本發(fā)明涉及人工智能領(lǐng)域,具體涉及人體移動(dòng)健康可穿戴設(shè)備領(lǐng)域,尤其是涉及基于腦電的腦電監(jiān)測(cè)裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
社會(huì)的發(fā)展和自然環(huán)境的破壞導(dǎo)致亞健康人群以及慢性器質(zhì)性疾病人群快速增加,而大多數(shù)器質(zhì)性疾病如原發(fā)性高血壓、胃潰瘍,心腦血管疾病、癌癥等都與個(gè)人情緒有很大的關(guān)聯(lián)性;此外,隨著我國(guó)人口老齡化的進(jìn)一步加深,空巢老人和獨(dú)居老人人口也呈上升趨勢(shì)。針對(duì)我國(guó)以上社會(huì)形勢(shì),迫切需要一種針對(duì)壓力下的亞健康,器質(zhì)性病和中老年人群的心理慰藉和情緒管理的解決方案,目前,非專業(yè)醫(yī)用的小型腦電監(jiān)護(hù)設(shè)備層出不窮,其主要目標(biāo)是幫助家庭健康進(jìn)行自我監(jiān)護(hù)和管理,采用的技術(shù)手段主要是用或者制作單獨(dú)的設(shè)備,或者集成功能到手機(jī),進(jìn)行腦電采集和顯示,并在必要的情況下通過(guò)對(duì)如腦電信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理,并根據(jù)腦電信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇竽X健康預(yù)警,這類設(shè)備一定程度上對(duì)于個(gè)人健康管理以及醫(yī)生的預(yù)診斷提供了方便,但其僅僅是對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行顯示。
對(duì)于情緒的研究由來(lái)已久,使用的方法也各不相同。近年來(lái),隨著腦電信號(hào)采集設(shè)備的應(yīng)用和推廣,信號(hào)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的快速發(fā)展,以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力的大幅提高,基于腦電的情緒識(shí)別研究已經(jīng)成為神經(jīng)工程和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的熱門課題。
此外,目前非專業(yè)醫(yī)用的可穿戴情緒監(jiān)護(hù)及管理設(shè)備層出不窮,它們主要目標(biāo)是幫助家庭對(duì)心理健康進(jìn)行自我監(jiān)護(hù)和管理。但是它們都不同程度存在各類缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,提出一種腦電監(jiān)測(cè)裝置及系統(tǒng),較好地對(duì)腦電波進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集,并通過(guò)無(wú)線或者有線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去,監(jiān)測(cè)采集合理,使用方便,可實(shí)現(xiàn)方便穿戴或佩戴。
本發(fā)明的技術(shù)方案為:
提供一種腦電監(jiān)測(cè)裝置,包括信號(hào)采集設(shè)備,放大設(shè)備、濾波設(shè)備、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備以及主控設(shè)備;
所述信號(hào)采集設(shè)備、放大設(shè)備、濾波設(shè)備、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備以及主控設(shè)備依次電連接。
所述放大設(shè)備、濾波設(shè)備、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備通過(guò)AD8232芯片集成電路集成;
通過(guò)所述AD8232芯片進(jìn)行腦電信號(hào)預(yù)處理后發(fā)送給所述主控設(shè)備,所述主控設(shè)備通過(guò)其自身集成的片上系統(tǒng)將所接收的腦電信號(hào)發(fā)送出去;
