CN110269612A - 一种智能脑电采集仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种智能脑电采集仪。包括壳体，壳体分为顶壳和底壳，顶壳就是一外壳，起保护作用，底壳边缘两侧上对称设置了旋转部件，旋转部件件包括外壳和旋转连接杆，旋转连接杆的两端分别与底壳连接，旋转部件件可以绕着旋转连接杆在底壳上转动，旋转部件与底壳的旋转角为θ，其中0°≦θ≦45°。通过调整旋转部件的旋转角度，从而匹配连接于不同额头曲率的使用者额头。本申请提供的装置水平长度与垂直长度都在毫米级，重量小于20g，外观形态小所以方便携带，不限制使用场地。

Description

一种智能脑电采集仪

技术领域

本申请涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种智能脑电采集仪。

背景技术

脑电波是大脑皮层大量神经元的突触后电位总和的结果。脑电波同步节律的形成与皮层丘脑非特异性投射***的活动有关。所以现代医学会通过采集脑电信号来诊断疾病，脑电测量一般是在头部一定的位置放置电极，将微弱的脑电信号精确获取，经脑电图仪等脑电设备，将脑电信号采集、放大、处理并记录其波形。随着科技的发展，人工智能产品日益更新，脑电产品越来越丰富。

目前，对于脑电波的采集大多采用头戴式的采集装置，采集装置包括与头皮贴合的电极片，与电极片电性连接的外设；还有一种不需要外设的采集装置，其电极片以及脑电波的传输和处理装置都设置在一起，整个装置贴合头皮使用。

然而在相关技术中，要么脑电波采集装置的外设体积较大，只适合在固定的地方使用，不方便携带；要么可携带使用，但是整个装置尺寸不可变，在应用到脑部额头曲率较大或者较小的患者头部，就会出现无法紧密贴好的现象，导致电极片粘贴不牢，稍加晃动，就会掉落，从而影响对脑电波信息采集的准确性。

发明内容

本申请提供了一种智能脑电采集仪，以满足对不同额头曲率的使用者准确的采集脑电信息且外观形态小，使用方便。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种智能脑电采集仪，包括壳体，所述壳体包括顶壳和底壳，所述顶壳与所述底壳连接，所述底壳上设置有旋转部件和电极扣；

