CN216021084U - 头戴式睡眠仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种头戴式睡眠仪，包括：头环、脑电波检测电路、主控电路和供电电路，其中，头环上的开口将头环的额头部分划分第一发带和第二发带；脑电波检测电路包括相互连接的电极阵列和信号处理装置；主控电路包括微处理单元MCU，微处理单元MCU连接信号处理装置，微处理单元MCU还连接有血氧传感器、播放器、加速度传感器、拾音器、数据存储器、曲库存储器和无线通信芯片。本申请通过第一发带和第二发带的设置，实现将电极和主控电路分离的目的，不仅起到增加电极的数量以扩大脑电信号检测范围，从而增加数据采集量的效果，还通过第一发带和第二发带的设置，将主控电路与采集电路分离，起到了分散前额部分的重量，提高用户的佩戴体验的目的。

Description

头戴式睡眠仪

技术领域

本申请涉及生物电信号采集技术领域，特别是涉及一种头戴式睡眠仪。

背景技术

随着社会的发展，失眠问题越来越成为影响大众健康的问题之一。当前解决失眠主要是通过药物治疗，但这种方式对人体本身伤害极大，长期服用药物，还会对人体产生药物副作用，对人体造成新的伤害，失眠者心理负担反而会加重，由于担心药物产生副作用和依赖性，就更会产生精神压力和心理负担，造成恶性循环使失眠症状更趋严重。

相关技术提供了无需药物进行助眠的头戴式睡眠仪。然而，相关的头戴式睡眠仪因主控电路占据较大面积，使得对脑电的采集区范围较窄，极大了影响了采集精度；同时，相关的头戴式睡眠仪因主控电路以及采集电路集中设置在一起，存在前额部分过重，影响用户的佩戴体验的问题。

实用新型内容

为了解决上述至少一个问题，本申请提供了一种头戴式睡眠仪，以实现对生物电的长期检测的目的。

本申请提供一种头戴式睡眠仪，该头戴式睡眠仪包括：

头环，头环上设置有开口，开口将头环的额头部分在竖直方向由下至上划分为第一发带和第二发带；

脑电波检测电路，所述脑电波检测电路包括相互连接的电极阵列和信号处理装置，所述电极阵列安装在所述第一发带上；

主控电路，安装于所述第二发带内部，所述主控电路包括微处理单元MCU，所述微处理单元MCU连接所述信号处理装置，所述微处理单元MCU还连接有血氧传感器、播放器、加速度传感器、拾音器、数据存储器、曲库存储器和无线通信芯片；

供电电路，安装于所述第二发带内部，所述供电电路包括第一供电控制子电路和第二供电控制子电路，所述第一供电控制子电路连接所述脑电波检测电路，所述第二供电控制子电路连接所述主控电路。

进一步地，所述第二发带上安装有爪形电极。

进一步地，所述头环远离额头部分设置有爪形电极。

进一步地，所述头环上还设置有折叠在所述第二发带上的眼罩带。

进一步地，所述第一发带内设置有安装所述电极阵列的导电基板，且所述导电基板上设置有数据传输接口，所述数据传输接口与所述信号处理装置连接。

进一步地，所述第二发带内安装有硅胶支撑件，所述主控电路和所述供电电路安装在所述硅胶支撑件内部。

进一步地，信号处理装置包括依次连接的第一滤波电路、运算放大电路、第二滤波电路和模数转换电路，所述模数转换电路连接所述微处理单元MCU。

本申请通过第一发带和第二发带的设置，实现将电极和主控电路分离的目的，不仅起到增加电极的数量以扩大脑电信号检测范围，从而增加数据采集量的效果，还通过第一发带和第二发带的设置，将主控电路与采集电路分离，起到了分散前额部分的重量，提高用户的佩戴体验的目的；同时，通过主控电路和脑电波检测电路的结合，起到了通过脑电和血氧两个参数进行分析，从而对用户进行睡眠干预，提高了干预效果，改善了入睡干预的效果。