所述AD8232芯片集成電路、主控設(shè)備封裝成封裝體;所述信號(hào)采集設(shè)備的感應(yīng)電極E1、E2和E3可伸縮地電連接于AD8232芯片集成電路;
所述腦電監(jiān)測(cè)裝置還包括連接在所述封裝體上的穿戴設(shè)備。
較優(yōu)地,所述AD8232芯片集成電路、主控設(shè)備封裝成心形、方形或花形的封裝體;
所述穿戴設(shè)備嵌入、扣入或鑲?cè)脒B接在所述封裝體上,是一種頭套或者帽子狀的軟體繩或者金屬圈。
較優(yōu)地,所述片上系統(tǒng)為藍(lán)牙4.0技術(shù)的片上系統(tǒng)。
較優(yōu)地,所述AD8232芯片還內(nèi)置導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)電路和自動(dòng)快速恢復(fù)電路。
較優(yōu)地,所述濾波設(shè)備,用于濾除噪聲,包括一個(gè)兩極點(diǎn)高通濾波器以及一個(gè)二極點(diǎn)低通濾波器。
所述低通濾波器為Sallen-Key濾波器。
較優(yōu)地,所述高通濾波器是二極點(diǎn)高通濾波器:
R10=160KΩ,R11=330KΩ,C8=C9=4.7uF;
品質(zhì)因數(shù):Q=0.72,截止頻率:f=0.15Hz,增益100。
所述低通濾波器采用低通濾波電路,分為兩級(jí):
·其中第一級(jí)低通濾波電路:
R1=6KΩ,R2=18KΩ,C1=200nF,C2=100nF;
品質(zhì)因數(shù):Q1=0.61,截止頻率:f1=92Hz;
·第二級(jí)低通濾波電路:
R1=27KΩ,R2=243KΩ,C1=100nF,C2=3.3nF;
品質(zhì)因數(shù):Q2=1.6524,截止頻率:157Hz;
·整個(gè)低通濾波電路:截止頻率:127Hz。
較優(yōu)地,所述的腦電監(jiān)測(cè)裝置還包括與所述主控設(shè)備電連接的電源管理設(shè)備,用于對(duì)整個(gè)所述腦電監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行電源功耗管理;
所述電源管理設(shè)備包括一TPS78225穩(wěn)壓芯片,輸入來(lái)自鋰電池,輸入電壓2.5-5V,輸出電壓2.5V,輸出電流230mA以上;
所述電源管理設(shè)備還包括一BQ24080充電管理芯片,輸入通過(guò)金屬觸點(diǎn)接入5V電壓,輸出4.2V給鋰電池充電;
所述電源管理設(shè)備還包括一集成在鋰電池外部的電池保護(hù)板。
所述的腦電監(jiān)測(cè)裝置還包括與所述主控設(shè)備連接的加速度計(jì),可實(shí)時(shí)記錄佩戴者的三方向加速度,并通過(guò)I2C總線發(fā)給主控設(shè)備。
本實(shí)用新型還提供一種腦電監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括至少一上述的腦電監(jiān)測(cè)裝置,以及與所述腦電監(jiān)測(cè)裝置電連接的一移動(dòng)終端設(shè)備;
所述移動(dòng)終端設(shè)備為手機(jī)、筆記本電腦或Ipad;
所述移動(dòng)終端設(shè)備與腦電監(jiān)測(cè)裝置無(wú)線或者有線電連接,接收腦電監(jiān)測(cè)裝置所監(jiān)測(cè)到的腦電數(shù)據(jù)。
本發(fā)明具有如下有益效果:
1、采用全集成式的腦電檢測(cè)前端,可以在運(yùn)動(dòng)或遠(yuǎn)程電極放置產(chǎn)生的噪聲環(huán)境下提取、放大及過(guò)濾微弱的生物電信號(hào),濾波器輸出信號(hào)建立時(shí)間短,高共模抑制比,并且功耗極低,體積較小。
2、配合低功耗嵌入式微處理器采集腦電信號(hào),并通過(guò)低功耗藍(lán)牙(Bluetooth Low Energy,BLE)技術(shù)發(fā)送至手機(jī)、電腦等終端,便于采集,信號(hào)質(zhì)量較高。
