具有脑电eeg信号采集功能的装置

文档序号:25313 发布日期:2021-09-24 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 具有脑电eeg信号采集功能的装置 (Device with EEG signal acquisition function ) 是由 王晓岸 卢树强 徐荣福 连静静 刘伟 沈阳 于 2021-07-14 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种具有脑电EEG信号采集功能的装置,该装置包括:采集电路板、数字电路板和PCB印刷电路板,其中,采集电路板包括相互连接的电极阵列和预处理装置,预处理装置被配置为对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行预处理以得到预处理信号;数字电路板包括微处理单元MCU,微处理单元MCU连接蜂鸣器和通信电路,微处理单元MCU被配置为计算预处理信号的特征值,并在特征值大于预设的特征值阈值时,触发蜂鸣器进行报警;采集电路板和数字电路板安装于PCB印刷电路板上。本申请通过在PCB印刷电路板上集中安装采集电路板和数字电路板的方式,起到了减小具有脑电EEG信号采集功能的装置的内部电路的体积和减轻重量的效果。(The application discloses device with EEG signal acquisition function, the device includes: the EEG signal preprocessing circuit comprises a collecting circuit board, a digital circuit board and a PCB (printed circuit board), wherein the collecting circuit board comprises an electrode array and a preprocessing device which are connected with each other, and the preprocessing device is configured to preprocess EEG signals detected by the electrode array to obtain preprocessed signals; the digital circuit board comprises a microprocessing unit (MCU), the microprocessing unit (MCU) is connected with a buzzer and a communication circuit, and the microprocessing unit (MCU) is configured to calculate a characteristic value of a preprocessing signal and trigger the buzzer to alarm when the characteristic value is greater than a preset characteristic value threshold; the acquisition circuit board and the digital circuit board are mounted on the PCB. This application has played the effect that reduces the volume of the internal circuit of the device that has the EEG signal acquisition function and lightens weight through the mode of concentrated installation collection circuit board and digital circuit board on PCB printed circuit board.)

具有脑电EEG信号采集功能的装置

技术领域

本申请涉及生物电信号的采集设备

技术领域

,具体涉及一种具有脑电EEG信号采集功能的装置。

背景技术

近年来,脑电EEG信号分析得到很快发展,并且开始应用于失眠、抑郁都鞥健康分析的临床领域。相关技术中,具有脑电EEG信号采集功能的装置,如头戴式睡眠仪等可穿戴设备因内部电路占据较大面积,导致具有脑电EEG信号采集功能的装置存在体积大、重量大且不方便携带的问题。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题,本申请提供一种具有脑电EEG信号采集功能的装置。

本申请提供了一种具有脑电EEG信号采集功能的装置,该装置包括:

采集电路板,采集电路板包括相互连接的电极阵列和预处理装置,其中,预处理装置被配置为对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行预处理,以得到预处理信号;

数字电路板,数字电路板与采集电路板连接,包括微处理单元MCU,微处理单元MCU连接蜂鸣器和通信电路,微处理单元MCU被配置为计算预处理信号的特征值,并在特征值大于预设的特征值阈值时,触发蜂鸣器进行报警;

PCB印刷电路板,采集电路板和数字电路板安装于PCB印刷电路板上。

进一步地,预处理装置包括:

噪声传感器;

第一预处理电路,包括相互连接的第一滤波电路和第一去燥电路,第一滤波电路与电极阵列连接,第一去燥电路连接微处理单元MCU;

第二预处理电路,包括相互连接的第二滤波电路和第二去燥电路,第二去燥电路连接电极阵列,第二滤波电路连接微处理单元MCU。

控制器,控制器与噪声传感器、第一预处理电路和第二预处理电路连接,控制器被配置为:当噪声传感器检测到的噪声值不大于预设的噪声阈值时,启动第一预处理电路对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理;当噪声传感器检测到的噪声值大于预设的噪声阈值时,启动第二预处理电路对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理。