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为本申请所提供的一种头戴式睡眠仪的外部结构示意图；以及

图2为本申请所提供的一种头戴式睡眠仪的内部结构示意图。

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。

本申请提供了一种头戴式睡眠仪。如图1-2所示，该头戴式睡眠仪100包括：头环10、脑电波检测电路20、主动电路30和供电电路40。

头环10上设置有开口，该开口将头环的额头部分在竖直方向由下至上划分为第一发带11和第二发带12。具体地，第一发带和第二发带的宽度可以不同。更具体地，可以采用内具有弹性材料来制作头环。具体地，头环的端部可以增设弹性拉伸件，以通过弹性拉伸件来适应不同头围的佩戴用户；同时，可以在头环的端部增设连接件，如魔术贴、卡扣和卡舌等连接头环两端的结构。应用时，还可以在头环内侧增设记忆棉，以通过记忆棉的设置增加佩戴用户的舒适性。

脑电波检测电路包括相互连接的电极阵列21和信号处理装置22，电极阵列安装在第一发带11上。主控电路30安装于第二发带12内部，主控电路包括微处理单元MCU，微处理单元MCU连接信号处理装置31，微处理单元MCU 31还连接有血氧传感器32、播放器33、加速度传感器34、拾音器、数据存储器、曲库存储器和无线通信芯片35；供电电路40，安装于第二发带内部，供电电路包括第一供电控制子电路和第二供电控制子电路，第一供电控制子电路连接脑电波检测电路，第二供电控制子电路连接主控电路。具体地，头环可以采用亲肤性的布艺材料，并可以在第一发带、第二发带中至少一个上增设拉链，以将电极阵列、主控电路分别安装至第一发带、第二发带。具体地，电极阵列为并联的多个电极，以对多个电极沿进行并排安装。具体地，主动电路和供电电路均可以采用印刷电路板PCB来作为载体，通过设置印刷电路板上安装进行电子件的安装，来得到主控电路和供电电路。更具体地，主控电路和供电电路可以安装在同一印刷电路板上，也可以分别安装在不同印刷电路板上。应用时，血氧传感器既可以安装在第一发带上，也可以安装在第二发带上。具体地，供电电路包括充电控制电路和电池，通过充电控制电路来控制电池向主控电路和脑电波检测电路的供电。应用时，可以参照图1设置充电接口41，以为电池进行充电。具体地，可以通过拾音器来检测佩戴用户周边环境的声音信号，并在声音信号超过预定分贝值时，通过播放器来对佩戴用户进行提醒。本实施例中，血氧传感器安装在第一发带上。本申请实施例中，无线通信芯片可以包括蓝牙芯片、WiFi芯片、ZigBee芯片、LoRa芯片中至少一种。例如，若无线通信芯片为蓝牙芯片，通过该蓝牙芯片来与蓝牙耳机、手机等具有蓝牙数据传输功能的设备进行连接。应用时，当用户佩戴本申请实施例提供的头戴式睡眠仪后，第一发带上的电极阵列紧贴用户额头，对用户进行脑电波采集，并通过信号处理装置进行处理后，发送至微处理单元MCU；同时，血氧传感器将检测到的血氧信号发送至微处理单元MCU；由微处理单元MCU通过数据存储器来存储脑电波信号和血氧信号，并在对脑电波信号和血氧信号进行分析后，根据分析结果来从曲库存储器中选择适合的音乐来进行播放。

在一些实施例中，可以参照图1，在头环远离额头部分增设爪形电极23，爪形电极包括导电基座，以及对称安装在导电基座上的若干个柔性导电爪。具体地，若干柔性导电爪与导电基座形成爪形结构，这样能够使柔性导电爪穿过佩戴用户头大与头皮接触，从而实现对用户后脑部分的脑电信号的采集目的。

在一些实施例中，还可以在头环上增设可折叠眼罩带。具体地，该可折叠眼罩带可以可拆卸连接在第二发带上，也可以远离头环前额部分进行可拆卸安装。应用时，可以通过魔术贴可折叠眼罩带安装在第一发带或第二发带上。这样在采集用户脑电波信号的同时，满足对光线的需求。

