CN113647963B - 可穿戴式脑干响应记录设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可穿戴式脑干响应记录设备，可穿戴式脑干响应记录设备包括采样模块、声音刺激模块、控制模块以及声音传导模块，声音刺激模块，用于生成刺激音频，并通过声音传导模块播放刺激音频；采样模块，用于采样响应于刺激音频的脑干响应数据，并向控制模块发送采样事件；控制模块，用于接收采样事件，响应于采样事件从采样模块获取脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将脑干响应数据存储在预设的存储空间。以此实现脑干响应数据的采集，并且利用直接内存读取DMA方式，无需占用设备CPU，减少了CPU的中断处理任务，避免数据丢失，提高了数据采集的可靠性。

Description

可穿戴式脑干响应记录设备

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种可穿戴式脑干响应记录设备。

背景技术

传感器和系统设计的小型化发展趋势推动了无线、可穿戴式传感设备的发展。基于脑电图(Electroencephalography，EEG)的可穿戴设备(以下简称“EEG设备”)被广泛用于科学前沿研究、临床实践、慢性疾病的长期监测以及诸如教育和游戏等其他消费者应用中。

传统技术中利用EEG设备中CPU中断处理程序采集和存储脑干响应(auditorybrainstem response，ABR)数据，但由于生物听觉脑干中的神经元对声音响应迅速，往往需要进行高频采样才能捕获到ABR信号，高频采样则会导致EEG设备中CPU的频繁进入中断处理程序，在CPU未及时进入中断处理程序的情况下，会导致数据丢失，降低了数据采集的可靠性。

发明内容

本申请实施例提供一种可穿戴式脑干响应记录设备。

一种可穿戴式脑干响应记录设备，包括采样模块、声音刺激模块、控制模块以及声音传导模块，

声音刺激模块，用于生成刺激音频，并通过声音传导模块播放刺激音频；

采样模块，用于采样脑干响应数据，并向控制模块发送采样事件；其中，脑干响应数据为响应于刺激音频的电生理数据；

控制模块，用于接收采样事件，响应于采样事件从采样模块获取脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将脑干响应数据存储在预设的存储空间。

在其中一个实施例中，控制模块包括采样模块的驱动器；

采样模块的驱动器，用于通过与采样模块之间的通用输入输出GPIO通道接收采样事件，响应于采样事件，调用DMA实例从采样模块获取脑干响应数据，将脑干响应数据存储在预设的存储空间；

采样模块的驱动器，还用于根据本地计时器确定脑干响应数据的时间戳；其中，脑干响应数据的时间戳为采样模块的驱动器接收脑干响应数据的时刻。

在其中一个实施例中，采样模块的驱动器还用于，在将脑干响应数据存储在预设的存储空间之后，触发采样计数器计数一次；

若检测到采样计数器的值超过计数器门限值，则将采样计数器的数值复位，并将采样模块的驱动器的内存访问地址复位；其中，计数器门限值与预设的存储空间包括的存储单元的数量相关，存储单元用于存储一次采样的数据。

在其中一个实施例中，计数器门限值小于预设的存储空间包括的存储单元的数量。

在其中一个实施例中，控制模块还包括音频编解码驱动器，

声音刺激模块还用于，在通过声音传导模块播放刺激音频时，向音频编解码驱动器发送声音发生事件；

音频编解码驱动器还用于，从声音刺激模块接收声音发生事件，记录接收声音发生事件的时刻，根据接收声音发生事件的时刻以及脑干响应数据的时间戳，对采样模块的驱动器与声音刺激模块进行时钟同步。

在其中一个实施例中，控制模块还包括传输控制模块，

控制模块的驱动器还用于，从预设的存储空间读取脑干响应数据，对脑干响应数据进行压缩处理，将压缩处理后的数据存储在缓存空间；

传输控制模块，用于从缓存空间获取压缩后的数据，向外部设备发送压缩后的数据，使得外部设备根据压缩后的数据确定佩戴可穿戴式脑干响应记录设备的用户响应于刺激音频的脑干反应。