3、進(jìn)行電源和功耗管理,使得整個(gè)裝置可以依靠一顆紐扣電池或小型鋰電池供電并工作數(shù)周,其相對(duì)于傳統(tǒng)腦電監(jiān)護(hù)儀成本大大降低,測(cè)量簡(jiǎn)單、便攜,適用于家庭醫(yī)療應(yīng)用及可穿戴應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單的介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明的腦電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明中二極點(diǎn)低通濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明中二極點(diǎn)高通濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明信號(hào)采集感應(yīng)電極及移動(dòng)終端設(shè)備圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖1-4對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例一:
如圖1所示,本實(shí)用新型所述的腦電監(jiān)測(cè)裝置200包括穿戴設(shè)備210,信號(hào)采集設(shè)備211,放大設(shè)備212,濾波設(shè)備213,AD轉(zhuǎn)換設(shè)備214以及主控設(shè)備215;
所述信號(hào)采集設(shè)備211、放大設(shè)備212、濾波設(shè)備213、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備214以及主控設(shè)備215依次電連接;
如圖1、4所示,所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200包括依次連接的信號(hào)采集設(shè)備211、放大設(shè)備212、濾波設(shè)備213、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備214以及主控設(shè)備215,所述信號(hào)采集設(shè)備211用于采集腦電信號(hào),所述放大設(shè)備212用于放大所述采集的腦電信號(hào),所述濾波設(shè)備213用于對(duì)放大后的腦電信號(hào)進(jìn)行雜波濾除,所述AD轉(zhuǎn)換設(shè)備214用于將濾波后的模擬腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給所述主控設(shè)備215,所述主控設(shè)備215接收所述數(shù)字信號(hào)并將其無(wú)線(如藍(lán)牙)或者有線方式發(fā)送出去至所述移動(dòng)終端設(shè)備300。
所述信號(hào)采集設(shè)備211包括感應(yīng)電極E1、E2和E3,使用電極進(jìn)行腦電信號(hào)采集,對(duì)皮膚的傷害小,透氣,并且不易掉落等。
作為一種可實(shí)施方式,在不同情緒狀態(tài)(平靜、高興、悲傷、恐懼、憤怒、惡心、驚奇)下采集人體腦電,為便于描述,本實(shí)施方式中的腦電信號(hào)統(tǒng)一為人體的腦電信號(hào),對(duì)腦電信號(hào)的采集可通過(guò)三個(gè)導(dǎo)聯(lián)的感應(yīng)電極E1、E2和E3實(shí)現(xiàn),E1、E2和E3為兩導(dǎo)聯(lián)電極輸入端,與貼在身體皮膚表面的自粘貼電極片相連接,其中E1對(duì)應(yīng)的電極片粘貼于左前額,E2對(duì)應(yīng)的電極片粘貼于右前額,E3對(duì)應(yīng)的電極片粘貼于耳朵上,如圖4所示,采集到的腦電信號(hào)通過(guò)低功耗藍(lán)牙(Bluetooth Low Energy,BLE)或者其他各種無(wú)線通信技術(shù)發(fā)送至手機(jī)、電腦等終端。
作為一種可實(shí)施方式,放大設(shè)備212、濾波設(shè)備213、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備214可使用AD8232芯片集成電路(包括放大設(shè)備和AD轉(zhuǎn)換設(shè)備)實(shí)現(xiàn);
所述感應(yīng)電極E1、E2和E3連接于所述AD8232,所述AD8232是一個(gè)全集成式的信號(hào)調(diào)理芯片,用于在具有運(yùn)動(dòng)或遠(yuǎn)程防止產(chǎn)生的噪聲的情況下提取、放大及過(guò)濾微弱的生物電信號(hào)。
