CN104783789A - 脑电信号采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供脑电信号采集装置，包括脑电信号采集电极以及用于固定所述脑电信号采集电极的电极固定架，脑电信号采集电极包括固定板、插针组、挤压板以及动力源，电极固定架包括头部箍圈以及四个固定弧板，每个固定弧板上均设有弹性安装板，弹性安装板与对应固定弧板垂直设置且斜向下延伸，相邻固定弧板上的弹性安装板的外端部固定在同一个所述固定板上。本发明的脑电信号采集装置，导电针体在弹性安装板的弹力作用下穿过头发压在头皮上，防止接触不良现象的发生，在脑电信号采集电极和电极固定架的协同作用下，能够稳定准确地检测脑电信号，对被检测者的要求大大降低，被检测者甚至可以自由活动。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗设备，尤其是一种脑电信号采集装置。
背景技术
脑电测量是常见的医学诊断方法，通过采集脑电信号可获得生理及病理信息。 脑电测量也可为新兴的可穿戴设备提供重要的脑电信号来源。脑电测量是在头部一定位置放置电极， 将微弱的脑电信号精确获取，经脑电图仪等脑电设备，将脑电信号采集、放大、处理并记录其波形。
目前脑电信号采集电极可分为三种：第一种是柱状电极， 为大体积柱状电极，各个柱状电极逐个插入网状电极帽，其不足之处是，操作麻烦，容易移动且由于头发的阻隔使电极难以与头皮紧密贴近而影响检查效果，柱状点击体积大，头部晃动的时候容易从网状电极帽中掉落，不适合进行长时间脑部检查。第二种是金属盘状电极， 使用时，需要用电极膏或火绵胶逐一粘贴固定于病人头皮的相应位置。不足之处是，粘贴过程需要扒开头发一片一片粘贴，费时费力，电极膏或火棉胶对病人头皮常会造成损伤，同时，即使扒开头发，在粘贴的时候盘状电极之下依然会粘连不少发丝，影响检查效果。第三种是将金属盘状电极预先固定于电极帽中，不足之处是，由于病人头围的个体差异， 这种电极帽中的每个电极位置却固定不变，难以与国际通用的 10-20 标准相符合， 而且由于头发的阻隔使电极难以与头皮紧密贴近而影响检查效果。
发明内容
本发明的目的是提供脑电信号采集装置，以解决现有技术存在的问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：脑电信号采集装置，包括脑电信号采集电极以及用于固定所述脑电信号采集电极的电极固定架，所述脑电信号采集电极包括固定板、穿设在该固定板上的插针组、设于该插针组上方的挤压板以及驱动所述挤压板往复运动的动力源，所述插针组包括多根插针，每根插针均包括中心具有通孔的导电针体以及设于所述导电针体的上部且与所述通孔连通的用于将导电凝胶从通孔中挤出和吸入的操动机构，所述插针组中的各个所述导电针体通过电连接件相互电连接；所述电极固定架包括头部箍圈以及一端均固定在所述头部箍圈上且另一端固定在一起的四个固定弧板，每个所述固定弧板上均设有弹性安装板，所述弹性安装板与对应所述固定弧板垂直设置且斜向下向两侧延伸，相邻所述固定弧板上的所述弹性安装板的外端部固定在同一个所述固定板上。
优选的，所述操动机构为活塞机构，包括活塞缸、活塞以及活塞杆，所述活塞杆与所述挤压板的底部相连，所述活塞缸的下端口与所述通孔连通。
优选的，所述操动机构为由弹性材料制成的空心体，所述空心体的下端口部与所述通孔连通。
优选的，所述动力源为位于所述挤压板的上方且固定于所述固定板上的电动推杆或气压缸，所述电动推杆的推杆与所述挤压板连接或所述气压缸的活塞杆与所述挤压板连接。
优选的，所述插针组具有九根所述插针且九根所述插针的所述导电针体通过导线连接成“田”字型，且围成区域的面积为80mm2～150mm2。
优选的，所述插针伸出所述固定板的下表面的长度为2mm～5mm。
