CN219048526U - 基于耳部eeg的采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及脑电信号采集技术领域，尤其涉及一种基于耳部EEG的采集装置，包括：挂耳式电极组件和与挂耳式电极组件连接的EEG采集设备；挂耳式电极组件包括柔性电路板本体和置于柔性电路板本体上的多个电极片，柔性电路板本体包括C形部、与C形部一体成型的延伸部以及安装在延伸部自由端的、用于连接EEG采集设备的连接器；其中，多个电极片设置在C形部上，靠近延伸部的自由端设置有多个电极引脚，多个电极引脚与电极片一一对应，每个电极片均与其对应的电极引脚连接，多个电极引脚还与连接器连接。本实用新型测量用户耳朵周围的EEG脑电信号，不需要进行复杂的设备准备，电极不与用户的头发接触，使用方便，用户舒适性好，使用后无需清洗头发。

Description

基于耳部EEG的采集装置

技术领域

本实用新型涉及脑电信号采集技术领域，尤其涉及一种基于耳部EEG的采集装置。

背景技术

脑电(Electroencephalogram,EEG)是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，它包含了丰富能够反映生理、心理状态的信息，其节律随着精神状态的变化而不断改变，不同的脑力荷程度会使脑电信号产生不同的变化。因此，根据脑电信号的变化，可推测大脑活动的功能状态，从而检测出特定任务的脑力负荷强度。实际脑电信号中都包含有趋势、突变、事件的开始与结束等特征，这些变化中蕴含着非常重要的信息，脑电信号可以看作是发生在不同时间尺度上不同结构的重叠结果。在大脑神经信号的采集过程中，EEG的采集装置是脑电信号采集时必不可少的器件。

然而，目前现有的佩戴式的采集装置，佩戴在用户的头部后，通过设置在采集装置的表面电极提取用户头皮的脑电信号，再将提取的脑电信号输入到模拟前端，并依次经过滤波、放大、以及模数转换，得到数字化的脑电信号并输入到无线收发器，无线收发器将数字化的脑电信号传输至终端设备，实现对脑电信号的采集。但是，现有的采集装置使用带有电解质凝胶的电极或湿电极的脑电帽从用户的头皮采集EEG，采集装置在使用前，被试人员需要洗头，设备准备需要过长时间，需要将对脑电帽内的电极进行处理，其次，用户头发不能有像发夹一样的饰物，饰物和帽子都必须在佩戴脑电帽前摘除，在脑电信号采集完成后，残留在头发上的电解质凝胶会粘在用户的头发上，或者湿电极会使得用户的头发变湿，会使用户不舒服，需要洗头，给用户带来了不适，用户体验感差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术EEG的采集装置用户体验感差的技术问题，本实用新型提供一种基于耳部EEG的采集装置，测量用户耳朵周围的EEG脑电信号，不需要进行复杂的设备准备，电极不与用户的头发接触，使用方便，用户舒适性好，使用后无需清洗头发。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于耳部EEG的采集装置，包括：挂耳式电极组件和与所述挂耳式电极组件连接的EEG采集设备；所述挂耳式电极组件包括柔性电路板本体和置于所述柔性电路板本体上的多个电极片，所述柔性电路板本体包括C形部、与所述C形部一体成型的延伸部以及安装在所述延伸部自由端的、用于连接所述EEG采集设备的连接器；其中，多个所述电极片设置在所述C形部上，靠近所述延伸部的自由端设置有多个电极引脚，多个所述电极引脚与所述电极片一一对应，每个所述电极片均与其对应的所述电极引脚连接，多个所述电极引脚还与所述连接器连接。挂耳式电极组件佩戴在用户耳朵上，EEG采集设备获取并处理来自挂耳式电极组件采集的EEG信号，采用挂耳式电极组件设置的C形部便于用户佩戴在耳朵上实现自主穿戴、便携且贴合度高；采集装置在使用前不需要进行复杂的设备准备，节约了采集时间，电极不与用户的头发接触，使用方便，用户舒适性好，使用后无需清洗头发。

进一步，具体地，还包括上位机设备，与所述EEG采集设备通信连接。

进一步，具体地，所述EEG采集设备包括：电源转换模块、信号采集及处理模块、MCU主控模块以及无线通信模块；所述信号采集及处理模块、所述MCU主控模块以及所述无线通信模块均与所述电源转换模块连接；所述连接器与所述信号采集及处理模块连接；所述信号采集及处理模块与所述MCU主控模块连接；所述MCU主控模块与所述无线通信模块连接。

进一步，具体地，所述信号采集及处理模块包括低通滤波器和模数转换器；所述挂耳式电极组件与所述低通滤波器连接，所述低通滤波器与所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述MCU主控模块连接。

