近年来随着社会经济的发展,抑郁症的发病率在逐年增加,关于抑郁症病因和治疗方案的研究越来越得到重视。随着人们在脑科学相关领域的研究不断深入,不少研究团队发现抑郁症患者的脑电信号存在异常,而且经颅直流电刺激技术在改善抑郁症症状上效果可观。脑电信号包含有丰富的生理和病理特征,通过对脑电信号进行分析可以更加直观地了解到大脑状态;经颅直流电刺激所产生的微弱的直流电可以直接穿过颅骨,刺激大脑皮层,调节大脑皮质的兴奋性,达到缓解或者治疗抑郁症的效果。在大多数经颅直流电刺激的临床使用中,存在有刺激参数不具有针对性,治疗效率低等问题,针对以上不足,本项目面向抑郁症治疗,开展了基于脑电信号反馈技术的大脑神经电刺激系统的研究。该系统将脑电采集与电刺激相结合,通过对采集到的脑电信号进行实时分析和结果反馈,实现可动态调整的刺激模式。本文研发的系统是一套软硬件相结合的系统,该系统包含有硬件部分、嵌入式开发程序、数据分析算法、图形用户界面等多个方面。根据系统需要完成的功能,系统整体设计采用模块化设计方案,包括:脑电采集模块、电刺激模块、控制模块、数据处理模块。脑电采集模块用于实现多通道脑电信号的采集,电刺激模块用于产生多模态刺激电流,控制模块用于完成系统的功能性设置,数据处理模块用于实现对采集信号的实时处理和分析。其中,系统功能设置是通过Keil软件完成,数据的处理和分析是通过MATLAB平台来实现,在MATLAB平台设计图形用户界面,用户通过该界面实现数据的读取、存储、图形绘制和实时分析。本系统中所采用的数据分析算法,是基于抑郁症患者脑电信号的节律特征进行设计,有研究表明,抑郁症脑电信号在信号节律上有着明显的异常,本系统通过对脑电信号进行各波段信号提取、时频域分析、相对功率谱分析,对大脑状态进行初步的抑郁判断。在完成系统的搭建和调试后,本文开展了一系列的系统指标测试和性能验证实验。其中,系统测试部分包括:脑电采集模块的多通道采集性能和增益性能,电刺激模块的恒流性能和多模态刺激电流的产生和转换性能,图形用户界面的数据接收性能和实时分析与反馈性能。在系统各方面性能指标都达到要求之后,本文通过将本系统设计的脑电采集设备和现有的脑电采集设备进行人体脑电信号采集实验的比较,并用本系统设计的数据处理算法对采集到的脑电信号进行处理和分析,进一步验证了系统的准确性和敏感性,此外,将本系统设计的电刺激设备与现有的电刺激设备进行对比实验。各项测试结果和实验结果表明,本文所研发的系统能达到预期要求,为以后系统进一步研发打下了基础。