进一步地,采集电路板和数字电路板安装于PCB印刷电路板的两侧。

进一步地,PCB印刷电路板上设置有第一凹槽和第二凹槽,采集电路板安装于第一凹槽内,数字电路板安装于第二凹槽内。

进一步地,数字电路板还包括与微处理单元MCU连接的心率血氧传感器,微处理单元MCU被配置为在心率血氧传感器检测到的心率血氧值大于预设的心率血氧阈值时,触发蜂鸣器进行报警。

进一步地,数字电路板还包括与微处理单元MCU连接的收发器。

进一步地,数字电路板还包括与微处理单元MCU连接的加速度传感器、拾音器、数据存储器和曲库存储器。

进一步地,该装置还包括第一供电电路和第二供电电路,其中,第一供电电路被配置为向采集电路板供电,第二供电电路被配置为向数字电路板供电。

本申请通过在PCB印刷电路板上集中安装采集电路板和数字电路板的方式,起到了减小具有脑电EEG信号采集功能的装置的内部电路的体积的效果,从而达到了减轻具有脑电EEG信号采集功能的装置的重量的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种具有脑电EEG信号采集功能的装置的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的另一种具有脑电EEG信号采集功能的装置的结构示意图;

图3为本申请实施例提供的一种具有脑电EEG信号采集功能的装置中PCB印刷电路板一个实施例的结构示意图;以及

图4为本申请实施例提供的一种具有脑电EEG信号采集功能的装置中数字电路板一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请提供了一种具有脑电EEG信号采集功能的装置。如图1或图2所示,该电极100包括:采集电路板101、数字电路板102和PCB印刷电路板103。

其中,采集电路板包括相互连接的电极阵列和预处理装置,预处理装置被配置为对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行预处理,以得到预处理信号。具体地,电极阵列包括若干电极,以通过若干电极对被测用户进行脑电EEG信号的采集。具体地,电极阵列包括的各个电极一般通过导线连接预处理装置。具体地,预处理装置对脑电EEG信号的预处理可以包括滤波、放大、模数转换等操作。更具体地,预处理装置可以通过包括滤波器、放大器、模数转换器等装置对脑电EEG信号进行预处理。

数字电路板与采集电路板连接,包括微处理单元MCU,微处理单元MCU连接蜂鸣器和通信电路,微处理单元MCU被配置为计算预处理信号的特征值,并在特征值大于预设的特征值阈值时,触发蜂鸣器进行报警。具体地,可以采用预设的脑电EEG信号的特征提取算法,如共空间模式CSP、小波变换DWT、功率谱密度PSD、AR模型等对微处理单元MCU进行配置,从而完成计算预处理信号的特征值的目的。需要说明的是,实际应用时,包括但不限于上述脑电EEG信号的特征提取算法,任意一种脑电EEG信号的特征提取算法均可用于对微处理单元MCU的配置,以得到微处理单元MCU被配置为计算预处理信号的特征值,并在特征值大于预设的特征值阈值时,触发蜂鸣器进行报警的目的。

PCB印刷电路板,采集电路板和数字电路板安装于PCB印刷电路板上。具体地,可以通过在PCB印刷电路板、采集电路板和数字电路板上开设螺孔,这样就能够通过螺栓将采集电路板和数字电路板固定到PCB印刷电路板上。具体地,采集电路板和数字电路板均可以采用柔性印刷电路板,通过这种柔性印刷电路板的设置,使得采集电路板和数字电路板能够更好的被固定到PCB印刷电路板上。更具体地,采集电路板和数字电路板在PCB印刷电路板上的位置可以根据需要进行设置。例如,可以参照图1将采集电路板和数字电路板分别安装在PCB印刷电路板的两侧,或者参照图2将采集电路板和数字电路板安装在PCB印刷电路板的同一侧。本申请实施例通过这种安装方式,起到了通过将几种电路几种设置在同一结构上来减小电路体积的效果,从而达到了减轻具有脑电EEG信号采集功能的装置的重量的目的。