进一步，具体地，所述C形部表面设置有十个电极片，十个所述电极片具体为八个采集电极片、一个地电极片和一个参考电极片，所述地电极片设于所述C形部的一端，所述参考电极片设于所述C形部的另一端，八个所述采集电极片分布于所述地电极片和所述参考电极片之间。

进一步，具体地，所述延伸部自所述C形部的中间位置，所述延伸部向远离所述C形部的开口处方向延伸。

进一步，具体地，所述电极片与其对应的所述电极引脚通过导电线路连接。

进一步，具体地，所述柔性电路板本体的基材为聚酰亚胺基材。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的基于耳部EEG的采集装置，测量用户耳朵周围的EEG脑电信号，采用挂耳式电极组件设置的C形部便于用户佩戴在耳朵上实现自主穿戴、便携且贴合度高；采集装置在使用前不需要进行复杂的设备准备，节约了采集时间，电极不与用户的头发接触，使用方便，用户舒适性好，使用后无需清洗头发。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型最优实施例的结构示意图。

图2是本实用新型最优实施例挂耳式电极组件的结构示意图。

图3是图2中A区域的局部放大图。

图4是本实用新型提供的佩戴挂耳式电极组件耳部电极位置示意图。

图中1、挂耳式电极组件；2、EEG采集设备；11、柔性电路板本体；12、电极片；111、C形部；112、延伸部；113、电极引脚；21、电源转换模块；22、信号采集及处理模块；23、MCU主控模块；24、无线通信模块；211、电池；212、转换单元；221、低通滤波器；222、模数转换器。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，是本实用新型最优实施例，一种基于耳部EEG的采集装置，包括：挂耳式电极组件1和与挂耳式电极组件1连接的EEG采集设备2，挂耳式电极组件1佩戴在用户耳朵上，EEG采集设备2获取并处理来自挂耳式电极组件1采集的EEG信号；其中，挂耳式电极组件1包括柔性电路板本体11和置于柔性电路板本体11上的多个电极片12，柔性电路板本体11包括C形部111、与C形部111一体成型的延伸部112以及安装在延伸部112自由端的、用于连接EEG采集设备2的连接器(图中未示出)；其中，多个电极片12设置在C形部111上，靠近延伸部112的自由端设置有多个电极引脚113，多个电极引脚113与电极片12一一对应，每个电极片12均与其对应的电极引脚113连接，进一步的，每个电极片12与其对应的电极引脚113通过导电线路连接，多个电极引脚113还与连接器连接。柔性电路板本体的基材采用但不限于聚酰亚胺基材。

采用挂耳式电极组件设置的C形部便于用户佩戴在耳朵上实现自主穿戴、便携且贴合度高；采集装置在使用前不需要进行复杂的设备准备，节约了采集时间，电极不与用户的头发接触，使用方便，用户舒适性好，使用后无需清洗头发。采集装置使用时，通过挂耳式电极组件1上的电极片与用户太阳穴附近脑区的皮肤接触，测量测量用户耳朵周围的EEG脑电信号，再将采集的EEG脑电信号传输至EEG采集设备2。

在实施例中，还包括上位机设备3，上位机设备3与EEG采集设备2通信连接，上位机设备3接收EEC采集设备采集的EEG信号，上位机设备3可以是PC机或智能终端设备，智能终端设备可以但不限于手机或平板电脑。

在实施例中，EEG采集设备2包括：电源转换模块21、信号采集及处理模块22、MCU主控模块23以及无线通信模块24；信号采集及处理模块22、MCU主控模块23以及无线通信模块24均与电源转换模块21连接；挂耳式电极组件1的连接器与信号采集及处理模块22连接；信号采集及处理模块22与MCU主控模块23连接；MCU主控模块23与无线通信模块24连接。信号采集及处理模块22采集来自挂耳式电极组件1采集的EEG信号并进行处理，获得处理后的耳部EEG信号，信号采集及处理模块22将处理后的耳部EEG信号传输至MCU主控模块23，MCU主控模块23接收耳部EEG信号，并将耳部EEG信号传输至无线通信模块24。

电源转换模块21为各个模块供电，电源转换模块21包括电池211和转换单元212，电池211与转换单元212连接，转换单元212将电池211提供的电压转化成各模块所需的工作电压，转换后工作电压为1.8V和5V，其中，信号采集及处理模块22的工作电压为5V，MCU主控模块23和无线通信模块24的工作电压为1.8V。

信号采集及处理模块22包括低通滤波器221和模数转换器222；挂耳式电极组件1与低通滤波器221连接，低通滤波器221与模数转换器222连接，模数转换器222与MCU主控模块23连接。低通滤波器221将挂耳式电极组件1采集的EEG信号进行RC滤波后，再经过模数转换器222处理，模数转换器222将EEG信号放大后，然后再将放大后的EEG信号转换成数字信号。