优选的，所述固定弧板包括弧板板体以及设于该弧板板体上的固定块，所述固定块上设有两个导向槽，两所述导向槽斜向下向两侧延伸，所述弹性安装板包括左弹性安装板和右弹性安装板，所述左弹性安装板和所述右弹性安装板分别滑动插设在同一个所述固定块上的两个所述导向槽中，所述固定块上还设有将所述左弹性安装板和所述右弹性安装板固定在对应所述导向槽中的定位件；所述弧板板体包括上部弧板板体、中部弧板板体以及下部弧板板体，所述上部弧板板体和所述中部弧板板体滑动插设在上连接块中，所述中部弧板板体和所述下部弧板板体滑动插设在下连接块中，所述固定块位于所述上连接块和所述下连接块之间，所述上连接块上设有用于将所述上部弧板板体和所述中部弧板板体固定在一起的定位部件，所述下连接块上设有将所述中部弧板板体和所述下部弧板板体固定在一起的定位结构。
优选的，所述定位件为旋设在所述固定块上的顶丝，所述定位部件为旋设在所述上连接块上的顶丝，所述定位结构为旋设在所述下连接块上的顶丝。
优选的，所述头部箍圈包括由硬质材料制成的外部箍圈以及由充气气囊制成的内部箍圈，所述固定弧板固定在所述外部箍圈上。
优选的，所述内部箍圈的内表面上均匀分布多个向内延伸的防滑凸起。
本发明的脑电信号采集装置，脑电信号采集电极的插针能够轻松穿过头发抵达头皮检测部位，为了克服插针与头皮接触面积小的问题，本技术方案采取了插针组的方式，插针组中的各个导电针体通过电连接件相互电连接，形成一定区域，进一步的，用导电针体向头皮挤出导电凝胶的方式增加接触面积，具体操作为：动力源向下输出直线运动，带动挤压板挤压操动机构，操动机构将导电凝胶经导电针体的通孔向下挤出且直接作用到头皮上，由于导电凝胶位于头发的发根处，因此，头发对信号采集几乎没有影响，检测完成后，动力源带动挤压板向上运动，操动机构恢复原状，将头皮、发根处的导电凝胶吸回插针中，实现导电凝胶回收，不对头皮产生伤害，同时导电凝胶能够多次使用，大大降低了检测成本；脑电信号采集电极固定在电极固定架上，具体固定结构是：相邻固定弧板上的弹性安装板的外端部固定在同一个固定板上。使用的时候，将头部箍圈套在头上进行固定，由于弹性安装板与对应固定弧板垂直设置且斜向下向两侧延伸，带动脑电信号采集电极的导电针体也向内凸出，因此，当头部箍圈固定好后，导电针体在弹性安装板的弹力作用下穿过头发压在头皮上，防止接触不良现象的发生，在脑电信号采集电极和电极固定架的协同作用下，能够稳定准确地检测脑电信号，对被检测者的要求大大降低，被检测者甚至可以自由活动，由于该脑电信号采集装置具有上述优点，使得它也可以应用于穿戴设备上，增加了应用的范围。
更进一步的，操动机构为活塞机构，包括活塞缸、活塞以及活塞杆，所述活塞杆与挤压板的底部相连，活塞缸的下端口与通孔连通，使用非常方便。
更进一步的，操动机构为由弹性材料制成的空心体，所述空心体的下端口部与所述通孔连通，使用时，挤压板挤压空心体即可。
更进一步的，动力源为位于挤压板的上方固定于所述固定板上的电动推杆或气压缸，电动推杆的推杆与所述挤压板连接或所述气压缸的活塞杆与所述挤压板连接，电动推杆和气压缸易于控制，使用方便。
更进一步的，插针组具有九根插针，九根插针的导电针体通过导线连接成“田”字型，且围成区域的面积为80mm2～150mm2，实验表明，该面积是比较适宜的测量面积。
更进一步的，固定块上设有两个斜向下向两侧延伸的导向槽，左弹性安装板和右弹性安装板分别滑动插设在同一个固定块上的两个导向槽中，固定块上还设有将左弹性安装板和右弹性安装板固定在对应导向槽中的定位件，这样可以根据需要调整左弹性安装板和右弹性安装板的长短；上部弧板板体和中部弧板板体滑动插设在上连接块中，中部弧板板体和下部弧板板体滑动插设在下连接块中，固定块位于上连接块和下连接块之间，上连接块上设有用于将上部弧板板体和中部弧板板体固定在一起的定位部件，下连接块上设有将中部弧板板体和下部弧板板体固定在一起的定位结构，弧板板体的这种结构可以分别调整上半段和下半段长度。由于个体间的差异，不同的人的头部在大小、长短、扁圆等头部形态均不一致，有的差异还比较大，但是头部脑电信号的采集却需要遵循一定的要求，比如行业内熟知的头部脑电信号采集国际通用的 10-20 标准，实际操作中往往需要对弧板板体以及左、右弹性安装版长短进行调整，本方案的结构完全能够满足上述使用要求，可用于不同个体脑电信号的测量，使用范围广泛。
更进一步的，使用顶丝进行固定和定位，结构简单，操作简便。