在一些实施例中，第一发带内设置有安装电极阵列的导电基板，且导电基板上设置有数据传输接口，数据传输接口与信号处理装置连接。

在一些实施例中，第二发带内安装有硅胶支撑件，主控电路和供电电路安装在硅胶支撑件内部，通过硅胶支撑件的设置，不仅能为主控电路和供电电路提供支撑，还起到了改善用户佩戴头环的舒适性的效果。具体地，硅胶支撑件为按照前额弧度制备的空腔结构，通过这种空腔结构的设置将主控电路和供电电路放置入内，起到保护主控电路和供电电路的效果。

在一些实施例中，信号处理装置包括依次连接的滤波器、放大器和模数转换器，模数转换器连接微处理单元MCU。

在一些实施例中，信号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，噪声传感器用于检测环境噪声。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，所述第一滤波电路与所述电极阵列连接，所述第一去燥电路连接所述微处理单元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，所述第二去燥电路连接所述电极阵列，所述第二滤波电路连接所述微处理单元MCU。控制器，所述控制器与所述噪声传感器、所述第一预处理电路和所述第二预处理电路连接，所述控制器被配置为：当所述噪声传感器检测到的噪声值不大于预设的噪声阈值时，启动所述第一预处理电路对所述电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理；当所述噪声传感器检测到的噪声值大于预设的噪声阈值时，启动所述第二预处理电路对所述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。

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。

Claims (7)

1.一种头戴式睡眠仪，其特征在于，包括：

头环，所述头环上设置有开口，所述开口将所述头环的额头部分在竖直方向由下至上划分为第一发带和第二发带；

脑电波检测电路，所述脑电波检测电路包括相互连接的电极阵列和信号处理装置，所述电极阵列安装在所述第一发带上；

主控电路，安装于所述第二发带内部，所述主控电路包括微处理单元MCU，所述微处理单元MCU连接所述信号处理装置，所述微处理单元MCU还连接有血氧传感器、播放器、加速度传感器、拾音器、数据存储器、曲库存储器和无线通信芯片；

供电电路，安装于所述第二发带内部，所述供电电路包括第一供电控制子电路和第二供电控制子电路，所述第一供电控制子电路连接所述脑电波检测电路，所述第二供电控制子电路连接所述主控电路。

2.根据权利要求1所述的头戴式睡眠仪，其特征在于，所述头环远离额头部分设置有爪形电极，所述爪形电极包括导电基座，以及对称安装在所述导电基座上的若干个柔性导电爪。

3.根据权利要求1所述的头戴式睡眠仪，其特征在于，所述头环上还设置有可折叠眼罩带。

4.根据权利要求1所述的头戴式睡眠仪，其特征在于，所述第一发带内设置有安装所述电极阵列的导电基板，且所述导电基板上设置有数据传输接口，所述数据传输接口与所述信号处理装置连接。

5.根据权利要求1所述的头戴式睡眠仪，其特征在于，所述第二发带内安装有硅胶支撑件，所述主控电路和所述供电电路安装在所述硅胶支撑件内部。

6.根据权利要求1所述的头戴式睡眠仪，其特征在于，所述信号处理装置包括依次连接的第一滤波电路、运算放大电路、第二滤波电路和模数转换电路，所述模数转换电路连接所述微处理单元MCU。

7.根据权利要求1所述的头戴式睡眠仪，其特征在于，所述信号处理装置包括：

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，所述第一滤波电路与所述电极阵列连接，所述第一去燥电路连接所述微处理单元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，所述第二去燥电路连接所述电极阵列，所述第二滤波电路连接所述微处理单元MCU；

控制器，所述控制器与所述噪声传感器、所述第一预处理电路和所述第二预处理电路连接，所述控制器被配置为：当所述噪声传感器检测到的噪声值不大于预设的噪声阈值时，启动所述第一预处理电路对所述电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理；当所述噪声传感器检测到的噪声值大于预设的噪声阈值时，启动所述第二预处理电路对所述电极阵列检测到的脑电EEG信号进行处理。

Images