AD8232采用4mm×4mm、無(wú)引腳LFCSP-20封裝,體積非常小,較佳地,還內(nèi)置導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)電路和自動(dòng)快速恢復(fù)電路,可在導(dǎo)聯(lián)重新連接后迅速恢復(fù)信號(hào),減少高通濾波器長(zhǎng)尾建立時(shí)間。
采集到的腦電信號(hào)通常存在不少噪聲,在進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理之前需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪的預(yù)處理,根據(jù)本實(shí)用新型硬件輸出信號(hào)的特點(diǎn),使用AD8232芯片實(shí)現(xiàn)預(yù)處理。
通常認(rèn)為腦電信號(hào)是由周期性信號(hào)組成,而由于運(yùn)動(dòng)或者電極不穩(wěn)通常會(huì)引起信號(hào)的非周期性,因此,這里采用檢驗(yàn)?zāi)扯涡盘?hào)是否為周期信號(hào)來(lái)判斷腦電信號(hào)是否受到了比較大的污染,以決定是否用這段信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理。本實(shí)施方式中采用AD8232作為腦電檢測(cè)前端,用于對(duì)檢測(cè)到的腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。
腦電信號(hào)的有用信息頻率通常處在(0.15~100Hz),其他頻率成分很大程度上是噪聲引入的,因此需要把這些噪聲頻率給去除。所述AD8232可通過(guò)外圍器件的選擇配置一個(gè)兩極點(diǎn)高通濾波器以及一個(gè)兩極點(diǎn)的低通濾波器,如圖2、3所示,來(lái)消除運(yùn)動(dòng)偽像和額外高頻噪聲。
所述高通濾波器是二極點(diǎn)高通濾波器:
R10=160KΩ,R11=330KΩ,C8=C9=4.7uF。
品質(zhì)因數(shù):Q=0.72,截止頻率:f=0.15Hz。如圖3所示,截止頻率0.15Hz,增益100。該電路拓?fù)淇梢岳幂^小的電阻電容值來(lái)提供較小的截止頻率,并且具有最平坦的帶通,低頻抑制較好,輸出阻抗很低。
作為一種可實(shí)施方式,如圖2所示,所述低通濾波器采用低通濾波電路,分為兩級(jí):
·其中第一級(jí)低通濾波電路:
R1=6KΩ,R2=18KΩ,C1=200nF,C2=100nF。
品質(zhì)因數(shù):Q1=0.61,截止頻率:f1=92Hz。
·第二級(jí)低通濾波電路:
R1=27KΩ,R2=243KΩ,C1=100nF,C2=3.3nF。
品質(zhì)因數(shù):Q2=1.6524,截止頻率:157Hz。
·整個(gè)低通濾波電路:截止頻率:127Hz。
所述AD8232的高通濾波器和低通濾波器共同將帶有噪聲和雜波的腦電信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾,提取出所需的帶有人體情緒信息的有效腦電信號(hào),0.5Hz-100Hz滿足了方法分析所需的數(shù)據(jù)。
高通濾波器和低通濾波器共同將帶有噪聲和雜波的腦電信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾,提取出所需的帶有人體情緒信息的有效腦電信號(hào)(0.5Hz-100Hz),滿足了所需的數(shù)據(jù)。
作為一種可實(shí)施方式,所述主控設(shè)備215為CC2541F256芯片,其集成了2.4GHz低功耗藍(lán)牙(BLE)或者其他各種無(wú)線通信的片上系統(tǒng)(穿戴裝置)或者有線通信系統(tǒng),發(fā)射(發(fā)送)接收電流分別為18.2mA和17.9mA,擁有三種低功耗待機(jī)模式,最低電流只有0.5uA。
所述CC2541F256采用6mm×6mm的無(wú)引腳QFN-40封裝,內(nèi)置一個(gè)高性能的8051內(nèi)核,256KB的閃存(Flash),8KB的隨機(jī)處理存儲(chǔ)器(RAM),還包括五通道DMA、三個(gè)定時(shí)器、8通道12位ADC、兩個(gè)UART、I2C接口等外設(shè),配合32MHz外部晶振工作,完全滿足本實(shí)用新型的性能和功耗要求。