更进一步的，头部箍圈包括由硬质材料制成的外部箍圈以及由充气气囊制成的内部箍圈，固定弧板固定在外部箍圈上，使用时先将头部箍圈套在头上，然后对内部箍圈充气，内部箍圈能够全面填充外部箍圈与头部之间形成的间隙，使得整个头部箍圈与头部紧紧贴合，同时由于外部箍圈的包裹和挤压，使得内部箍圈无法因向外膨胀而变松弛，在内部箍圈和外部箍圈的协同作用下，头部箍圈紧紧固定在头部，很难与头部产生相对移动，固定效果非常好，这样，头部可以随意活动，不用担心脑电信号采集装与头部采集部位发生相对移动。
更进一步的，内部箍圈的内表面上均匀分布多个向内延伸的防滑凸起，这些防滑凸起，穿过头发紧紧顶住头皮，增大摩擦力，这种结构能够将头部箍圈在头部固定的更加牢靠。
附图说明
图1是本发明实施例中脑电信号采集装置的一种结构示意图。
图2是本发明实施例中脑电信号采集装置的另一种结构示意图。
图3是本发明实施例中脑电信号采集电极的结构示意图。
图4是本发明实施例中头部箍圈的结构示意图。
图5是图4的A处放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
脑电信号采集装置的实施例
实施例1
如图1、图3所示，包括脑电信号采集电极1以及用于固定脑电信号采集电极的电极固定架，脑电信号采集电极1包括固定板13、穿设在该固定板上的插针组、设于插针组上方的挤压板10以及驱动挤压板往复运动的动力源，本实施例中的动力源为位于挤压板的上方固定于固定板上的电动推杆（图中未显示），电动推杆的推杆与挤压板10连接。插针组包括多根插针，每根插针均包括中心具有通孔的导电针体14以及设于导电针体14上部且与通孔连通的用于将导电凝胶从通孔中挤出和吸入的操动机构，本实施例中，操动机构为由弹性材料制成的空心体11，空心体11的下端口部与通孔连通。插针伸出固定板13下表面的长度为2mm～5mm，本实施例中为3mm，插针组中的各个导电针体14通过电连接件相互电连接，电连接件可以为导线或导电板，本实施例中，插针组具有九根插针，电连接件为导线12，九根插针的导电针体14通过导线12连接成“田”字型，且围成区域的面积为80mm2～150mm2。电极固定架包括头部箍圈2以及一端均固定在头部箍圈2上且另一端呈十字形固定在一起的四个固定弧板，头部箍圈2为单层橡胶塑料箍圈，每个固定弧板上均设有弹性安装板，弹性安装板与对应固定弧板垂直设置且斜向下向两侧延伸，相邻固定弧板上的弹性安装板的外端部固定在同一个固定板13上，固定弧板包括弧板板体3以及设于该弧板板体3上的固定块4，固定块4上设有两个导向槽（图中未显示），两导向槽斜向下向两侧延伸，弹性安装板包括左弹性安装板7和右弹性安装板8，左弹性安装板7和右弹性安装板8分别滑动插设在同一个固定块4上的两个导向槽中，固定块4上还设有将左弹性安装板7和右弹性安装板8固定在对应导向槽中的定位件9；弧板板体3包括上部弧板板体301、中部弧板板体302以及下部弧板板体303，上部弧板板体301和中部弧板板体302滑动插设在上连接块5中，中部弧板板体302和下部弧板板体303滑动插设在下连接块6中，固定块5位于上连接块5和下连接块6之间，上连接块5上设有用于将上部弧板板体301和中部弧板板体302固定在一起的定位部件15，下连接块上设有将中部弧板板体302和下部弧板板体303固定在一起的定位结构16，本实施例中，定位件9为旋设在固定块4上的顶丝，定位部件15为旋设在上连接块5上的顶丝，定位结构16为旋设在下连接块6上的顶丝。
本实施例的的脑电信号采集装置，脑电信号采集电极的插针能够轻松穿过头发抵达头皮检测部位，为了克服插针与头皮接触面积小的问题，本技术方案采取了插针组的方式，插针组中的各个导电针体通过电连接件相互电连接，常采用的方式是，插针组中的各个导电针体通过导线连接成具有一定区域的网状结构，各导电针体位于网状结构的节点，当然，导电针体也可以穿设在导电板上形成一定的区域，进一步的，用导电针体向头皮挤出导电凝胶的方式增加接触面积，具体操作为：动力源向下输出直线运动，带动挤压板挤压操动机构，操动机构将导电凝胶经导电针体的通孔向下挤出且直接作用到头皮上，由于导电凝胶位于头发的发根处，因此，头发对信号采集几乎没有影响，检测完成后，动力源带动挤压板向上运动，操动机构恢复原状，将头皮、发根处的导电凝胶吸回插针中，实现导电凝胶回收，不对头皮产生伤害，同时导电凝胶能够多次使用，大大降低了检测成本；脑电信号采集电极固定在电极固定架上，具体固定结构是：相邻固定弧板上的弹性安装板的外端部固定在同一个固定板上。