所述旋转部件对称设置在所述底壳边缘，包括外壳和旋转连接杆，所述旋转连接杆的两端分别与所述底壳连接；

所述底壳和所述外壳上均开设有与所述电极扣相匹配的孔；

所述电极扣包括第一电极扣、第二电极扣和第三电极扣，所述第一电极扣和所述第二电极扣设置在所述外壳上开设的孔内，所述第三电极扣设置在所述底壳开设的孔内；

所述第一电极扣、所述第二电极扣和所述第三电极扣位于等腰三角形的三个顶点；

所述旋转部件与所述底壳的旋转角为θ，其中0°≦θ≦45°。

可选的，所述外壳的内腔中设置有第一主板。

可选的，所述第一电极扣和所述第二电极扣与所述第一主板电性连接。

可选的，所述壳体内部设置有第二主板和传感器，所述第三电极扣和所述传感器分别与所述第二主板电性连接。

可选的，所述传感器包括温度传感器和血氧传感器。

可选的，与所述传感器位置相对应的所述底壳上设置有玻璃镜片。

可选的，所述第一主板和所述第二主板电性连接。

可选的，所述底壳开设有充电孔和下载孔。

可选的，所述充电孔和所述下载孔内设置有弹针。

可选的，所述玻璃镜片包括红外滤波玻璃镜片和普通玻璃镜片。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供了一种智能脑电采集仪，包括壳体，壳体分为顶壳和底壳，顶壳就是一外壳，起保护作用，底壳边缘两侧上对称设置了旋转部件，旋转部件包括外壳和旋转连接杆，旋转连接杆的两端分别与底壳连接，旋转部件可以绕着旋转连接杆在底壳上转动，旋转部件与底壳的旋转角为θ，其中0°≦θ≦45°。通过调整旋转部件的旋转角度，从而匹配连接于不同额头曲率的使用者额头。壳体内与旋转部件的外壳内均设置有主板，主板与主板之间电性连接，主板与电极扣电性连接，电极扣在采集到脑电波后将脑电波信号传输到壳体内的主板上，主板上设置有对信号处理的单片机，一次性完成对脑电波的采集和处理，壳体内的主板上还设置有温度和血氧传感器，在采集脑电波的同时可以采集额头的温度、心率以及血氧浓度的辅助信号，便于更好的分析和诊断病情。本申请提供的装置水平长度与垂直长度都在毫米级，重量小于20g，外观形态小所以方便携带，不限制使用场地。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种智能脑电采集仪的壳体顶壳结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种智能脑电采集仪的壳体底壳结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种智能脑电采集仪的左视图。

图4为本申请实施例提供的一种智能脑电采集仪的右视图。

附图标记说明：

1、顶壳；2、底壳；3、外壳；4、第一电极扣；5、第二电极扣；6、第三电极扣；7、玻璃镜片；71、红外滤波玻璃镜片；72、普通玻璃镜片；8、充电孔；9、下载孔。

具体实施方式

本申请提供了一种智能脑电采集仪，以满足对不同额头曲率的使用者准确的采集脑电信息且外观形态小，使用方便。包括壳体，壳体包括顶壳1和底壳2，顶壳1与底壳2连接。

示例性的，壳体可以为椭圆形结构，尺寸为70*40mm，厚度为8mm，重量为20g，设置成椭圆形结构更加的接近人体额头的形状，使用起来舒适度更高，电极片与电极扣适配性高，使电极片可以更好的贴合头皮使用；装置的尺寸均在毫米级，这样的设置使得整个装置小巧轻盈，方便携带，不限制装置的使用场地。

示例性的，壳体可以为长方形结构，尺寸为75*45mm，厚度为9mm，重量为21g，同样设置成长方形结构也接近人体额头的形状，整个装置小巧轻盈，方便携带，不限制装置的使用场地。

脑电采集仪的壳体为超轻材料制成，选用超轻材料是为了减轻整个装置的重量，在使用时放置在人体的额头部，不会有强烈的下坠感，提高了产品的使用舒适度。示例性的，如图1所示为本申请提供的一种智能脑电采集仪壳体顶壳11结构示意图，采集仪在安装到人体额头上时，壳体的顶壳11不贴合头皮使用，朝向额头的外面，所以在这里起到一个保护壳体内构件的作用，使内构件不至于裸露在外，同时壳体顶壳1光滑的外表视觉效果好，起到一个美观的作用。

示例性的，如图2所示为本申请提供的一种智能脑电采集仪壳体底壳2结构示意图，底壳2和顶壳1连接，可以为卡接、螺栓连接或者粘贴在一起，整个底壳2的材料与顶壳1相同，都为超轻材料，底壳2上设置有旋转部件和电极扣，旋转部件对称设置在底壳2边缘，旋转部件包括外壳3和旋转连接杆，旋转连接杆的两端分别与底壳2连接，旋转部件可围绕旋转连接杆转动，与底壳2呈一定的旋转角θ，其中0°≦θ≦45°。在使用时，旋转部件安装在额头的两侧，由于人与人的额头的形状、大小均有差异，所以转动旋转部件根据实际使用人额头的大小来调节旋转部件与头皮的接触角度，从而使旋转部件表层上电极片更好的与头皮接触，采集准确的脑电波信号，且固定好后不容易发生位移。

底壳2上设置有三个电极扣，电极扣包括第一电极扣4、第二电极扣5和第三电极扣6，第一电极扣4和第二电极扣5设置在外壳3上开设的孔内，第三电极扣6设置在底壳2开设的孔内，电极扣分别与旋转部件内的主板和壳体内的主板连接，主板内都设置有便于插线的射频座，电极扣通过射频线与射频座连接，射频座又与主板电性连接，所以电极扣都与主板连接，设置射频座的目的是方便后期的检测与维修。