应用时,可以将本申请实施例提供的具有脑电EEG信号采集功能的装置应用至安全帽、睡眠仪等可穿戴设备,或者其他具有检测功能的设备。

具体地,通信电路可以包括蓝牙芯片、WiFi芯片、LoRa芯片、ZigBee芯片等中的至少一种。应用时,微处理单元MCU可以通过蓝牙芯片与手机、平板等移动终端进行数据传输,还可通过WiFi芯片与云端服务器进行数据传输。

在一些实施例中,预处理装置包括:噪声传感器、第一预处理电路、第二预处理电路和控制器。其中,第一预处理电路,包括相互连接的第一滤波电路和第一去燥电路,第一滤波电路与电极阵列连接,第一去燥电路连接微处理单元MCU;第二预处理电路包括相互连接的第二滤波电路和第二去燥电路,第二去燥电路连接电极阵列,第二滤波电路连接微处理单元MCU;控制器,控制器与噪声传感器、第一预处理电路和第二预处理电路连接,控制器被配置为:当噪声传感器检测到的噪声值不大于预设的噪声阈值时,启动第一预处理电路对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理;当噪声传感器检测到的噪声值大于预设的噪声阈值时,启动第二预处理电路对电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理。应用时,可以通过导线来将噪声传感器、第一预处理电路和第二预处理电路与控制器连接。本申请实施例通过第一预处理器电路和第二预处理电路的设置,提供了针对不同环境噪声对脑电EEG信号进行不同处理的机制,这种机制起到了根据环境噪声灵活调整滤波和去燥的顺序的效果,从而降低了环境噪声对脑电EEG信号的影响,提高了对脑电EEG信号的预处理效率。

在一些实施例中,采集电路板和数字电路板如图1所示安装于PCB印刷电路板的两侧。

在一些实施例中,可以参照图3在PCB印刷电路板103上增设第一凹槽1031和第二凹槽1032,以采集电路板安装于第一凹槽内,数字电路板安装于第二凹槽内。通过这种凹槽设置,使得安装之后的PCB印刷电路板的表面更加平整,避免了在安装之后的PCB印刷电路板的表面存在凸起的情形下,因外力作用PCB印刷电路板,尤其是表面的凸起造成的损坏。

在一些实施例中,如图4所示,数字电路板包括微处理单元MCU 10,微处理单元连接蜂鸣器11、通信电路12、心率血氧传感器13,其中,微处理单元MCU被配置为:计算预处理信号的特征值,并在特征值大于预设的特征值阈值时,触发蜂鸣器进行报警;在心率血氧传感器检测到的心率血氧值大于预设的心率血氧阈值时,触发蜂鸣器进行报警。本申请实施例通过蜂鸣器的设置,来提醒用户,从而提高用户对本申请实施例提供的具有脑电EEG信号采集功能的装置的使用体验。具体地,心率传感器可以通过导线与微处理单元MCU连接。

在一些实施例中,在数字电路板包括微处理单元MCU 10,微处理单元连接蜂鸣器11、通信电路12的心率血氧传感器13基础上,还可以包括与微处理单元MCU连接的加速度传感器、拾音器、数据存储器和曲库存储器。应用时,通过加速度传感器来检测佩戴本申请实施例提供的具有脑电EEG信号采集功能的装置的用户的运动状态,如平躺、站立等状态;拾音器的设置则可以起到采集用户的语音,从而使微处理单元MCU根据采集到的语音进行相应处理的目的,例如,微处理单元MCU从曲库存储器调取存储的音乐或者语音提示数据进行播放。应用时,微处理单元MCU将采集到的数据(如脑电EEG信号、心理血氧值、加速度值等)存储至数据存储器,以供分析使用。

在一些实施例中,该装置还包括第一供电电路和第二供电电路,其中,第一供电电路被配置为向采集电路板供电,第二供电电路被配置为向数字电路板供电。具体地,第一供电电路和第二供电电路可以共用一套电池,也可以使用各自的电池,即,采用不同的电池分别为采集电路板和数字电路板供电。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明,但本申请并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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