如圖1、4所述,作為一種可實(shí)施方式,所述AD8232芯片集成電路、主控設(shè)備215封裝成各種形狀封裝體,如心形、方形、花形等;所述信號(hào)采集設(shè)備211的感應(yīng)電極E1、E2和E3的可伸縮地電連接于AD8232芯片集成電路,使得該腦電監(jiān)測(cè)裝置可根據(jù)不同的人體頭部尺寸的大小適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)電極線。
所述穿戴設(shè)備210連接在所述封裝體上,包括但不限于嵌入、扣入、鑲?cè)氲冗B接方式,作為一種可實(shí)施方式,所述穿戴設(shè)備210可以是一種圓圈形式的軟體繩或者金屬圈。
通過(guò)所述AD8232芯片進(jìn)行腦電信號(hào)預(yù)處理后發(fā)送給所述CC2541F256芯片,所述CC2541F256通過(guò)其自身集成的低功耗藍(lán)牙或者其他無(wú)線通信片上系統(tǒng)或者有線通信系統(tǒng)將所接收的腦電信號(hào)發(fā)送給手機(jī)APP或計(jì)算機(jī)。
作為一種可實(shí)施方式,所述無(wú)線電連接為藍(lán)牙(BLE)4.0技術(shù)連接。
該裝置能保證運(yùn)動(dòng)腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性,具有腦電監(jiān)護(hù)、心率識(shí)別、腦電波形檢測(cè)功能。
作為優(yōu)選的實(shí)施方式,所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200還包括與所述主控設(shè)備215連接的電源管理設(shè)備216,用于對(duì)整個(gè)所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200進(jìn)行電源功耗管理。
作為一種可實(shí)施方式,所述電源管理設(shè)備包括一TPS78225穩(wěn)壓芯片,這是一款低壓差線性穩(wěn)壓器,輸入來(lái)自鋰電池,輸入電壓2.5-5V,滿足鋰電池的電池電壓2.7V-4.2V范圍,輸出電壓2.5V,輸出電流可達(dá)到230mA以上。
CC2541F256芯片通過(guò)按鍵打開(kāi)P-MOSFET——SI2305,輸出高電平到TPS78225的使能端,可為硬件上的CC2541F256以及整個(gè)電路供電,關(guān)斷電流極小,在關(guān)機(jī)時(shí)漏電流只有18nA。當(dāng)鋰電池電壓低至2.7V左右時(shí),即TPS78225輸入輸出壓差僅有200mV時(shí)仍能輸出150mA以上的電流,完全滿足應(yīng)用需要,最大化地利用了鋰電池的電量。另外,所述鋰電池電壓通過(guò)電阻分壓之后輸入到CC2541F256芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電池電量監(jiān)測(cè)。
當(dāng)需對(duì)所述鋰電池進(jìn)行充電時(shí),作為一種可實(shí)施方式,所述電源管理設(shè)備還包括一BQ24080充電管理芯片,輸入通過(guò)金屬觸點(diǎn)接入5V電壓,輸出4.2V給鋰電池充電。通過(guò)一顆紅色LED等可顯示充電狀態(tài),快閃表示正在充電,燈滅表示未充電,常亮表示已充滿。
同時(shí),作為一種可實(shí)施方式,所述電源管理設(shè)備還包括一集成在鋰電池外部的電池保護(hù)板,可防止電池過(guò)充或過(guò)放,延長(zhǎng)了電池壽命。
主控芯片CC2541F256提供三種不同的運(yùn)行模式:主動(dòng)模式、空閑模式和低功耗模式PM1、PM2和PM3。超低功耗運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)通過(guò)關(guān)閉電源模塊以避免靜態(tài)泄露功耗,還通過(guò)使用門控時(shí)鐘和關(guān)閉振蕩器來(lái)降低動(dòng)態(tài)功耗。幾種供電模式對(duì)系統(tǒng)的影響見(jiàn)表1:
表1
主動(dòng)模式:完全功能模式。穩(wěn)壓器的數(shù)字內(nèi)核開(kāi)啟,16MHz RC振蕩器或32MHz晶體振蕩器運(yùn)行,或者兩者都運(yùn)行;32kHz RCOSC振蕩器或32kHz XOSC振蕩器運(yùn)行。