MCU主控模块23包括单片机。

无线通信模块24采用蓝牙通信或wifi通信，不仅限如此，便于EEG采集设备与上位机设备通信，将采集的EEG信号通过无线通信模块24传输至上位机设备。

在实施例中，C形部111表面设置有十个电极片12，十个电极片12具体为八个采集电极片、一个地电极片和一个参考电极片，地电极片设于C形部111的一端，参考电极片设于C形部111的另一端，八个采集电极片分布于地电极片和参考电极片之间，如图4提供的佩戴挂耳式电极组件耳部电极位置示意图，采集点包括XA、XB、XC、XE、XF、XG、XH、XI、XJ和XK，挂耳式电极组件1佩戴在用户耳朵上时，地电极片和参考电极片位于耳朵的前侧采集点XA和采集点XK，八个采集电极片位于耳朵的外周的采集点XB、采集点XC、采集点XE、采集点XF、采集点XG、采集点XH、采集点XI和采集点XJ。其中，地电极片用于抑制共模干扰，参考电极片为公共参考点，地电极片和参考电极片之间的8个采集电极片为8导信号，在实际使用过程中，通常是双耳采集，对称分布，通过设置的16个采集电极片实现了耳部脑电信号准确的采集，获取更丰富的EEG信号，便于上位机设备对基于获取的EEG信号进行准确的分析。在本实用新型一些实施例中，与耳部皮肤接触的八个采集电极片可均匀分布于地电极片和参考电极片之间。

在实施例中，延伸部112自C形部111的中间位置，延伸部112向远离C形部111开口处方向延伸，便于用户佩戴。

使用时，在电极片12上涂抹导电膏，降低皮肤阻抗增强电极片的导电性，通过背胶贴附挂耳式电极组件，然后挂耳式电极组件1将粘在在于耳后皮肤的表面上，使得挂耳式电极组件1不会从耳后皮肤的表面上脱落。

本实用新型的基于耳部EEG的采集装置，测量用户耳朵周围的EEG脑电信号，采用挂耳式电极组件设置的C形部便于用户佩戴在耳朵上实现自主穿戴、便携且贴合度高；采集装置在使用前不需要进行复杂的设备准备，节约了采集时间，电极不与用户的头发接触，使用方便，用户舒适性好，使用后无需清洗头发。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，包括：挂耳式电极组件(1)和与所述挂耳式电极组件(1)连接的EEG采集设备(2)；

所述挂耳式电极组件(1)包括柔性电路板本体(11)和置于所述柔性电路板本体(11)上的多个电极片(12)，所述柔性电路板本体(11)包括C形部(111)、与所述C形部(111)一体成型的延伸部(112)以及安装在所述延伸部(112)自由端的、用于连接所述EEG采集设备(2)的连接器；

其中，在所述C形部(111)的表面上设置有多个所述电极片(12)，靠近所述延伸部(112)的自由端设置有多个电极引脚(113)，多个所述电极引脚(113)与所述电极片(12)一一对应，每个所述电极片(12)均与其对应的所述电极引脚(113)连接，多个所述电极引脚(113)还与所述连接器连接。

2.如权利要求1所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，还包括上位机设备(3)，与所述EEG采集设备(2)通信连接。

3.如权利要求1所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，所述EEG采集设备(2)包括：电源转换模块(21)、信号采集及处理模块(22)、MCU主控模块(23)以及无线通信模块(24)；

所述信号采集及处理模块(22)、所述MCU主控模块(23)以及所述无线通信模块(24)均与所述电源转换模块(21)连接；

所述连接器与所述信号采集及处理模块(22)连接；

所述信号采集及处理模块(22)与所述MCU主控模块(23)连接；

所述MCU主控模块(23)与所述无线通信模块(24)连接。

4.如权利要求3所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，所述信号采集及处理模块(22)包括低通滤波器(221)和模数转换器(222)；

所述挂耳式电极组件(1)与所述低通滤波器(221)连接，所述低通滤波器(221)与所述模数转换器(222)连接，所述模数转换器(222)与所述MCU主控模块(23)连接。

5.如权利要求1所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，所述C形部(111)表面设置有十个电极片(12)，十个所述电极片(12)具体为八个采集电极片、一个地电极片和一个参考电极片，所述地电极片设于所述C形部(111)的一端，所述参考电极片设于所述C形部(111)的另一端，八个所述采集电极片分布于所述地电极片和所述参考电极片之间。

6.如权利要求1所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，所述延伸部(112)自所述C形部(111)的中间位置，所述延伸部(112)向远离所述C形部(111)的开口处方向延伸。

7.如权利要求1所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，所述电极片(12)与其对应的所述电极引脚(113)通过导电线路连接。

8.如权利要求1所述的基于耳部EEG的采集装置，其特征在于，所述柔性电路板本体(11)的基材为聚酰亚胺基材。

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