在其中一个实施例中，传输控制模块还用于，接收外部设备发送的重传请求；其中，重传请求用于指示外部设备未成功接收的数据；

根据重传请求向外部设备发送未成功接收的数据。

在其中一个实施例中，传输控制模块还用于，接收外部设备发送的重传反馈信息；其中，重传反馈信息用于指示外部设备是否接收到未成功接收的数据；

根据重传反馈信息确定是否发送未成功接收的数据。

在其中一个实施例中，控制模块的驱动器具体用于，将大小为(S×C×3)字节的脑干响应数据压缩为大小为(2S+1)×C字节的压缩数据，S为脑干响应数据包括的样本数量，C为采样模块的采样通道数量。

在其中一个实施例中，控制模块的驱动器具体用于，确定脑干响应数据中相邻样本的字节长度差值，根据字节长度差值以及预设的差异门限值确定相邻样本中的突变样本；

以突变样本的前一个样本为当前压缩处理的最后一个样本，并对突变样本以及剩余样本进行压缩处理；其中，剩余样本为当前压缩处理对应的一组样本中，突变样本后的样本。

在其中一个实施例中，控制模块还包括传输控制模块，

传输控制模块，用于向外部设备发送连接事件，并响应于发送连接事件进入休眠状态；

传输控制模块还用于，接收外部设备发送的唤醒指令，响应于唤醒指令进入唤醒状态，并记录唤醒时刻，向外部设备发送唤醒时刻，以使外部设备根据唤醒时刻对传输控制模块与外部设备进行时钟同步。

在其中一个实施例中，传输控制模块还用于，接收外部设备发送的音频配置信息，向声音刺激模块发送音频配置信息；

声音刺激模块，用于根据音频配置信息生成刺激音频。

在其中一个实施例中，传输控制模块还用于，接收外部设备发送的音频触发指令，向声音刺激模块音频触发指令；

声音刺激模块，用于响应于音频触发指令，生成刺激音频。

本申请实施例提供一种可穿戴式脑干响应记录设备，可穿戴式脑干响应记录设备包括采样模块、声音刺激模块、控制模块以及声音传导模块，声音刺激模块，用于生成刺激音频，并通过声音传导模块播放刺激音频；采样模块，用于采样响应于刺激音频的脑干响应数据，并向控制模块发送采样事件；控制模块，用于接收采样事件，响应于采样事件从采样模块获取脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将脑干响应数据存储在预设的存储空间。以此实现脑干响应数据的采集，并且利用直接内存读取DMA方式，无需占用设备CPU，减少了CPU的中断处理任务，避免数据丢失，提高了数据采集的可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的可穿戴式脑干响应记录设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的可穿戴式脑干响应记录设备的使用示意图；

图3为本申请实施例提供的可穿戴式脑干响应记录设备中主体结构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的可穿戴式脑干响应记录设备中凝胶电极的结构示意图；

图5本申请实施例提供的采样模块的驱动器的结构示意图；

图6本申请实施例提供的音频编解码驱动器的结构示意图；

图7本申请实施例提供的传输控制模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的方法适用于图1所示的可穿戴式脑干响应记录设备。如图1所示，该设备包括采样模块100、声音刺激模块200、控制模块300以及声音传导模块400。

其中，声音刺激模块200，用于生成刺激音频，并通过声音传导模块400播放刺激音频。可选地，声音传导模块400为耳机，也可以是其他用于播放音频的设备，如扬声器，在此不做具体限制。

采样模块100，用于采样脑干响应数据，并向控制模块300发送采样事件；其中，脑干响应数据为响应于刺激音频的电生理数据。

听觉脑干响应数据是指源自于耳蜗和听觉脑通路的生物电位，可以包括听觉诱发电位(AEP)和/或事件相关电位(ERP)。上述可穿戴式脑干响应记录设备采集ABR数据，最终得到脑电图EEG，因此上述可穿戴式脑干响应记录设备也可称为可穿戴式EEG设备。

可选地，采样模块100具有最高采样率16kHz，从两个信道同时记录数据的高采样模式，还具有最高采样率4kHz，从八个信道同事记录数据的低采样率模式。本实施例中，采样模块100为8信道的模拟前端(analog front end，AFE)。其中，虽然8个信道共享一个参考电压，但是AFE也支持全差分模式，每个信道自身都具有正输入和负输入。具体地，模拟前端是具有24倍可编程增益和16kHz的可编程采样速率的8信道、24位模数转换器。