因为旋转部件对称设置在底壳2边缘，第一电极扣4和第二电极扣5均设置在旋转部件上，所以第一电极扣4与第二电极扣5也属于对称设置，第三电极扣6设置在底壳2表层，与第一电极扣4和第二电极扣5围成了一个等腰三角形，第一电极扣4、第二电极扣5与第三电极扣6分别位于等腰三角形的三个顶点上，等腰三角形的顶角的大小可变，这样设置是因为第三电极扣6为参考电极，第一电极和第二电极在接触到头皮后就会出现电位差，在静息状态下，这种电位差对处于一个稳定的数值，当大脑在清醒状态下会发生波动，并沿着细胞膜向周围扩散，使整个大脑皮层都经历这样的电位波动就产生了脑电波，所以第三电极扣6作为基本电路与第一电极扣4和第二电极扣5产生电位差，从而才能收集到脑电波，第一电极扣4与第二电极扣5对称设置在两边，不仅使产品具有一定的美观度，更主要的是这样对称的设置采用差分电路的方式在收集到脑电波信号的同时将收集到的干扰信号等大反向的抵消，就可以得到信号最好的脑电波。

旋转部件的壳体内部设置有第一主板，底壳2壳体内部设置有第二主板，第一主板和第二主板电性连接，电极扣在采集到脑电波信号后，经射频线传输到第一主板上，第一主板上设置有放大器和数模转换器，对采集到的脑电波信号进行滤波、放大并转换成数字信号传输到第二主板上，第二主板上设置有单片机、血氧模块、红外测温模块、陀螺仪、充放电模块、蓝牙模块、状态指示灯模块、电量检测模块、SWD、看门狗以及串口。

单片机用于处理脑电波信号，血氧的采集结果以及温度、心率的采集结果处理完的信号通过蓝牙模块传输到终端方便随时查看和分析。

血氧模块用于接收经血氧传感器收集的血氧数据，并将数据进行初级的处理然后传输到单片机，再经单片机进行处理后通过蓝牙模块传输到终端方便随时查看和分析。

红外测温模块用于接收经温度传感器收集的温度数据，并将数据进行初级的处理然后传输到单片机，再经单片机进行处理后通过蓝牙模块传输到终端方便随时查看和分析。

陀螺仪用来保持整个装置的位置，然后单片机来读取装置轴所指示的方向，并将数据处理后通过蓝牙模块传输到终端。

充放电模块为整个装置的电池充电的模块，当电池的电量不足的时候，电量检测模块检测出电量不足就会通过单片机指示状态指示灯亮，使用者就根据指示灯的提示及时的为装置充电。

蓝牙模块用于控制设备于终端的连接，并将数据传输到终端。

状态指示灯模块用于指示装置的使用状态，便于单片机指示使用者按照步骤来操作装置。

电量检测模块用于检测电池的使用状态，将检测结果传输到单片机，单片机根据检测结果来指示状态指示灯的状态，便于使用者看到指示灯的状态及时为装置充电。

SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠，支持更少的引脚，缩减主板的体积，使整个装置变的更加的小巧轻盈，方便携带和使用。

看门狗设置在本申请中作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。

串口的作用是为了维护设备使用。

底壳2开设有充电孔8和下载孔9，充电孔8和下载孔9内设置有弹针，配备有与之匹配的数据线进行充电和对装置的升级，之所以采用弹针的设计使为了减小整个装置的体积，避免因为设置过多的接口导致整个装置体积变大，不方便携带使用。

示例性的，如图3或4所示的一种智能脑电采集仪的左、右视图，在壳体的侧壁上还设置有开关键和红绿指示灯，需要开机时，按一下开关按键，这个时候绿灯闪烁，表示蓝牙在待连接状态，当蓝牙连接上之后绿灯自动熄灭，设备需要关闭时，长按按键，红灯亮起，松开手，设备就关闭。

