本實(shí)用新型涉及睡眠監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于腦電與眼電復(fù)合檢測(cè)的可穿戴睡眠監(jiān)測(cè)眼罩。

背景技術(shù)：

在睡眠監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中，現(xiàn)有的睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備主要分為專業(yè)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和便攜式(家庭用)睡眠監(jiān)測(cè)儀。

專業(yè)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多用于醫(yī)院等專業(yè)機(jī)構(gòu)中。根據(jù)10/20腦電位置標(biāo)準(zhǔn)(如圖1所示)，腦電極位置分為F(前葉，F(xiàn)rontal lobe)、C中(中心葉、Central)、T(顳葉，Temporal lobe)、P(頂葉，parietal)、O(枕葉，Occipital)額葉。睡眠腦電的信息主要集中在F、C、O額葉，因此醫(yī)院做睡眠腦電檢測(cè)時(shí)，會(huì)通過專業(yè)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集各個(gè)額葉的腦電波。

但對(duì)于家用便攜式睡眠監(jiān)測(cè)來說，單通道腦電波采集過程最舒適。由于腦電波是兩個(gè)腦電電極之間的電壓差，因此單通道腦電波采集時(shí)，至少需要有3個(gè)電觸點(diǎn)在人體上。這3個(gè)電觸點(diǎn)分別是：2個(gè)腦電極和1個(gè)右腿驅(qū)動(dòng)電極，其中，2個(gè)腦電極中電位較穩(wěn)定的電極被稱為參考電極，另一個(gè)包含腦電信息更多的電極作為腦電電極，這兩個(gè)電極的電壓差為一個(gè)腦電波通道；右腿驅(qū)動(dòng)電極用以降低人體的共模信號(hào)，從而起到降噪的作用。

由于人在睡眠過程中，頭部會(huì)活動(dòng)，若電極置于C、T、P、O額葉，很容易導(dǎo)致不舒適且產(chǎn)生干擾信號(hào)，因此從舒適角度考慮，現(xiàn)有的家用便攜式睡眠監(jiān)測(cè)儀，通常會(huì)將電極置于F額葉處，例如：市面上的Neuroon產(chǎn)品，就是將腦電電極和參考電極放置在額頭的左右兩邊。但在長期的使用過程中發(fā)現(xiàn)，這種方式雖然解決了舒適度的問題，但缺點(diǎn)是額頭左右兩邊都屬于F額葉，它們的電壓差很小，使得采集到腦電有效信號(hào)被抵消了，無法形成有效的腦電波通道，從而影響了睡眠監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至無法采集到腦電信號(hào)，而無法正常進(jìn)行睡眠監(jiān)測(cè)。另外，由于現(xiàn)有的家用便攜式睡眠監(jiān)測(cè)儀在進(jìn)行睡眠監(jiān)測(cè)時(shí)通常僅針對(duì)腦電情況進(jìn)行單一檢測(cè)和處理，因此，使得睡眠監(jiān)測(cè)的指標(biāo)單一，可參考性不夠理想，進(jìn)而使得睡眠監(jiān)測(cè)質(zhì)量不夠高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于腦電與眼電復(fù)合檢測(cè)的可穿戴睡眠監(jiān)測(cè)眼罩，能在保證舒適度的前提下解決腦電信號(hào)被抵消的問題，保證了采集信號(hào)的有效性；同時(shí)，能對(duì)眼電與腦電進(jìn)行復(fù)合檢測(cè)，睡眠監(jiān)測(cè)質(zhì)量高。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：提供一種用于腦電與眼電復(fù)合檢測(cè)的可穿戴睡眠監(jiān)測(cè)眼罩，包括眼罩本體，眼罩本體的左右兩端通過一根松緊頭帶連接，松緊頭帶與眼罩本體組成可穿戴式眼罩；所述眼罩本體的內(nèi)側(cè)面固定有用于采集腦電電位并作為左眼眼電的參考電位的腦電電極和用于采集左眼眼電并為腦電電位提供參考電位的左眼眼電參考電極；所述腦電電極位于與人體的右前頂額葉對(duì)應(yīng)的位置，所述左眼眼電參考電極位于與人體的左眼眼電對(duì)應(yīng)的位置；所述眼罩本體內(nèi)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)固定有主電路板；所述主電路板集成有順次相連的信號(hào)處理模塊、信號(hào)分離模塊和無線傳輸模塊，且信號(hào)處理模塊分別與腦電電極、左眼眼電參考電極相連，無線傳輸模塊與外部的智能終端進(jìn)行無線通信；所述主電路板朝向人體面部的一側(cè)面固定有用于降低人體共模噪聲的右腿驅(qū)動(dòng)電極，該右腿驅(qū)動(dòng)電極位于與人體的左前頂額葉對(duì)應(yīng)的位置并露出眼罩本體外，且該右腿驅(qū)動(dòng)電極與信號(hào)處理模塊連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述信號(hào)處理模塊集成有模擬放大電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)分析模塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述眼罩本體的外沿處設(shè)置有控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與主電路板連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述眼罩本體的夾層內(nèi)設(shè)置有供電電池，供電電池與所述主電路板相連。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述供電電池為可充電電池，且所述眼罩本體的外沿處相應(yīng)設(shè)置有充電口，所述充電口通過主電路板與可充電電池連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述腦電電極、左眼眼電參考電極通過縫合或粘貼的形式固定于眼罩本體的內(nèi)側(cè)面

