一種穿戴式腦電采集器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種腦電采集器，尤其涉及一種穿戴式腦電采集器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在航空、航天領(lǐng)域中，腦電采集技術(shù)對于飛行人員的疲勞監(jiān)控起到了良好的作用。另外，在射箭運(yùn)動領(lǐng)域，肌肉與力量并非獲勝的首要因素，能夠保證良好的定力與注意力是制勝的關(guān)鍵。在美國、韓國和歐洲的一些國家，專業(yè)射箭運(yùn)動員使用腦電采集技術(shù)來訓(xùn)練大腦的集中度，該技術(shù)可以幫助運(yùn)動員提高訓(xùn)練成績。除此之外，腦電采集技術(shù)在娛樂、教育、健康等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。因此該技術(shù)成為了目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
[0003]腦電采集是一種可以在人腦與外部設(shè)備之間建立信息交互的系統(tǒng)。它將腦部發(fā)出的信息收集起來，經(jīng)過一系列的處理后來控制外部設(shè)備。目前臨床上采用的腦電記錄電極是銀-氯化銀濕電極，這種濕電極中的凝膠對皮膚具有一定的傷害，尤其是過敏性皮膚的人群。為此，我們研發(fā)了穿戴式腦電采集器利用干電極腦電采集技術(shù)進(jìn)行腦波采集。
[0004]腦電采集技術(shù)原理:
[0005]大腦中有數(shù)以百億計的神經(jīng)元，腦神經(jīng)信號是與大腦相關(guān)聯(lián)的生物信號，每個神經(jīng)元都可以產(chǎn)生微小的電場，腦波是許多微小信號的集合。腦波通常從頻域方面描述，受外部刺激和內(nèi)在精神狀態(tài)的影響，腦波的頻域、幅度變化很大。其中Delta、Theta、Alpha、Beta和Gamma波是不同頻率腦波的名稱，它們描述了許多大腦的狀態(tài)?；谏鲜鰴C(jī)理，利用干電極腦電傳感器采集到原始腦電信號，通過信號處理技術(shù)把信號從時間域轉(zhuǎn)換到頻域，然后按照頻率分離出Delta、Theta、Alpha、Beta和Gamma 5種腦波，這樣就可以觀察到腦波頻率的分布，由此可利用這些腦波判定測試者的精神狀態(tài)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)為:
[0007](I)、現(xiàn)有腦電采集設(shè)備中需要使用銀-氯化銀濕電極，這種濕電極使用很不方便，而且凝膠對皮膚具有一定的傷害，尤其是過敏性皮膚的人群；
[0008](2)、現(xiàn)有濕電極腦電采集設(shè)備使用復(fù)雜，并且易受環(huán)境制約；
[0009](3)、現(xiàn)有濕電極腦電采集的數(shù)據(jù)主要為醫(yī)療服務(wù)，采集的數(shù)據(jù)其他行業(yè)無法使用，從而限制了其腦電技術(shù)在其他領(lǐng)域的使用，實(shí)用范圍局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種穿戴式腦電采集器。
[0011]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種穿戴式腦電采集器，它由腦電電極、腦電信號處理模塊、信號傳輸模塊和電源模塊組成；腦電信號處理模塊裝置在圓環(huán)形本體的前端；腦電電極分為采集電極、作用電極和接地電極，采集電極為多個；采集電極、作用電極和接地電極設(shè)置在圓環(huán)形本體的內(nèi)側(cè)；
[0012]腦電信號處理模塊包括信號放大模塊、濾波處理模塊和數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊；采集電極、作用電極和接地電極均連接在腦電信號處理模塊中的信號放大模塊上；信號放大模塊、濾波處理模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊順序依次相連接；數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊和藍(lán)牙傳輸模塊相連接，藍(lán)牙傳輸模塊連接在數(shù)據(jù)接收模塊上；接地電極和作用電極之間設(shè)置有電極屏蔽；腦電信號處理器內(nèi)的部件均集成在處理器電路板上；
[0013]腦電電極貼附在前額部位以采集信號，將腦電信號傳遞給腦電信號處理模塊，經(jīng)腦電信號處理模塊中的信號放大模塊進(jìn)行放大，再經(jīng)濾波處理模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊后，將信號繼續(xù)傳送給信號傳輸模塊；信號傳輸模塊負(fù)責(zé)將從腦電信號處理模塊接收到的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，然后通過信號傳輸模塊藍(lán)牙傳輸模塊，將腦電信號傳送給數(shù)據(jù)接收模塊，以進(jìn)行存儲及后續(xù)處理。