使用的时候，将头部箍圈套在头上进行固定，由于弹性安装板与对应固定弧板垂直设置且斜向下延伸，带动脑电信号采集电极的导电针体也向内凸出，因此，当头部箍圈固定好后，导电针体在弹性安装板的弹力作用下穿过头发压在头皮上，防止接触不良现象的发生，在脑电信号采集电极和电极固定架的协同作用下，能够稳定准确地检测脑电信号，对被检测者的要求大大降低，被检测者甚至可以自由活动，由于该脑电信号采集装置具有上述优点，使得它也可以应用于穿戴设备上，增加了应用的范围。更进一步的，固定块上设有两个斜向下向两侧延伸的导向槽，左弹性安装板和右弹性安装板分别滑动插设在同一个固定块上的两个导向槽中，固定块上还设有将左弹性安装板和右弹性安装板固定在对应导向槽中的定位件，这样可以根据需要调整左弹性安装板和右弹性安装板的长短；上部弧板板体和中部弧板板体滑动插设在上连接块中，中部弧板板体和下部弧板板体滑动插设在下连接块中，固定块位于上连接块和下连接块之间，上连接块上设有用于将上部弧板板体和中部弧板板体固定在一起的定位部件，下连接块上设有将中部弧板板体和下部弧板板体固定在一起的定位结构，弧板板体的这种结构可以分别调整上半段和下半段长度。由于个体间的差异，不同的人的头部在大小、长短、扁圆等头部形态均不一致，有的差异还比较大，但是头部脑电信号的采集却需要遵循一定的要求，比如行业内熟知的头部脑电信号采集国际通用的 10-20 标准，实际操作中往往需要对弧板板体以及左、右弹性安装版长短进行调整，本方案的结构完全能够满足上述使用要求，可用于不同个体脑电信号的测量，使用范围广泛。
实施例2
与实施例1不同的是，如图2所示，固定弧板包括弧板板体17以及设于该弧板板体17上的固定件18，弹性安装板固定在固定件上或者与固定件一体设置，弹性安装板与对应固定弧板垂直设置且斜向下向两侧延伸，弹性安装板包括左弹性安装板19和右弹性安装板20。此种结构的脑电信号采集装置不能对弧板板体的长度以及弹性安装板的长度进行调节，只能对头部形状大小相近的人进行脑电信号采集，但是该脑电信号采集装置除了不能对弧板板体的长度以及弹性安装板的长度进行调节之外，具备实施例1中脑电信号采集装置的其他所有优点。
在本发明的其他实施例中，与上述实施例不同的是，所述操动机构为活塞机构，包括活塞缸、活塞以及活塞杆，活塞杆与所述挤压板的底部相连，活塞缸的下端口与所述通孔连通，活塞机构结构简单，操作方便，更容易控制导电凝胶的挤出量；在本发明的其他实施例中，与上述实施例不同的是，动力源为位于挤压板的上方且固定于固定板上的气压缸，气压缸的活塞杆与挤压板连接；在本发明的其他实施例中，与上述实施例不同的是，插针组具有八根或十根等等，插针均匀分布在一个80mm2～150mm2的区域内即可，各插针通过导线连接；在本发明的其他实施例中，与上述实施例不同的是，定位件、定位部件和定位结构还可以为现有技术中的其他定位方式；在本发明的其他实施例中，与上述实施例不同的是，如图4、图5所示，头部箍圈包括由硬质材料制成的外部箍圈21以及由充气气囊制成的内部箍圈22，固定弧板固定在外部箍圈21上，内部箍圈22的内表面上均匀分布多个向内延伸的防滑凸起23。这样使用时先将头部箍圈套在头上，然后对内部箍圈充气，内部箍圈能够全面填充外部箍圈与头部之间形成的间隙，使得整个头部箍圈与头部紧紧贴合，同时由于外部箍圈的包裹和挤压，使得内部箍圈无法因向外膨胀而变松弛，在内部箍圈和外部箍圈的协同作用下，头部箍圈紧紧固定在头部，很难与头部产生相对移动，固定效果非常好，内部箍圈的内表面上均匀分布多个向内延伸的防滑凸起，这些防滑凸起，穿过头发紧紧顶住头皮，增大摩擦力，这种结构能够将头部箍圈在头部固定的更加牢靠，这样，头部可以随意活动，不用担心脑电信号采集装与头部采集部位发生相对移动。