可选地，每完成一次采样，采样模块100即向控制模块300发送一次采样事件。采样事件可以是电信号，如下降沿信号。

控制模块300，用于接收采样事件，响应于采样事件从采样模块100获取脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将脑干响应数据存储在预设的存储空间。

其中，预设的存储空间即为采样得到的脑干影响数据预留的存储空间。DMA是一种外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据的接口技术。

如图2所示，可穿戴式脑干响应记录设备可佩带于受试者头部，主体部分贴合脑部，受试者佩带耳机(声音传导模块)后，控制耳机播放刺激音频，大脑基于刺激音频产生听觉脑干响应，主体部分即可进行脑干响应数据的采集。

可选地，上述可穿戴式脑干响应记录设备的外壳可采用3D打印技术得到，重量为80g，电池寿命为5h。

可穿戴式脑干响应记录设备的主体部分包括内置电路板，如图3所示，内置电路板位于主体部分内部的两侧，前侧上包括连接器①，电源电路②，数字控制器③以及立体声音频电路④，后侧上包括AFE电路⑤。其中，主体部分的后侧贴近脑部。连接器①连接贴附在受试者头部皮肤的电极，电极用于提供输入信号。数字控制器③即为上述控制模块300，立体声音频电路④即为上述声音刺激模块200，AFE电路⑤即为上述采样模块100。其中，如图2所示，电极包括输入电极(input)，参考电极(REF)以及偏置电极(GND)。

可选地，可穿戴式脑干响应记录设备中主体部分的尺寸为5.6*5.1cm。

使用上述可穿戴式脑干响应记录设备的关键目标应用场景之一是在开放环境下对自由移动受试者进行测试，而受试者自由移动而引入的噪声对于uV级的EEG采集是灾难性的。为了改善贴附在受试者头部皮肤上的电极在开放环境中的导电性和稳定性，可使用水凝胶电极作为与人体皮肤接触的界面。图4给出了凝胶电极的结构，在其底部具有医用胶带，中间具有柔性印刷电路(FPC，Flexible Printed Circuit board)，在FPC上形成PAMPS/PAA的透明且导电的水凝胶。

可选地，水凝胶按以下步骤制备：

将0.5g AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)与0.515mL AA(acrylate acid，丙烯酸酯酸)、0.013g BIS(N,N’-亚甲基双丙烯酰胺)、0.05g PEG(Mw 4000)和0.05g阿拉伯胶(arabic gum)在4mL的丙二醇/甘油/PBS(propylene glycol/glycerol/PBS)溶液中混合；

在加入引发剂α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid)后，用紫外光(1Kw)照射混合物溶液1.5分钟，得到电导率为10-1S/m的透明水凝胶。

在采用上述可穿戴式脑干响应记录设备对受试者进行测试时，可穿戴式脑干响应记录设备接收测试指令后，通过声音刺激模块200生成刺激音频，并通过声音传导模块400播放刺激音频，采样模块100采样受试者大脑基于刺激音频所产生的脑干响应数据，并向控制模块300发送下降沿信号，控制模块300则接收该下降沿信号，并响应于该下降沿信号从采样模块100获取脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将脑干响应数据存储在预设的存储空间。

本实施例中，可穿戴式脑干响应记录设备包括采样模块、声音刺激模块、控制模块以及声音传导模块，声音刺激模块，用于生成刺激音频，并通过声音传导模块播放刺激音频；采样模块，用于采样响应于刺激音频的脑干响应数据，并向控制模块发送采样事件；控制模块，用于接收采样事件，响应于采样事件从采样模块获取脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将脑干响应数据存储在预设的存储空间。以此实现脑干响应数据的采集，并且利用直接内存读取DMA方式，无需占用设备CPU，减少了CPU的中断处理任务，避免数据丢失，提高了数据采集的可靠性。

在其中一个实施例中，控制模块300包括采样模块100的驱动器(图1中的AFE驱动器)，该驱动器的具体结构如图5所示。

其中，采样模块100的驱动器，用于通过与采样模块100之间的通用输入输出GPIO通道接收采样事件，响应于采样事件，调用DMA实例从采样模块100获取脑干响应数据，将脑干响应数据存储在预设的存储空间。

