本发明属于神经信号采集处理，具体涉及一种高通量神经信号采集处理装置及其布置方法。
背景技术：
1、神经信号采集设备是用于记录和分析生物体内神经系统活动的工具，在神经科学和脑机接口领域有重要的作用。神经信号采集设备可以帮助科学家们了解神经系统的结构和功能，研究大脑活动规律、神经传导机制等，为神经科学的发展提供重要数据和信息。
2、在临床实践中，神经信号采集设备可用于诊断神经系统相关疾病，如癫痫、帕金森病等，帮助医生准确评估病情，指导治疗方案的制定。神经信号采集设备也被应用在神经控制接口技术中，如大脑-机器接口(bci)系统，帮助残疾人士实现对外部设备的控制，改善生活质量。通过记录神经信号的变化，可以研究神经可塑性，探索学习和记忆等认知功能的神经基础，对于教育、康复等领域具有重要意义。因此，神经信号采集设备在科学研究、临床医学、工程技术等领域都具有重要的作用和意义。
3、神经信号采集装置通常由神经信号模拟前端(headstage)、导线、及神经信号集成单元组成。headstage一般包含放大、滤波、数字化等单元，固定于动物头部，通过导线传输至神经信号集成单元，并进一步连接电脑。传统的headstage通常仅有记录功能，而没有硬件级别的神经信号处理能力，功能比较单一。
4、公开号为cn113918008a的发明专利申请公开了一种基于源空间脑磁信号解码的脑机接口系统及应用方法。本系统包括脑磁信号采集装置，用于佩戴于受试者头部，采集受试者脑磁信号并发送给数据采集工作站；数据采集工作站，用于同步接收脑磁信号采集装置采集到的多通道脑磁信号并发送给实时分析工作站；实时分析工作站，用于对收到的脑磁信号进行实时预处理、溯源和解码，并将解码信息发送给多模态刺激呈现装置和外部受控设备；多模态刺激呈现装置，用于呈现诱发受试者脑神经活动的刺激信息或者实时分析工作站解码后的神经反馈信号；外部受控设备，用于根据收到的解码信号进行相应处理。
5、上述专利公开的将受试者脑磁信号发送给数据采集工作站时所用的导线则受限于重量的限制，所能记录神经信号的通道数较少，一般小于64通道。此外，后端的神经信号集成单元通常采用专用电脑的形式，通常包含体积较大的机箱，功耗体积都较大。由于上述几点缺陷，传统的神经信号采集装置不适合用于高通量、神经信号需要处理、且轻便的场景。
6、因此，需要一种便携式的神经信号采集装置，使得神经信号采集的通量较大、使用更加便捷舒适且适用于自由活动的场景。
技术实现思路
1、本发明提供了一种高通量神经信号采集处理装置，该装置能够将高通量的神经信号通过较为轻便的导线传输，使得该装置更为便捷、舒适。
2、本发明提供了一种高通量神经信号采集处理装置，包括前端和后端，所述前端包括神经信号采集模块、fpga模块和串行器模块；
3、所述神经信号采集模块用于采集高通量原始神经信号；
4、所述fpga模块与神经信号采集模块连接，所述fpga模块用于处理原始神经信号，并基于处理结果和高通量原始神经信号构建并行神经数据集；
5、所述串行器模块与fpga模块连接，所述串行器模块用于将并行神经数据集转化为高速串行数据；
6、所述后端与串行器模块通过导线连接，所述后端用于将高速串行数据转化为并行信号，并将并行信号发送至pc端。
7、优选地，所述串行器模块包括串行器芯片、电源/数据调整单元和第一电压调整单元；
8、所述串行器芯片与fpga模块连接，所述串行器芯片用于将并行神经数据集转化为高速串行数据；
9、所述电源/数据调整单元与串行器芯片连接，所述电源/数据调整模块用于将高速串行数据通过导线发送至后端，还用于通过导线接收电压信号；
10、所述第一电压调整单元分别与电源/数据调整单元、串行器芯片和fpga模块连接，所述第一电压调整单元用于基于接收的电压信号向串行器芯片和fpga模块供电。
11、优选地，所述后端包括解串器模块和usb装置；
12、所述解串器模块与串行器模块通过导线连接，所述解串器模块用于将串行数据转化为并行信号，还用将电压信号通过导线传输至串行器模块；
13、所述usb装置与所述解串器模块连接，所述usb装置用于将并行信号发送至pc端，还用将从pc端获得的电压信号输出至解串器模块。
14、优选地，所述解串器模块包括解串器芯片和第二电压调整单元；
15、所述解串器芯片通过导线与电源/数据调整单元连接，所述解串器芯片与串行器芯片相互配对，所述解串器芯片用于将高速串行数据转化为并行信号；
16、所述第二电压调整单元分别与usb装置、解串器芯片和电源/数据调整模块连接，所述第二电压调整单元用于基于接收的电压信号向解串器芯片供电，并通过导线将电压信号传输至电源/数据调整模块。
17、优选地，所述神经信号采集模块包括多个堆叠的采集芯片，其中每个采集芯片与多通道记录电极连接，所述采集芯片用于接收来自于多通道记录电极的高通量原始神经信号，并通过标准spi总线将采集的高通量原始神经信号发送至fpga模块。