空閑模式:除了CC2541F256芯片的內(nèi)核停止運(yùn)行(即空閑),其他和主動(dòng)模式一樣。
PM1:穩(wěn)壓器的數(shù)字部分開(kāi)啟,32MHz XOSC和16MHz RCOSC都不運(yùn)行;32kHz RCOSC或32kHz XOSC運(yùn)行;復(fù)位、外部中斷或睡眠定時(shí)器過(guò)期時(shí)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到主動(dòng)模式。
PM2:穩(wěn)壓器的數(shù)字內(nèi)核關(guān)閉,32MHz XOSC和16MHz RCOSC都不運(yùn)行;32kHz RCOSC或32kHz XOSC運(yùn)行;復(fù)位、外部中斷或睡眠定時(shí)器過(guò)期時(shí)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到主動(dòng)模式。
PM3:穩(wěn)壓器的數(shù)字內(nèi)核關(guān)閉,所有的振蕩器都不運(yùn)行,復(fù)位或外部中斷時(shí)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到主動(dòng)模式。
根據(jù)系統(tǒng)各自供電模式的特點(diǎn)以及在本應(yīng)用下的工作狀態(tài)進(jìn)行低功耗運(yùn)行模式設(shè)計(jì)。通過(guò)加入低功耗睡眠任務(wù),針對(duì)不同的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于系統(tǒng)資源的使用情況進(jìn)入不同的低功耗運(yùn)行模式。
作為優(yōu)選的實(shí)施方式,所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200還包括與所述主控設(shè)備215連接的加速度計(jì)217,可實(shí)時(shí)記錄佩戴者的三方向加速度,并通過(guò)I2C總線發(fā)給主控芯片CC2541F256,為防跌倒功能提供原始數(shù)據(jù)。
作為一種可實(shí)施方式,所述加速度計(jì)217為MPU6050,MPU6050是一種集成三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)的數(shù)字運(yùn)動(dòng)感測(cè)處理器,其免除了組合陀螺儀與加速度計(jì)的軸間差問(wèn)題,減少了安裝空間,外圍器件很少。
加速度計(jì)供電電壓為2.5V,工作電流僅為500uA,加速度計(jì)省電模式電流40uA@10Hz,陀螺儀工作電流5mA,陀螺儀待機(jī)電流5uA,為4mm×4mm的QFN-24封裝。加速度測(cè)量范圍可程序控制,有±2g、±4g、±8g和±16g。通過(guò)I2C接口,向主控芯片CC2541F256輸出完整的6軸融合演算數(shù)據(jù),通過(guò)加速度計(jì),可以非常方便地實(shí)現(xiàn)姿態(tài)解算,降低了運(yùn)動(dòng)處理運(yùn)算對(duì)操作系統(tǒng)的負(fù)荷,同時(shí)大大降低了開(kāi)發(fā)難度。
使用穿戴設(shè)備將腦電采集裝置的電極E1、E2和E3,腦電信號(hào)采集裝置從不同的地方伸出電極線,電極粘貼位置如圖4所示。
采用頭套形式,首先通過(guò)電極E1粘貼于左前額,另一個(gè)電極E2粘貼于右前額,電極E3粘貼于耳朵上,如圖4所示。本實(shí)用新型的腦電信號(hào)裝置和系統(tǒng)采集合理、使用方便,其摒棄了傳統(tǒng)方式中的攝像頭等不便穿戴的裝置,提高了便攜性。
實(shí)施例二:
如圖1、4所示,本實(shí)用新型還提供一種腦電監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng),包括至少一腦電監(jiān)測(cè)裝置200,以及與所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200電連接的一移動(dòng)終端設(shè)備300。
作為一種可實(shí)施方式,所述移動(dòng)終端設(shè)備300為手機(jī)、筆記本電腦、Ipad等。