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.脑电信号采集装置，其特征在于：包括脑电信号采集电极以及用于固定所述脑电信号采集电极的电极固定架，所述脑电信号采集电极包括固定板、穿设在该固定板上的插针组、设于该插针组上方的挤压板以及驱动所述挤压板往复运动的动力源，所述插针组包括多根插针，每根插针均包括中心具有通孔的导电针体以及设于所述导电针体的上部且与所述通孔连通的用于将导电凝胶从通孔中挤出和吸入的操动机构，所述插针组中的各个所述导电针体通过电连接件相互电连接；所述电极固定架包括头部箍圈以及一端均固定在所述头部箍圈上且另一端固定在一起的四个固定弧板，每个所述固定弧板上均设有弹性安装板，所述弹性安装板与对应所述固定弧板垂直设置且斜向下向两侧延伸，相邻所述固定弧板上的所述弹性安装板的外端部固定在同一个所述固定板上。
2.根据权利要求1所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述操动机构为活塞机构，包括活塞缸、活塞以及活塞杆，所述活塞杆与所述挤压板的底部相连，所述活塞缸的下端口与所述通孔连通。
3. 根据权利要求1所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述操动机构为由弹性材料制成的空心体，所述空心体的下端口部与所述通孔连通。
4. 根据权利要求1或2或3所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述动力源为位于所述挤压板的上方且固定于所述固定板上的电动推杆或气压缸，所述电动推杆的推杆与所述挤压板连接或所述气压缸的活塞杆与所述挤压板连接。
5. 根据权利要求1所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述插针组具有九根所述插针且九根所述插针的所述导电针体通过导线连接成“田”字型，且围成区域的面积为80mm2～150mm2。
6. 根据权利要求1所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述插针伸出所述固定板的下表面的长度为2mm～5mm。
7.根据权利要求4所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述固定弧板包括弧板板体以及设于该弧板板体上的固定块，所述固定块上设有两个导向槽，两所述导向槽斜向下向两侧延伸，所述弹性安装板包括左弹性安装板和右弹性安装板，所述左弹性安装板和所述右弹性安装板分别滑动插设在同一个所述固定块上的两个所述导向槽中，所述固定块上还设有将所述左弹性安装板和所述右弹性安装板固定在对应所述导向槽中的定位件；所述弧板板体包括上部弧板板体、中部弧板板体以及下部弧板板体，所述上部弧板板体和所述中部弧板板体滑动插设在上连接块中，所述中部弧板板体和所述下部弧板板体滑动插设在下连接块中，所述固定块位于所述上连接块和所述下连接块之间，所述上连接块上设有用于将所述上部弧板板体和所述中部弧板板体固定在一起的定位部件，所述下连接块上设有将所述中部弧板板体和所述下部弧板板体固定在一起的定位结构。
8.根据权利要求7所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述定位件为旋设在所述固定块上的顶丝，所述定位部件为旋设在所述上连接块上的顶丝，所述定位结构为旋设在所述下连接块上的顶丝。
9. 根据权利要求1或2或3或5或6或7或8所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述头部箍圈包括由硬质材料制成的外部箍圈以及由充气气囊制成的内部箍圈，所述固定弧板固定在所述外部箍圈上。
10.根据权利要求9所述的脑电信号采集装置，其特征在于：所述内部箍圈的内表面上均匀分布多个向内延伸的防滑凸起。
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