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述腦電電極、左眼眼電參考電極以及右腿驅(qū)動(dòng)電極的電極材料均采用軟性導(dǎo)電材料。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述軟性導(dǎo)電材料為玻璃鍍銀硅膠。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述眼罩本體采用具有彈性且透氣性良好的軟性材料。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述眼罩本體分為兒童款、成年女性款和成年男性款三種規(guī)格：兒童款的長為14～15cm、寬為5～6cm；成年女性款的長為20～21cm、寬為7～8cm；成年男性款的長為21cm～22cm、寬為9～10cm。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

1、本實(shí)用新型中，在眼罩本體的內(nèi)側(cè)面固定有腦電電極和左眼眼電參考電極；該腦電電極位于與人體的右前頂額葉對(duì)應(yīng)的位置(即10/20腦電位置標(biāo)準(zhǔn)中的Fp2處)，左眼眼電參考電極位于與人體的左眼眼電對(duì)應(yīng)的位置(即EOG left，electro-oculogram left處)。與現(xiàn)有技術(shù)中，將腦電電極和參考電極放置在額頭的左右兩邊(F額葉處)相比，本發(fā)明的睡眠監(jiān)測(cè)眼罩將腦電電極放置在F額葉處，將左眼眼電參考電極放置在左眼下方的左眼眼電對(duì)應(yīng)位置，由于眼睛下方不屬于任何額葉，沒有腦電信號(hào)且電極之間的距離大、電位差較大，因此，可有效避免腦電信號(hào)被左眼眼電參考電極所提供的參考電位所抵消，保證了采集信號(hào)的有效性。

2、本實(shí)用新型中，腦電電極用于采集腦電電位并作為左眼眼電的參考電位，左眼眼電參考電極用于采集左眼眼電并為腦電電位提供穩(wěn)定的參考電位，兩者共同作用從而形成腦電信號(hào)和眼電信號(hào)，同時(shí)，右腿驅(qū)動(dòng)電極能降低采集過程中的人體共模噪聲，從而提高采集質(zhì)量，且主電路板上的信號(hào)分離模塊能將經(jīng)信號(hào)處理后的腦電信號(hào)與眼電信號(hào)進(jìn)行分離，從而實(shí)現(xiàn)腦電與眼電的復(fù)合檢測(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)中僅針對(duì)腦電情況進(jìn)行單一檢測(cè)和處理的方式相比，本實(shí)用新型能在主要進(jìn)行腦電檢測(cè)的同時(shí)，增加眼電的檢測(cè)，而眼電信號(hào)是睡眠清醒期和睡眠眼動(dòng)期判斷所需要的重要信息，因此，本發(fā)明的監(jiān)測(cè)效果要比傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)效果更加理想、可靠和全面。

3、本實(shí)用新型中，腦電電極、左眼眼電參考電極以及右腿驅(qū)動(dòng)電極的電極材料均采用軟性導(dǎo)電材料，例如玻璃鍍銀硅膠(Silvered GlassSilicone)制成。相較于目前普遍采用的硬質(zhì)電極材料，如銀鍍氯化銀、銅鍍金等，軟性導(dǎo)電材料的舒適度更高且能更好地與人體皮膚接觸。

