CN208404597U - 一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，包括电源模块、作用电极、非作用电极、支架、无线通讯模块；电源模块固定安装于所述支架靠近动物后颈部的支架外侧处；作用电极为十二个盘状电极，各个作用电极分别布置于动物头部的额区、顶区、枕区和颞区；非作用电极包括第一参考电极和第二参考电极；第一参考电极和第二参考电极通过导线与各个作用电极相连，采用单级别导联的方式进行布置；支架为环状开口结构，佩戴于动物颈部，支架靠近动物下颌的部分为开口部分，开口的两端部结合处设有粘扣；无线通讯模块固定放置于所述支架的外侧；本头戴式装置体积小、便于动物穿戴，采用无线与外部设备连接，可以扩大受测动物的活动范围。

Description

一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于头戴式装置，特别涉及一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置。

背景技术

某些时候当动物出现异常的情绪波动时，人类会读错这些信号，因此随着科技的发展，越来越多的人希望及时准确地得知动物的脑部状态信息，从而可以得知动物的情绪信息，如愉快、忧伤、烦躁、恐惧等。目前生物脑电一般采用有线方式进行测量，其限制了动物的运动范围，在测量过程中一旦动物想突破所限定的测量范围却受到限制，接受测量的动物极有可能出现脑电异常的状况干扰测量结果，并且在测量过程中还可能会发生导线缠绕动物或者导线被动物咬坏等情况破坏测量过程。另外，在脑-机接口技术领域中，现有技术通常是以人为对象设计可穿戴设备进行脑波分析。现有的脑电分析设备主要用于医疗诊断，其体积大不易移动，不适合动物随身佩戴。同时，现有的以人为对象的脑电分析装置其所涉及的头戴式脑电信号采集装置，如发带状或头盔状等并不适合动物佩戴，例如发带如果佩戴在犬类动物的耳朵上沿或下沿，则动物活动过程中所述发带可能会滑动或脱落，造成所述工作电极无法接触。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，提出了一种采集动物如犬类脑电信号的可用于所述动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，所述头戴式装置根据动物的身体特点设计而成，便于动物佩戴/穿戴。

实用新型的技术方案如下：

一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，

包括电源模块、作用电极、非作用电极、支架、无线通讯模块和辅助设备；

所述电源模块固定安装于所述支架靠近动物后颈部的支架外侧处，用于提供电源；

所述作用电极为盘状电极，所述作用电极包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、第七电极、第八电极、第九电极、第十电极、第十一电极和第十二电极；

各个作用电极分别布置于动物头部的额区、顶区、枕区和颞区；

所述非作用电极为耳极，所述非作用电极包括第一参考电极和第二参考电极；

所述第一参考电极和第二参考电极通过导线与所述各个作用电极相连，并采用单级别导联的方式进行布置；

所述支架为环状开口结构，佩戴于动物颈部，所述支架靠近动物下颌的部分为开口部分，开口的两端部结合处设有粘扣；

所述无线通讯模块固定放置于所述支架的外侧，用于进行无线通讯；

所述辅助设备固定安装于所述支架外侧，是能够产生节律性高强度闪光刺激或音乐刺激的诱发装置。

进一步的，还包括数据存储模块，所述数据存储模块放置到所述支架上，数据存储模块的接口采用usb方式插入至所述支架的USB接口内。

进一步的，还包括与所述无线通讯模块通讯连接的数据预处理模块，数据预处理模块用于对所述作用电极采集的脑电信号进行预处理并将预处理数据发送至所述无线通讯模块。

进一步的，所述作用电极的数量为偶数，且至少为12个，各个作用电极呈阵列分布，左右对称布置且各个作用电极之间的间距相等。

进一步的，还包括可拉伸的弹性基底，所述作用电极安装在所述弹性基底上，所述第一参考电极和第二参考电极与各个作用电极相连的导线的长度大于所述弹性基底的可拉伸长度。

进一步的，还包括弹簧撑架，所述弹性基底通过弹簧撑架与所述支架相连，所述弹簧撑架布置在头部两侧以及后颈部处。

进一步的，还包括耳夹，所述第一参考电极和第二参考电极位于所述耳夹内侧。

进一步的，所述电源模块上设置有开关，所述电源模块与所述支架通过USB相连接，还包括电源盒内，所述电源模块放置在电源盒内并通过电源盒背后的粘扣固定安装于所述支架靠近动物后颈部的支架外侧处。