本實(shí)用新型的系統(tǒng)中的移動(dòng)終端設(shè)備300與腦電監(jiān)測(cè)裝置200無(wú)線或者有線電連接,接收腦電監(jiān)測(cè)裝置200所監(jiān)測(cè)到的腦電數(shù)據(jù)。
作為一種可實(shí)施方式,所述無(wú)線電連接為藍(lán)牙(BLE)4.0技術(shù)連接。
所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200包括依次連接的信號(hào)采集設(shè)備、放大設(shè)備、濾波設(shè)備、AD轉(zhuǎn)換設(shè)備以及主控設(shè)備,所述信號(hào)采集設(shè)備用于采集腦電信號(hào),所述放大設(shè)備用于放大所述采集的腦電信號(hào),所述濾波設(shè)備用于對(duì)放大后的腦電信號(hào)進(jìn)行雜波濾除,所述AD轉(zhuǎn)換設(shè)備用于將濾波后的模擬腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給所述主控設(shè)備,所述主控設(shè)備接收所述數(shù)字信號(hào)并將其無(wú)線或者有線發(fā)送至所述移動(dòng)終端設(shè)備300。
所述腦電監(jiān)測(cè)裝置200在具體生產(chǎn)時(shí)可將其外觀制成帽子、頭套等可穿戴樣式,以便于攜帶和防止丟失,所述移動(dòng)終端設(shè)備300為手機(jī)或筆記本電腦等。在本實(shí)施方式中,采用低功耗藍(lán)牙模塊進(jìn)行無(wú)線通信,傳統(tǒng)藍(lán)牙(藍(lán)牙2.0、藍(lán)牙2.1、藍(lán)牙3.0)技術(shù)功耗較大,不利于可穿戴設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸。并且配對(duì)時(shí)間較長(zhǎng),難以提升用戶體驗(yàn)度。表2從傳輸距離、速度、響應(yīng)時(shí)間、能耗等參數(shù)上對(duì)傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙(藍(lán)牙4.0)進(jìn)行對(duì)比:
表2
從表2的對(duì)比中可以看出,低功耗藍(lán)牙具有很大的優(yōu)勢(shì),本發(fā)明采用低功耗藍(lán)牙將采集到的腦電數(shù)據(jù)發(fā)送至述移動(dòng)終端設(shè)備300,比如手機(jī)APP或計(jì)算機(jī)中,以便于述移動(dòng)終端設(shè)備300進(jìn)行根據(jù)所接收的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行生理異常檢測(cè)和情感識(shí)別。
所述腦電監(jiān)測(cè)裝置工作過(guò)程如實(shí)施例一,在實(shí)施例二中不再一一重復(fù)描述。
本實(shí)用新型采用全集成式的腦電檢測(cè)前端,使用微小的腦電感測(cè)片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的攝像頭,可以在運(yùn)動(dòng)或遠(yuǎn)程電極放置產(chǎn)生的噪聲環(huán)境下提取、放大及過(guò)濾微弱的生物電信號(hào),濾波器輸出信號(hào)建立時(shí)間短,高共模抑制比,并且功耗極低,體積較小。
通過(guò)合理的電源和功耗管理,使得整個(gè)裝置和系統(tǒng)可以依靠一顆紐扣電池或小型鋰電池供電并工作數(shù)周,相對(duì)于傳統(tǒng)腦電監(jiān)護(hù)儀成本大大降低,測(cè)量簡(jiǎn)單、便攜,適用于家庭醫(yī)療應(yīng)用及可穿戴應(yīng)用。
配合低功耗嵌入式微處理器采集腦電信號(hào),并通過(guò)低功耗藍(lán)牙技術(shù)發(fā)送至手機(jī)、電腦等各種終端,便于采集,信號(hào)質(zhì)量較高,系統(tǒng)功耗低。
系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)等移動(dòng)終端為用戶提供健康咨詢服務(wù),無(wú)需額外增加其他設(shè)備,滿足了現(xiàn)代電子產(chǎn)品用戶對(duì)精簡(jiǎn)性和便捷性的需求。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。