗测量系统，例如，医疗设备的脑电阻抗测量系统，图9是根据本发明实施例的脑电阻抗的测量方法的流程图，如图9所示，该流程包括如下步骤：

S21，恒流源向至少一个脑电测量通道中注入电流激励信号，以使阻抗信号与脑电信号叠加为脑电测量信号。详细说明参见上述实施例对应步骤S11的相关描述，此处不再赘述。

S22，模数转换单元用于将脑电测量信号转换为数字信号，其中，恒流源的信号频率为模数转换单元采样速率的预设倍数。详细说明参见上述实施例对应步骤S12的相关描述，此处不再赘述。

S23，阻抗测量单元用于基于数字信号，计算脑电测量信号对应的阻抗值。

具体地，上述步骤S23可以包括如下步骤：

S231，获取校准系数。

校准系数为修正脑电阻抗的系数，便于准确检测脑电测量过程中脑电阻抗的实实时检测。校准系数可以通过校准单元的处理器计算得到，脑电阻抗测量系统的阻抗测量单元则可以接收校准单元计算得到的校准系数。

具体地，上述步骤S231可以包括如下步骤：

(1)向切换开关发送控制指令，以控制至少一个校准支路的导通。

在阻抗校准开始前，会对各个脑电测量通道的阻抗进行测量，此时需要电极与头皮之间满足脱落状态。通过控制切换开关的导通或关闭，以控制接入脑电测量通道的校准支路，根据接入的校准支路确定的当前回路的阻抗与电压之间的关系。

(2)接收导通至少一个校准支路后的至少一个脑电测量通道输出的电信号。

电信号为脑电测量通道的回路电压与回路阻抗之间的信号关系式。接入不同的校准支路可以得到不同的回路电压与回路阻抗之间的信号关系式，脑电阻抗测量系统的校准单元则可以接收导通不同校准支路后的脑电测量通道输出的电信号。

(3)基于至少一个脑电测量通道输出的电信号，确定校准系数。

结合不同组的信号关系式，可以计算得到信号关系式中的校准系数，并将该校准系数保存至脑电阻抗测量系统的校准单元中，以便脑电阻抗测量系统在实时检测脑电阻抗的过程中进行脑电阻抗修正，从而能够精准检测脑电阻抗。

S232，基于校准系数以及阻抗信号，确定脑电测量信号对应的阻抗值。

阻抗信号是从脑电测量信号对应的数字信号中分离出来的。脑电阻抗测量系统能够基于阻抗信号确定出脑电测量信号中的阻抗值，并接收校准单元计算出的校准系数对脑电测量信号对应的阻抗值进行修正。

本实施例提供的脑电阻抗的测量方法，通过获取至少一个脑电测量通道的校准系数，并基于该校准系数修正脑电信号对应的阻抗值，提高了脑电信号的阻抗值的测量精度。

本发明实施例还提供一种脑电阻抗测量装置，请参阅图10，图10是本发明可选实施例提供的一种脑电阻抗测量装置的结构示意图，如图10所示，该脑电阻抗测量装置可以包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(RandomAccess Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以结合图1至图7所描述的系统，存储器404中存储应用程序，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。

其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类存储器的组合。

其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。

其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。

可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请图8和图9实施例中所示的脑电阻抗的测量方法。

本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的脑电阻抗的测量方法的处理方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (12)

1.一种脑电阻抗测量系统，其特征在于，包括：

至少一个脑电测量通道，所述脑电测量通道的电极用于与头皮接触；

恒流源，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，所述恒流源用于向所述至少一个脑电测量通道提供电流激励信号；

模数转换单元，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，所述恒流源的信号频率为所述模数转换单元采样速率的预设倍数；

阻抗测量单元，与所述模数转换单元连接，用于基于所述脑电测量通道的电信号计算脑电阻抗。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阻抗测量单元，包括：

选频模块，与所述模数转换单元的输出端连接，用于分离脑电测量信号的脑电信号和阻抗信号；

阻抗计算模块，与所述选频模块的输出端连接，用于计算所述阻抗信号对应的阻抗值。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

校准单元，与所述阻抗测量单元连接，所述校准单元通过至少一个校准支路与所述至少一个脑电测量通道连接，用于基于所述至少一个校准支路的电信号确定所述至少一个脑电测量通道的校准系数。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

所述至少一个校准支路，所述至少一个校准支路与所述校准单元连接。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述校准支路包括：

至少一组校准电阻，每组所述校准支路的两端接入对应的所述脑电测量通道中；

切换开关，与所述校准单元连接，所述校准单元用于控制所述切换开关的动作，以控制相应的所述校准支路的导通状态。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述校准支路还包括：

第一保护电路，其一端与所述切换开关连接，另一端与所述至少一组校准电阻连接。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

第二保护电路，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，设置在所述恒流源之前，所述第二保护电路用于保护设置在其后的电路单元；

滤波电路，分别与所述至少一个脑电测量通道连接，设置在所述第二保护电路和所述恒流源之间，所述滤波电路用于滤除高频干扰。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的脑电阻抗测量系统的脑电阻抗的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

恒流源向至少一个脑电测量通道中注入电流激励信号，以使阻抗信号与脑电信号叠加为脑电测量信号；

模数转换单元用于将所述脑电测量信号转换为数字信号，其中，所述恒流源的信号频率为所述模数转换单元采样速率的预设倍数；

阻抗测量单元用于基于所述数字信号，计算所述脑电测量信号对应的阻抗值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述数字信号，计算所述脑电测量信号对应的阻抗值，包括：

获取校准系数；

基于所述校准系数以及阻抗信号，确定所述脑电测量信号对应的阻抗值，其中，所述阻抗信号是从所述数字信号中分离出来的。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取校准系数，包括：

向切换开关发送控制指令，以控制至少一个校准支路的导通；

接收导通所述至少一个校准支路后的至少一个脑电测量通道输出的电信号；

基于所述至少一个脑电测量通道输出的电信号，确定所述校准系数。

11.一种脑电阻抗测量装置，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求8-10任一项所述的脑电阻抗的测量方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求8-10任一项所述的脑电阻抗的测量方法。

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