具体地，SPI驱动器在通用输入输出GPIO通道检测到DRDY引脚上的下降沿信号时，直接触发调用DMA实例从采样模块100获取脑干响应数据，将脑干响应数据存储在预设的存储空间(图5中的存储缓存)。其中，数据存储采用先进先出(FIFO)策略。

采样模块100的驱动器，还用于根据本地计时器确定脑干响应数据的时间戳；其中，脑干响应数据的时间戳为采样模块100的驱动器接收脑干响应数据的时刻。

具体地，采样模块100的驱动器采用本地计时器记录接收到脑干响应数据的时刻，并将对应时刻作为对应脑干响应数据的时间戳。

在一可选地实施例中，如图6所示，上述控制模块300还包括音频编解码驱动器。音频编解码驱动器位于可穿戴式脑干响应记录设备的核1。

声音刺激模块200还用于，在通过声音传导模块400播放刺激音频时，向音频编解码驱动器发送声音发生事件。

音频编解码驱动器还用于，从声音刺激模块200接收声音发生事件，记录接收声音发生事件的时刻，根据接收声音发生事件的时刻以及脑干响应数据的时间戳，对采样模块100的驱动器与声音刺激模块200进行时钟同步。

具体地，在声音刺激模块200通过声音传导模块400播放刺激音频时，同时向音频编解码驱动器发送该声音发生事件，音频编解码驱动器以记录接收该声音发生器的时刻，并从采样模块100的驱动器中获取采样模块100的驱动器接收到脑干响应数据的时刻即脑干相应数据的时间戳，以根据接收声音发生事件的时刻以及脑干响应数据的时间戳，对采样模块100的驱动器和/或声音刺激模块200的本地计时器进行调整，以实现采样模块100的驱动器与声音刺激模块200的时钟同步。

本实施例中，控制模块包括采样模块的驱动器，采样模块的驱动器用于通过与采样模块之间的通用输入输出GPIO通道接收采样事件，并响应于采样事件，调用DMA实例从采样模块获取脑干响应数据，将脑干响应数据存储在预设的存储空间，无需经可穿戴式脑干响应记录设备的CPU进行中断处理，避免数据量过大导致的CPU无法及时进入中断处理程序而造成的数据丢失，进而提高了数据采集的可靠性。上述控制模块中的采样模块的驱动器还用于根据本地计时器确定脑干响应数据的时间戳，而控制模块中还包括音频编解码驱动器，声音刺激模块还用于在通过声音传导模块播放刺激音频时，向音频编解码驱动器发送声音发生事件音频编解码驱动器，声音刺激模块通过声音传导模块播放刺激音频时，同时向音频编解码驱动器发送该声音发生事件，音频编解码驱动器则记录接收该声音发生器的时刻，并从采样模块的驱动器中获取采样模块的驱动器接收到脑干响应数据的时刻即脑干相应数据的时间戳，以根据接收声音发生事件的时刻以及脑干响应数据的时间戳，对采样模块的驱动器与声音刺激模块进行时钟同步，进而实现采样行为与声音刺激行为的同步。

在其中一个实施例中，为使得采集到的脑干响应数据准确存储于预设的存储空间，上述采样模块100的驱动器还用于，在将脑干响应数据存储在预设的存储空间之后，触发采样计数器计数一次。采样模块100的驱动器若检测到采样计数器的值超过计数器门限值，则将采样计数器的数值复位，并将采样模块100的驱动器的内存访问地址复位。

其中，计数器门限值与预设的存储空间包括的存储单元的数量相关，存储单元用于存储一次采样的数据。

上述采样计数器的数值的复位，以及内存访问地址的复位均是指恢复至各自的初始状态。其中，将采样计数器的数值复位是指将采样计数器的计数值恢复到初始数值。例如，采样计数器是从0(即采样计数器的初始数值为0)开始计数的，当前计数值为X，将采样计数器复位，即将采样计数器的当前计数值X复位为初始计数值0。同理，上述将采样模块100的驱动器的内存访问地址复位是指将内存访问地址恢复到初始地址。例如，预设的存储空间包括地址1～地址10，内存访问地址则是从地址1(即内存访问地址的初始地址为地址1)开始存储数据的，当前内存访问地址为地址Y，将采样模块100的驱动器的内存访问地址复位，即将采样模块100的驱动器的内存访问地址Y复位为初始地址1。