18、优选地，所述采集芯片与多通道记录电极连接，所述采集芯片用于将采集的电信号进行放大、过滤和数字化得到高通量原始神经信号。
19、优选地，所述采集芯片还用于同步采集其他数据，所述其他数据包括加速度信号、温度信号、阻抗信号中的一种或多种组合。
20、优选地，所述fpga模块包括神经信号采集通讯单元、神经信号处理单元、逻辑控制器单元和数据并行通路单元；
21、所述神经信号采集通讯单元与神经信号采集模块连接，所述神经信号采集通讯单元用于接收高通量原始神经信号，还用于配置神经信号采集模块；
22、所述神经信号处理单元与神经信号采集通讯单元连接，所述神经信号处理单元用于对高通量原始神经信号进行数字滤波、特征提取和解码处理，并将处理结果发送至逻辑控制器单元；
23、所述逻辑控制器单元分别与神经信号采集通讯单元和神经信号处理单元连接，所述逻辑控制器单元用于将处理结果和高通量原始神经信号转化为与串行器模块适配的并行神经数据集；
24、所述数据并行通讯单元分别与逻辑控制器单元和串行器模块连接，所述数据并行通讯模块用于将并行神经数据集发送至串行器模块。
25、优选地，所述fpga模块还包括控制指令通讯单元，所述控制指令通讯单元分别与逻辑控制器单元和串行器模块连接，所述控制指令通讯单元用于接收来自于串行器模块的控制指令，同时将其他数据发送至串行器模块，所述其他数据为通过神经信号采集模块采集的非神经信号数据。
26、另一方面，本发明还提供了一种高通量神经信号采集处理装置的布置方法，包括：
27、所述神经信号采集模块、fpga模块和串行器模块封装在前端电路板上；
28、所述解串器模块和usb装置封装在后端电路板上；
29、所述前端电路板置于被采集主体的头部，所述前端电路板内的神经信号采集模块与植入脑内的记录电极电连接；
30、所述前端电路板内的串行器模块与后端电路板内的解串器模块通过导线电连接，所述后端电路板内的usb装置分别与pc端和电源电连接。
31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
32、本发明通过fpga模块在前端处理高通量原始神经信号以降低后续pc端的运算量，提高运算效率。
33、本发明通过在前端布置串行器，通过串行器将并行神经数据集转化为高速串行数据，从而通过单根或较少线缆就能够将高通量的神经数据集传输至后端，在实现高通量传输的同时，极大的降低了重量和体积，使得高通量神经信号采集处理装置便捷和灵活。
1.一种高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，包括前端和后端，所述前端包括神经信号采集模块、fpga模块和串行器模块；
2.根据权利要求1所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述串行器模块包括串行器芯片、电源/数据调整单元和第一电压调整单元；
3.根据权利要求1和2所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述后端包括解串器模块和usb装置；
4.根据权利要求3所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述解串器模块包括解串器芯片和第二电压调整单元；
5.根据权利要求1所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述神经信号采集模块包括多个堆叠的采集芯片，其中每个采集芯片与多通道记录电极连接，所述采集芯片用于接收来自于多通道记录电极的高通量原始神经信号，并通过标准spi总线将采集的高通量原始神经信号发送至fpga模块。
6.根据权利要求5所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述采集芯片与多通道记录电极连接，所述采集芯片用于将采集的电信号进行放大、过滤和数字化得到高通量原始神经信号。
7.根据权利要求5所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述采集芯片还用于同步采集其他数据，所述其他数据包括加速度信号、温度信号、阻抗信号中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述fpga模块包括神经信号采集通讯单元、神经信号处理单元、逻辑控制器单元和数据并行通路单元；
9.根据权利要求8所述的高通量神经信号采集处理装置，其特征在于，所述fpga模块还包括控制指令通讯单元，所述控制指令通讯单元分别与逻辑控制器单元和串行器模块连接，所述控制指令通讯单元用于接收来自于串行器模块的控制指令，同时将其他数据发送至串行器模块，所述其他数据为通过神经信号采集模块采集的非神经信号数据。
10.一种高通量神经信号采集处理装置的布置方法，其特征在于，包括：