[0014]處理器電路板的左上方從左向右依次設(shè)置有3.3V電源、第一數(shù)據(jù)接口、第三數(shù)據(jù)接口 8和第一地線接口 ；處理器電路板的下方和3.3V電源相對應(yīng)處設(shè)置有蜂鳴器驅(qū)動三極管。
[0015]蜂鳴器驅(qū)動三極管和第二地線接口相連接，第二地線接線口和數(shù)據(jù)緩沖器相連接；第二地線接線口上方的處理器電路板上設(shè)置有天線匹配電感。
[0016]天線匹配電感和藍(lán)牙發(fā)射天線相連接。處理器電路板的右端設(shè)置有一對R4-接地電阻，R4-接地電阻和BT電池相連接；圓環(huán)形本體的一側(cè)設(shè)置有頭戴連接接口。
[0017]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)、本發(fā)明采用了干式三電極設(shè)計，解決了傳統(tǒng)腦電采集器中對銀一氯化銀濕電極的使用問題?？梢钥焖儆行У膶δX電數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且對皮膚無傷害。
[0019](2)、本發(fā)明只需要使用者配戴于前額部位，就可以方便進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)的采集工作。穿戴式腦電采集器將放大器模塊與藍(lán)牙傳輸模式結(jié)合在了一起，可以達(dá)到更好的高抗干擾能力與低誤碼率以及縮短傳輸時間等效果。
[0020](3)、本發(fā)明可以將眾多的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、濾波處理，得到Delta、Theta,Alpha、Beta和Ga_a波，然后將這些波形進(jìn)行分別的記錄?？梢詾椴煌念I(lǐng)域按其對數(shù)據(jù)的要求提供數(shù)據(jù)。從而大大的拓展了腦電技術(shù)在各領(lǐng)域的使用。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2本發(fā)明的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明信號傳輸模塊的電路圖。
[0025]圖4為本發(fā)明電源模塊的電路原理圖。
[0026]圖5為本發(fā)明的工作流程圖。
[0027]圖中:1、采集電極；2、腦電信號處理器；3、接地電極；4、電極屏蔽；5、作用電極；6、3.3V電源；7、第一數(shù)據(jù)接口 ；8、第二數(shù)據(jù)接口 ；9、第一地線接口 ；10、蜂鳴器驅(qū)動三極管；11、數(shù)據(jù)緩沖器；12、腦電數(shù)據(jù)接口 ；13、第二地線接口 ；14、電源濾波電感；15、自恢復(fù)保險絲；16、R4-接地電阻；17、BT-電池正極；18、BT-電極負(fù)極；19、藍(lán)牙發(fā)射天線；20、天線匹配電感；21、頭戴連接接口。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1?圖5所示，本發(fā)明由腦電電極、腦電信號處理模塊(放大器)2、信號傳輸模塊和電源模塊組成；腦電信號處理模塊2裝置在圓環(huán)形本體的前端；腦電電極分為采集電極1、作用電極5和接地電極3，采集電極I為多個(至少為兩個)；采集電極1、作用電極5和接地電極3設(shè)置在圓環(huán)形本體的內(nèi)側(cè)。圓環(huán)形本體用于佩戴在頭上，圓環(huán)形本體的一側(cè)設(shè)置有頭戴連接接口 21。
[0029]腦電信號處理模塊包括信號放大模塊、濾波處理模塊和數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊；采集電極1、作用電極5和接地電極3均連接在腦電信號處理模塊中的信號放大模塊上；信號放大模塊、濾波處理模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊、藍(lán)牙傳輸模塊、數(shù)據(jù)接收模塊順序依次相連接。接地電極3和作用電極5之間設(shè)置有電極屏蔽4。
[0030]腦電信號處理器2內(nèi)的部件均集成在處理器電路板上，處理器電路板的左上方從左向右依次設(shè)置有3.3V電源6、第一數(shù)據(jù)接口 7、第三數(shù)據(jù)接口 8和第一地線接口 9，處理器電路板的下方和3.3V電源6相對應(yīng)處設(shè)置有蜂鳴器驅(qū)動三極管10，蜂鳴器驅(qū)動三極管10和第二地線接口 13相連接，第二地線接線口 13