可选地，计数器门限值小于预设的存储空间包括的存储单元的数量。这里的存储单元与上述地址对应，即一个存储单元对应一个地址。例如，继续上述举例，预设的存储空间包括地址1～地址10即预设的存储空间包括地址1～地址10共10的存储单元，计数器门限值则为小于10的数据，如9。

本实施例中，采样模块的驱动器还用于在将脑干响应数据存储在预设的存储空间之后，触发采样计数器计数一次，并检测采样计数器的值与计数器门限值的大小，若检测到采样计数器的值超过计数器门限值，则将采样计数器的数值复位，同时将采样模块的驱动器的内存访问地址复位，以进行下一次采样数据的计数与存储。由于计数器门限值小于预设的存储空间包括的存储单元的数量，因此可避免脑干响应数据存储至预设的存储空间之外所导致的数据外泄，进而使得采集到的脑干响应数据准确存储于预设的存储空间，提高了数据存储的安全性。

在其中一个实施例中，控制模块300还包括传输控制模块，该传输控制模块的具体结构如图7所示，传输控制模块位于可穿戴式脑干响应记录设备的核2。

控制模块300的驱动器还用于，从预设的存储空间读取脑干响应数据，对脑干响应数据进行压缩处理，将压缩处理后的数据存储在缓存空间。

可选地，控制模块300的驱动器可采用无损电生理数据压缩算法将预设的存储空间内存储的脑干响应数据进行压缩处理，并将压缩处理后的数据存储在缓存空间。具体地，控制模块300的驱动器将大小为(S×C×3)字节的脑干响应数据压缩为大小为(2S+1)×C字节的压缩数据。其中，S为脑干响应数据包括的样本数量，C为采样模块100的采样通道数量。需要说明的是，采样模块100通过8个信道一次采样得到的脑干响应数据为一个样本。

传输控制模块，用于从缓存空间获取压缩后的数据，向外部设备发送压缩后的数据，使得外部设备根据压缩后的数据确定佩戴可穿戴式脑干响应记录设备的用户响应于刺激音频的脑干反应。

可选地，传输控制模块可采用低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy，BLE)将压缩后的数据发送至外部设备。其中，外部设备(即图7中的主机设备)可以是手机或者计算机，可用于根据采集到的脑干响应数据分析受试者的脑干反应。

在一可选地实施例中，为避免漏传数据，提高对外传输数据的准确性，上述传输控制模块还用于，接收外部设备发送的重传请求，根据重传请求向外部设备发送未成功接收的数据。

其中，重传请求用于指示外部设备未成功接收的数据。

可选地，在可穿戴式脑干响应记录设备向外部设备传输的脑干响应数据的过程中，外部设备可根据接收到的脑干响应数据中数据包标识的连续性确定传输过程中是否发生丢包。例如，外部设备在确定接收到的脑干响应数据中数据包标识不连续，存在断层，外部设备即可确认传输过程中发生的丢包，即生成携带有为传输过来的数据包标识的重传请求，并将该重传请求发送至可穿戴式脑干响应记录设备的控制模块300。

具体地，在传输控制模块接收到外部设备发送的重传请求后，则根据重传请求向外部设备发送未成功接收的数据。例如，在存储压缩后的脑干响应数据的缓存空间中，获取重传请求中所携带的数据包标识对应的脑干响应数据，并将该脑干响应数据发送至外部设备。

进一步地，为确保重传成功，上述传输控制模块还用于，接收外部设备发送的重传反馈信息，根据重传反馈信息确定是否发送未成功接收的数据。

其中，重传反馈信息用于指示外部设备是否接收到未成功接收的数据。

具体地，外部设备在发送重传请求后，向控制模块300中的传输控制模块发送重传反馈信息，以指示外部设备是否接收到未成功接收的数据。其中，重传反馈信息包括ACK(acknowledge)反馈和NACK(non-acknowledge)反馈两种信息类型。若传输控制模块接收到的是ACK反馈，即确定外部设备成功接收到传输控制模块重传的数据，传输控制模块则无需再向外部设备发送该外部设未成功接收的数据；若传输控制模块接收到的是NACK反馈，即确定外部设备仍未成功接收到传输控制模块重传的数据，传输控制模块则需再向外部设备发送该外部设未成功接收的数据，直至达到重传次数阈值，或者接收到ACK反馈。