4、本實(shí)用新型中，眼罩本體采用具有彈性切透氣性良好的軟性材料，例如尼龍布、彈力纖維布或絲絨布等，佩戴更加舒適且易于清潔。

附圖說明

圖1為10/20腦電位置標(biāo)準(zhǔn)的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中眼罩本體內(nèi)側(cè)面的局部剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中睡眠監(jiān)測(cè)眼罩的使用狀態(tài)透視圖。

附圖標(biāo)記：

1－眼罩本體；2－松緊頭帶；3－控制開關(guān)；4－右腿驅(qū)動(dòng)電極；5－充電口；6－主電路板；7－腦電電極；8－左眼眼電參考電極；9－無線傳輸模塊；10－信號(hào)分離模塊；11－信號(hào)處理模塊；12－供電電池。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖2和圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于腦電與眼電復(fù)合檢測(cè)的可穿戴睡眠監(jiān)測(cè)眼罩，包括眼罩本體1，眼罩本體1的左右兩端通過一根松緊頭帶2連接，松緊頭帶2與眼罩本體1組成可穿戴式眼罩。所述眼罩本體1的內(nèi)側(cè)面即朝向人體面部的一側(cè)面固定有用于采集腦電電位并作為左眼眼電參考電位的腦電電極7，以及用于采集左眼眼電并為腦電電位提供穩(wěn)定的參考電位的左眼眼電參考電極8；其中，所述腦電電極7位于與人體的右前頂額葉對(duì)應(yīng)的位置(即10/20腦電位置標(biāo)準(zhǔn)中的Fp2處)，所述左眼眼電參考電極8位于與人體的左眼眼電對(duì)應(yīng)的位置(即EOG left，electro-oculogram left處)，腦電電極7與左眼眼電參考電極8共同作用實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)和眼電信號(hào)的采集。可以理解的是，腦電信號(hào)是腦電電位與左眼眼電參考電極8提供的參考電位之間的電壓差；眼電信號(hào)是眼電電位與腦電電位之間的電壓差。

所述眼罩本體1內(nèi)設(shè)有夾層，夾層內(nèi)固定有主電路板6和與主電路板6相連的供電電池12。其中，主電路板6集成有順次相連的信號(hào)處理模塊11(用于對(duì)采集到的腦電信號(hào)和眼電信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換和分析)、信號(hào)分離模塊10(用于將經(jīng)處理后的腦電信號(hào)與眼電信號(hào)分離開)和無線傳輸模塊9(用于將分離后的結(jié)果發(fā)送至外部智能終端)，且信號(hào)處理模塊11還分別與腦電電極7、左眼眼電參考電極8相連，無線傳輸模塊9與外部的智能終端進(jìn)行無線通信。另外，所述主電路板6朝向人體面部的一側(cè)面固定有用于降低人體共模噪聲的右腿驅(qū)動(dòng)電極4，該右腿驅(qū)動(dòng)電極4位于與人體的左前頂額葉對(duì)應(yīng)的位置(即10/20腦電位置標(biāo)準(zhǔn)中的Fp1處)并露出眼罩本體1外，且該右腿驅(qū)動(dòng)電極4與信號(hào)處理模塊11連接。

具體來說，所述信號(hào)處理模塊11集成有模擬放大電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)分析模塊。其中，模擬放大電路用于將采集到的微弱的腦電信號(hào)和眼電信號(hào)的電壓幅度進(jìn)行放大，以至于讓數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將放大后的腦電信號(hào)和眼電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至數(shù)字信號(hào)分析電路；數(shù)字信號(hào)分析模塊用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析并存儲(chǔ)。另外，可以理解的是，由于在腦電睡眠狀態(tài)分類中，當(dāng)前睡眠狀態(tài)不僅取決于當(dāng)前的腦電特征，還取決于過去的腦電特征，并且不同使用者的腦電特征有一定的差異。因此，本實(shí)用新型的數(shù)字信號(hào)分析電路在對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行分析處理時(shí)，會(huì)使用長短期記憶人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Long-Short Term Memory,LSTM)來分析時(shí)間序列信息。這是一種常用于翻譯軟件、手寫識(shí)別的算法，分析時(shí)間序列信息特別準(zhǔn)確；同時(shí)還會(huì)使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network,CNN)和修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Rectifier Neural Network，RNN)來分析腦電信號(hào)特征，它們是深度學(xué)習(xí)里非常強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以很好地分析出高階特征(特征的特征)，能有效提高分析處理質(zhì)量。