与现有技术相比，本实用新型用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其体积小、便于动物穿戴/佩戴，同时其采用无线的方式与外部设备进行连接，可以扩大动物的活动范围，并且避免动物咬坏导线或者动物被导线缠绕等意外情况的出现，本装置适用于记录动物，例如犬类，自由活动状态下的脑电信号情况。本实用新型中所述头戴式装置可与外部移动终端无线连接，共同组成动物情绪脑电分析设备。

附图说明

图1是根据本实用新型的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置的右视示意图；

图2是根据本实用新型的所述头戴式装置的电极布置示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。对于本领域技术人员熟知的方法、手段、零部件未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

如图1和图2所示，一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置100包括电源模块1，作用电极、非作用电极、支架2、弹簧撑架3、辅助设备4，其中，所述电源模块1安装在所述支架2靠近后颈部的地方，电源模块上设置有开关，打开所述头戴式装置的电源模块，所述工作电极开始实时采集犬的原始脑电信号；所述作用电极包括第一电极6、第二电极7、第三电极8、第四电极9、第五电极10、第六电极11、第七电极12、第八电极13、第九电极14、第十电极15、第十一电极16和第十二电极17，其中，第一电极6、第二电极7、第三电极8、第四电极9、第五电极10、第六电极11、第七电极12、第八电极13、第九电极14、第十电极15、第十一电极16和第十二电极17分别布置在动物头部的额区、顶区、枕区、颞区、中央和外侧沟；所述各个作用电极呈阵列分布，左右对称布置，并且各个作用电极之间的间距相等，确保在头皮上不同代表区域的脑电活动均能够被记录到，实现对相应的大脑皮层不同区域的脑电信号的同时采集。

优选的，所述作用电极的数量至少为12个。

所述作用电极安装在弹性基底18上，且各个作用电极与相对应参考电极之间的接线长度大于弹性基底的可拉伸长度，以便为了适应不用尺寸的犬类头部形状时可进行拉伸，使所述工作电极能够放置于所述需要进行脑电信号采集的位置；所述作用电极(头皮电极)为盘状电极，其克服了针状电极在头皮下的部位不准确和阻抗高的情况，不会引起头痛，并且避免了针状电极必须使用一次性电极以避免交叉感染的问题，提高了电极的使用寿命，并可进行长时间卧位测量；

所述非作用电极包括第一参考电极A1和第二参考电极A2，所述第一参考电极A1和第二参考电极A2通过导线与所述作用电极相连，采用单级别导联的方式进行布置，所述导线集成在软管19内，使得布线整洁，操作方便；

所述头戴式装置的所述参考电极为耳极，从所述头戴式部件的支架两侧分别延伸出两根导线W1、W2,其末端与耳级相连接的部位为耳夹，所述第一参考电极A1和第二参考电极A2位于所述耳夹内侧，当所述耳夹安装到受测动物的耳部时，所述参考电极与耳部紧密贴合。

所述支架2为可佩戴至动物如犬类颈部的环状开口结构，所述支架靠近动物下颌的部分为开口部分，其两端部结合处都设有粘扣20，用于连接两端，使开口闭合；

所述贴有作用电极的弹性基底18能够被拉伸，其通过弹簧撑架3与所述支架2相连，以便对弹性基底进行拉伸，并使作用电极紧密贴合在需要测量的头皮位置，因此所述头戴式装置可根据不同体型和品种的犬类方便调节作用电极的位置，本实用新型中的头戴式装置设有多种可供选择的型号。

所述无线通讯模块21固定放置于所述支架外侧，用于与动物情绪脑电分析设备的其他部分如移动终端进行无线通讯连接；

所述辅助设备4为固定安装于所述支架2外侧的能够产生节律性高强度闪光刺激或音乐刺激的诱发装置，用于诱导被测试动物的情绪。

所述头戴式装置还可以包括固定在所述支架上的数据存储模块(未示出)，所述数据存储模块采用USB接口的方式插入至所述支架，当无线发射中断时可将采集到的数据先储存至数据存储模块，待无线通讯恢复时，再继续发送，这样设置增强了系统的可靠性，使得测试环境可以脱离实验室环境，例如，可以延伸到户外的自然环境中，因而拓展了系统的使用范围。

为了达到最佳效果，还可以在单级导联中加入平均单级导联，可消除耳级异常的影响。

所述头戴式装置还可以包括数据预处理模块，对采集到原始脑电信号进行预处理后，再通过无线发送模块将所述预处理后的动物脑电信号发送至移动终端，进行后续的数据处理、特征提取等，分析动物的情绪信息。