图7中的过程①表示：新数据包取代CLS(Collect Service，采集服务)缓存空间中最旧的数据包。过程②表示：正常情况下，最旧的未发送数据包是下一个要发送的数据包。过程③表示：主机设备通过CLS丢失特性(即重传请求)通知丢失数据包的数据包编号，如果丢失的数据包仍在缓存空间中，则重新传输丢失的数据包。

本实施例中，控制模块还包括传输控制模块，控制模块的驱动器还用于，从预设的存储空间读取脑干响应数据，对脑干响应数据进行压缩处理，将压缩处理后的数据存储在缓存空间；传输控制模块，用于从缓存空间获取压缩后的数据，向外部设备发送压缩后的数据，使得外部设备根据压缩后的数据确定佩戴可穿戴式脑干响应记录设备的用户响应于刺激音频的脑干反应。传输控制模块还用于，接收外部设备发送的重传请求，并根据重传请求向外部设备发送未成功接收的数据；传输控制模块还用于，接收外部设备发送的重传反馈信息，并根据重传反馈信息确定是否发送未成功接收的数据。以此实现将采集到的脑干响应数据传输至外界设备，避免数据遗漏，提高了对外传输数据的准确性。

在其中一个实施例中，为提高数据传输质量，控制模块300的驱动器具体用于，确定脑干响应数据中相邻样本的字节长度差值，根据字节长度差值以及预设的门限确定相邻样本中的突变样本，以突变样本的前一个样本为当前压缩处理的最后一个样本，并对突变样本以及剩余样本进行压缩处理。

其中，剩余样本为当前压缩处理对应的一组样本中，突变样本后的样本。每次压缩处理对应处于预设的存储空间上存储的一组样本。突变样本的前一个样本即为预设的存储空间中存储地址位于突变样本之前的样本，突变样本后的样本即为预设的存储空间中存储地址位于突变样本之后的样本。

实际应用过程中，采集到的样本(脑干响应数据)存在由外界环境干扰，或者设备自身干扰所导致的突变样本，一般突变样本的数据量变大，进而导致影响压缩效果，降低了数据传输质量。为提高数据传输质量，控制模块300的驱动器在当前压缩处理对应的一组样本中存在突变样本的情况下，将该组样本拆分为多组，各自进行压缩处理。

具体地，在控制模块300的驱动器对于存储在预设的存储空间上的脑干响应数据进行压缩处理的过程中，控制模块的驱动器获取脑干响应数据中相邻样本的字节长度差值，并将得到的相邻样本的字节长度差值与预设的差异门限值进行比较，并从中确定突变样本。其中，若相邻样本的字节长度差值大于预设的差异门限值，则确定相邻样本中的字节长度大的样本为突变样本。控制模块的驱动器则对当前压缩处理的样本中存储地址位于该突变样本之前的样本以及该突变样本进行压缩，并对当前压缩处理的样本中存储地址位于该突变样本之后的剩余样本进行压缩。

本实施例中，控制模块300的驱动器具体用于，确定脑干响应数据中相邻样本的字节长度差值，根据字节长度差值以及预设的差异门限值确定相邻样本中的突变样本，以突变样本的前一个样本为当前压缩处理的最后一个样本，并对突变样本以及剩余样本进行压缩处理，以此降低每一次压缩处理的数据量，确保压缩效果，提高数据传输质量。

在其中一个实施例中，为确保数据传输行为与数据接收行为的同步，在上述控制模块300还包括传输控制模块的基础上，传输控制模块用于向外部设备发送连接事件，并响应于发送连接事件进入休眠状态。传输控制模块还用于，接收外部设备发送的唤醒指令，响应于唤醒指令进入唤醒状态，并记录唤醒时刻，向外部设备发送唤醒时刻，以使外部设备根据唤醒时刻对传输控制模块与外部设备进行时钟同步。