進(jìn)一步的，參見圖2所示，為了對(duì)睡眠監(jiān)測(cè)過程的開啟和關(guān)閉進(jìn)行更好的控制，在眼罩本體1的外沿處還設(shè)置有控制開關(guān)3，該控制開關(guān)3與主電路板6連接，用于對(duì)主電路板6上集成的各功能模塊進(jìn)行開/關(guān)控制。另外，為了克服普通供電電池12使用時(shí)間短、需經(jīng)常更換的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的供電電池12選用了經(jīng)濟(jì)環(huán)保、電量大、可反復(fù)充電使用的可充電電池，同時(shí)還在眼罩本體1的外沿處相應(yīng)設(shè)置有充電口5，該充電口5通過主電路板6與可充電電池連接。

本實(shí)施例中，眼罩本體1采用具有彈性切透氣性良好的軟性材料如尼龍布、彈力纖維布或絲絨布等，以保證佩戴時(shí)更加舒適。所述腦電電極7、左眼眼電參考電極8通過縫合或粘貼的形式固定于眼罩本體1的內(nèi)側(cè)面，且腦電電極7、左眼眼電參考電極8以及右腿驅(qū)動(dòng)電極4的電極材料均采用軟性導(dǎo)電材料，例如玻璃鍍銀硅膠(Silvered GlassSilicone)，相較于現(xiàn)有的硬質(zhì)電極材料目前電極材料都是采用的硬質(zhì)電極材料，如銀鍍氯化銀、銅鍍金等等，軟性導(dǎo)電材料可以提高舒適度且與人體接觸良好。另外，為了保證上述電極與人體的接觸位準(zhǔn)確，使其對(duì)應(yīng)位置不會(huì)因人體頭部大小的不同而發(fā)生偏移，造成采集信號(hào)不準(zhǔn)確，根據(jù)兒童、成年女性和成年男性的頭部及面部的一般范圍，將眼罩本體1的大小設(shè)置為兒童款、成年女性款和成年男性款三種規(guī)格，具體尺寸分別為：兒童款-長為14～15cm、寬為5～6cm；成年女性款-長為20～21cm、寬為7～8cm；成年男性款-長為21cm～22cm、寬為9～10cm。

使用本睡眠監(jiān)測(cè)眼罩進(jìn)行睡眠監(jiān)測(cè)時(shí)，具體操作如下：

S1.將睡眠監(jiān)測(cè)眼罩佩戴好后，用手調(diào)整睡眠監(jiān)測(cè)眼罩，使眼罩本體1內(nèi)側(cè)面的三個(gè)電極位于人體面部的相應(yīng)位置并與人體面部良好接觸，如圖3所示。

S2.打開控制開關(guān)3開始進(jìn)行睡眠監(jiān)測(cè)，腦電電極7采集腦電電位并將該電位作為左眼眼電的參考電位，左眼眼電參考電極8采集左眼眼電并為腦電電位提供穩(wěn)定的參考電位，從而形成腦電信號(hào)和眼電信號(hào)，同時(shí)，右腿驅(qū)動(dòng)電極4降低采集過程中的人體共模噪聲，從而提高采集質(zhì)量。

S3.主電路板6的信號(hào)處理模塊11對(duì)采集到的腦電信號(hào)和眼電信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換和分析；并將分析處理后的信號(hào)發(fā)送至信號(hào)分離模塊10。具體來說，信號(hào)處理模塊11中的模擬放大電路先對(duì)采集到的微弱的腦電信號(hào)和眼電信號(hào)的電壓幅度進(jìn)行放大，然后將放大后的信號(hào)發(fā)送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器將放大后的腦電信號(hào)和眼電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至數(shù)字信號(hào)分析電路；數(shù)字信號(hào)分析模塊對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析并存儲(chǔ)；最后將分析處理后的信號(hào)發(fā)送至信號(hào)分離模塊10。

S4.信號(hào)分離模塊10將經(jīng)處理后的腦電信號(hào)與眼電信號(hào)進(jìn)行分離，并將分離后的腦電信號(hào)、眼電信號(hào)分別通過無線傳輸模塊9發(fā)送至外部智能終端如手機(jī)等，實(shí)現(xiàn)睡眠監(jiān)測(cè)。

本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本實(shí)用新型相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。