使用时，将所述头戴式装置100佩戴到动物如犬的头部，所述第一电极6放置于犬头部前额左侧处，所述第二电极7放置于犬头部前额右侧处，所述第三电极8放置于所述中央沟左侧部分，所述第四电极9放置于所述中央沟右侧部分，所述第五电极10放置于左额区，所述第六电极11放置于所述右额区，所述第七电极12位于左颞区，所述第八电极13位于所述右颞区，所述第九电极14位于左侧的外侧沟处，所述第十电极15位于所述右侧的外侧沟处，所述第十一电极16位于左枕区，所述第十二电极17位于所述右枕区。所述第一参考电极A1和第二参考电极A2通过导线与所述头戴式装置相连。将第一参考电极A1和第二参考电极A2分别夹到犬的两耳耳尖，所述参考电极为盘状电极，其通过夹子夹在耳尖上。参考电极置于一侧耳夹内侧，当所述夹子夹到耳朵上时，所述参考电极A1、A2与耳朵表面的皮肤紧密贴合。所述支架套在动物如犬类的颈部，调节下颌处环状开口部件的粘扣，使其紧密贴合后将粘扣粘合，调整所述位于头部两侧和后颈部的弹簧撑架使作用电极紧密贴合需要采集脑电信号的大脑皮层区域。打开所述头戴式装置100的电源模块1，所述头戴式装置开始实时采集犬的原始脑电信号，并通过无线模块将所述信号发送出去，所述移动终端接收到上述数据后，对信号进行特征提取分析，得到反映犬类的情绪状况的信息，同时可设置发声模块根据预设值进行语音提示报警，监测结束后，取下所述头戴式装置。

所述头戴式装置，还可以包括数据存储模块，当所述无线通讯模块处于异常不工作状态下时，可以将采集到的原始脑电信号或者或者经过预处理后的动物脑电信号储存到数据存储模块中，待无线通讯模块恢复正常后，再将上述信号一并发送至移动终端中。

本实用新型中的可用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，体积小、便于动物穿戴/佩戴，同时其采用无线的方式与外部设备进行连接，可以扩大动物的活动范围，并且避免动物咬坏导线或者动物被导线缠绕等意外情况的出现，本装置适用于记录动物，例如犬类，自由活动状态下的脑电信号情况。本实用新型中所述头戴式装置可与外部移动终端无线连接，共同组成动物情绪脑电分析设备。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内做出的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

包括电源模块、作用电极、非作用电极、支架、无线通讯模块和辅助设备；

所述电源模块固定安装于所述支架靠近动物后颈部的支架外侧处，用于提供电源；

所述作用电极为盘状电极，所述作用电极包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、第七电极、第八电极、第九电极、第十电极、第十一电极和第十二电极；

各个作用电极分别布置于动物头部的额区、顶区、枕区和颞区；

所述非作用电极为耳极，所述非作用电极包括第一参考电极和第二参考电极；

所述第一参考电极和第二参考电极通过导线与所述各个作用电极相连，并采用单级别导联的方式进行布置；

所述支架为环状开口结构，佩戴于动物颈部，所述支架靠近动物下颌的部分为开口部分，开口的两端部结合处设有粘扣；

所述无线通讯模块固定放置于所述支架的外侧，用于进行无线通讯；

所述辅助设备固定安装于所述支架外侧，是能够产生节律性高强度闪光刺激或音乐刺激的诱发装置。

2.如权利要求1所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

还包括数据存储模块，所述数据存储模块放置到所述支架上，数据存储模块的接口采用usb方式插入至所述支架的USB接口内。

3.如权利要求1或2所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

还包括与所述无线通讯模块通讯连接的数据预处理模块，数据预处理模块用于对所述作用电极采集的脑电信号进行预处理并将预处理数据发送至所述无线通讯模块。

4.如权利要求1或2所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

所述作用电极的数量为偶数且至少为12个，各个作用电极呈阵列分布，左右对称布置且各个作用电极之间的间距相等。

5.如权利要求1或2所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

还包括可拉伸的弹性基底，所述作用电极安装在所述弹性基底上，所述第一参考电极和第二参考电极与各个作用电极相连的导线的长度大于所述弹性基底的可拉伸长度。

6.如权利要求5所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

还包括弹簧撑架，所述弹性基底通过弹簧撑架与所述支架相连，所述弹簧撑架布置在头部两侧以及后颈部处。

7.如权利要求1所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

还包括耳夹，所述第一参考电极和第二参考电极位于所述耳夹内侧。

8.如权利要求1所述的用于动物情绪脑电分析设备的头戴式装置，其特征在于，

所述电源模块上设置有开关，所述电源模块与所述支架通过USB相连接，还包括电源盒，所述电源模块放置在电源盒内并通过电源盒背后的粘扣固定安装于所述支架靠近动物后颈部的支架外侧处。