具体地，在传输控制模块向外部设备发送压缩后的数据之前，传输控制模块还用于向外部设备发送连接事件，并响应于发送该连接事件而进入休眠状态。相应地，外部设备则基于接收到的连接事件，向外部设备发送唤醒指令，以唤醒休眠中的传输控制模块。传输控制模块则响应于该唤醒指令进入唤醒状态，并记录唤醒时刻，在将该唤醒时刻发送至外部设备，外部设备根据该唤醒时刻对外部设备的本地计时器进行调整，以实现传输控制模块与外部设备的时钟同步。

本实施例中，控制模块还包括传输控制模块，用于向外部设备发送连接事件，并响应于发送连接事件进入休眠状态，并接收外部设备发送的唤醒指令，响应于唤醒指令进入唤醒状态，并记录唤醒时刻，向外部设备发送唤醒时刻，以使外部设备根据唤醒时刻对传输控制模块与外部设备进行时钟同步，进而实现数据传输行为与数据接收行为的同步。

在其中一个实施例中，为提高刺激音频的播放灵活性，传输控制模块还用于，接收外部设备发送的音频配置信息，向声音刺激模块200发送音频配置信息。声音刺激模块200用于根据音频配置信息生成刺激音频。

可选地，音频配置信息可以包括音频文件本身，还可以包括音频的播放响度、播放速率等播放参数，还可以包括音频的类型，如单一音频，或者混合音频。还可以包括音频刺激的刺激间隔、刺激周期等信息。

具体地，用户通过外接设备输入音频配置信息，如音频的播放响度，传输控制模块接收该音频配置信息，并通过音频编解码驱动器向声音刺激模块200发送音频配置信息，声音刺激模块200则根据音频配置信息以及本地音频文件生成刺激音频。

在一可选地的实施例中，传输控制模块还用于，接收外部设备发送的音频触发指令，向声音刺激模块200发送音频触发指令，声音刺激模块200用于响应于音频触发指令，生成刺激音频。

其中，音频触发指令用于指示声音传导模块播放刺激音频的预设时刻。

具体地，用户通过外接设备输入音频触发指令，该音频触发指令携带有指示声音传导模块播放刺激音频的预设时刻，传输控制模块接收该音频触发指令，并通过音频编解码驱动器向声音刺激模块200发送音频触发指令，声音刺激模块200则响应于音频触发指令生成携带有指示声音传导模块播放刺激音频的预设时刻的刺激音频，以指示声音传导模块在预设时刻播放该刺激音频。

如图7所示，传输控制模块实现了三个通用属性配置文件(generic attributeprofile，GATT)服务。一个是由蓝牙SIG定义的设备信息服务(Device InformationService，DIS)，利用主机设备型号和软件版本特性来标识连接的设备。另外的采集服务(Collect Service，CLS)和听觉刺激服务(auditory brainstem response Service，ABRS)，分别是用于控制神经信号采集和听觉刺激的定制服务。这两种定制服务具有相似的特性：用于设置采集参数或听觉刺激参数的配置特性，以及用于向主机设备传输数据的数据特性。

本实施例中，传输控制模块还用于接收外部设备发送的音频配置信息，向声音刺激模块发送音频配置信息，声音刺激模块则用于根据音频配置信息生成刺激音频；传输控制模块还用于接收外部设备发送的音频触发指令，向声音刺激模块发送音频触发指令，声音刺激模块则用于响应于音频触发指令，生成刺激音频。以此实现对于刺激音频的生成和播放来那个方面的灵活控制，进而提高了刺激音频的播放灵活性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述各个模块中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种可穿戴式脑干响应记录设备，其特征在于，包括采样模块、声音刺激模块、控制模块以及声音传导模块，

所述声音刺激模块，用于生成刺激音频，并通过所述声音传导模块播放所述刺激音频；

所述采样模块，用于采样脑干响应数据，并向所述控制模块发送采样事件；其中，所述脑干响应数据为响应于所述刺激音频的电生理数据；

所述控制模块，用于接收所述采样事件，响应于所述采样事件从所述采样模块获取所述脑干响应数据，并采用直接内存读取DMA方式将所述脑干响应数据存储在预设的存储空间。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制模块包括所述采样模块的驱动器；