当装置在使用时，第一电极扣4、第二电极扣5和第三电极扣6并不直接接触大脑头皮使用，与之相匹配的还有设置有电极贴，电极贴选用自粘型的电极贴，一面与电极扣连接，另一面贴合头皮，装置在长时间使用后需要对电极贴进行更换，所以这样设置的目的是为了方便更换电极贴，同时电极贴为无纺布等柔软的一些材料制成，所以贴合头皮使用，增加了舒适度。

壳体内部的第二主板上还设置有温度和血氧传感器，传感器设置在壳体的内部，与传感器位置相对应的底壳2上开设有两个孔，孔内镶嵌连接有玻璃镜片7，与温度传感器位置对应的设置的为红外滤波玻璃镜片71，人体辐射出来的红外线通过红外滤波玻璃镜片71将5-14um的红外线过滤让通过，温度传感器接收到经过滤波传过来的红外线，将数据传输至主板上的单片机上，有单片机处理转换成人体温度，通过蓝牙模块传输到终端，就可以实时的查看人体的额头温度，设置玻璃镜片7还有一个目的是为了保护温度传感器和血氧传感器。

本申请提供了一种智能脑电采集仪，包括壳体，壳体分为顶壳和底壳，顶壳就是一外壳，起保护作用，底壳边缘两侧上对称设置了旋转部件，旋转部件包括外壳和旋转连接杆，旋转连接杆的两端分别与底壳连接，旋转部件可以绕着旋转连接杆在底壳上转动，旋转部件与底壳的旋转角为θ，其中0°≦θ≦45°。通过调整旋转部件的旋转角度，从而匹配连接于不同额头曲率的使用者额头。壳体内与旋转部件的外壳内均设置有主板，主板与主板之间电性连接，主板与电极扣电性连接，电极扣在采集到脑电波后将脑电波信号传输到壳体内的主板上，主板上设置有对信号处理的单片机，一次性完成对脑电波的采集和处理，壳体内的主板上还设置有温度和血氧传感器，在采集脑电波的同时可以采集额头的温度、心率以及血氧浓度的辅助信号，便于更好的分析和诊断病情。本申请提供的装置水平长度与垂直长度都在毫米级，重量小于50g，外观形态小所以方便携带，不限制使用场地。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种智能脑电采集仪，包括壳体，其特征在于，所述壳体包括顶壳(1)和底壳(2)，所述顶壳(1)与所述底壳(2)连接，所述底壳(2)上设置有翻转部和电极扣；

所述翻转部对称设置在所述底壳(2)边缘两侧，包括外壳(3)和旋转部件，所述旋转部件与所述底壳铰接；

所述底壳和所述外壳(3)上均开设有与所述电极扣相匹配的孔；

所述电极扣包括第一电极扣(4)、第二电极扣(5)和第三电极扣，所述第一电极扣(4)和所述第二电极扣(5)设置在所述外壳(3)上开设的孔内，所述第三电极扣设置在所述底壳(2)开设的孔内；

所述第一电极扣(4)、所述第二电极扣(5)和所述第三电极扣位于等腰三角形的三个顶点；

所述翻转部与所述底壳(2)的翻转夹角为θ，其中0°≦θ≦45°。

2.根据权利要求1所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述外壳(3)的内腔中设置有第一主板。

3.根据权利要求2所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述第一电极扣(4)和所述第二电极扣(5)与所述第一主板电性连接。

4.根据权利要求1所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述壳体内部设置有第二主板和传感器，所述第三电极扣(6)和所述传感器分别与所述第二主板电性连接。

5.根据权利要求4所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述传感器包括温度传感器和血氧传感器。

6.根据权利要求4所述的智能脑电采集仪，其特征在于，与所述传感器位置相对应的所述底壳(2)上设置有玻璃镜片(7)。

7.根据权利要求2或4所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述第一主板和所述第二主板电性连接。

8.根据权利要求1所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述底壳(2)开设有充电孔(8)和下载孔(9)。

9.根据权利要求8所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述充电孔(8)和所述下载孔(9)内设置有弹针。

10.根据权利要求6所述的智能脑电采集仪，其特征在于，所述玻璃镜片(7)包括红外滤波玻璃镜片(71)和普通玻璃镜片(72)。