所述采样模块的驱动器，用于通过与所述采样模块之间的通用输入输出GPIO通道接收所述采样事件，响应于所述采样事件，调用DMA实例从所述采样模块获取所述脑干响应数据，将所述脑干响应数据存储在所述预设的存储空间；

所述采样模块的驱动器，还用于根据本地计时器确定所述脑干响应数据的时间戳；其中，所述脑干响应数据的时间戳为所述采样模块的驱动器接收所述脑干响应数据的时刻。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述采样模块的驱动器还用于，在将所述脑干响应数据存储在所述预设的存储空间之后，触发采样计数器计数一次；

若检测到所述采样计数器的值超过计数器门限值，则将所述采样计数器的数值复位，并将所述采样模块的驱动器的内存访问地址复位；其中，所述计数器门限值与所述预设的存储空间包括的存储单元的数量相关，所述存储单元用于存储一次采样的数据。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述计数器门限值小于所述预设的存储空间包括的存储单元的数量。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制模块还包括音频编解码驱动器，

所述声音刺激模块还用于，在通过所述声音传导模块播放所述刺激音频时，向所述音频编解码驱动器发送声音发生事件；

所述音频编解码驱动器还用于，从所述声音刺激模块接收所述声音发生事件，记录接收所述声音发生事件的时刻，根据所述接收所述声音发生事件的时刻以及所述脑干响应数据的时间戳，对所述采样模块的驱动器与所述声音刺激模块进行时钟同步。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制模块还包括传输控制模块，

所述控制模块的驱动器还用于，从所述预设的存储空间读取所述脑干响应数据，对所述脑干响应数据进行压缩处理，将压缩处理后的数据存储在缓存空间；

所述传输控制模块，用于从所述缓存空间获取压缩后的数据，向外部设备发送所述压缩后的数据，使得所述外部设备根据所述压缩后的数据确定佩戴所述可穿戴式脑干响应记录设备的用户响应于所述刺激音频的脑干反应。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述传输控制模块还用于，接收所述外部设备发送的重传请求；其中，所述重传请求用于指示所述外部设备未成功接收的数据；

根据所述重传请求向所述外部设备发送所述未成功接收的数据。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述传输控制模块还用于，接收所述外部设备发送的重传反馈信息；其中，所述重传反馈信息用于指示所述外部设备是否接收到所述未成功接收的数据；

根据所述重传反馈信息确定是否发送所述未成功接收的数据。

9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述控制模块的驱动器具体用于，将大小为(S×C×3)字节的所述脑干响应数据压缩为大小为(2S+1)×C字节的压缩数据，所述S为所述脑干响应数据包括的样本数量，所述C为所述采样模块的采样通道数量。

10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述控制模块的驱动器具体用于，确定所述脑干响应数据中相邻样本的字节长度差值，根据所述字节长度差值以及预设的差异门限值确定所述相邻样本中的突变样本；

以所述突变样本的前一个样本为当前压缩处理的最后一个样本，并对所述突变样本以及剩余样本进行压缩处理；其中，所述剩余样本为所述当前压缩处理对应的一组样本中，所述突变样本后的样本。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制模块还包括传输控制模块，

所述传输控制模块，用于向外部设备发送连接事件，并响应于发送所述连接事件进入休眠状态；

所述传输控制模块还用于，接收所述外部设备发送的唤醒指令，响应于所述唤醒指令进入唤醒状态，并记录唤醒时刻，向所述外部设备发送所述唤醒时刻，以使所述外部设备根据所述唤醒时刻对所述传输控制模块与所述外部设备进行时钟同步。

12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述传输控制模块还用于，接收所述外部设备发送的音频配置信息，向所述声音刺激模块发送所述音频配置信息；

所述声音刺激模块，用于根据所述音频配置信息生成所述刺激音频。

13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述传输控制模块还用于，接收所述外部设备发送的音频触发指令，向所述声音刺激模块发送所述音频触发指令；

所述声音刺激模块，用于响应于所述音频触发指令，生成所述刺激音频。