本技术涉及脑电,尤其是涉及一种多通道脑电采集帽及脑电信号采集系统。
背景技术:
1、传统多通道脑电采集系统的系统组成通常包括以下几个主要部分:电极、电极帽、信号放大器、模数转换器和数据采集系统;电极帽配戴在人体头部时,通过电极采集脑电信号,再通过信号放大器、模数转换器将信号转换为数据采集系统可直接利用的数字信号。
2、传统多通道脑电采集系统主要使用两种类型的电极:干电极和湿电极。共同的缺陷主要是,无法快速低成本的更换,线缆重新链接、焊接组装,电极重新安装的复杂度高,大大增加了使用和维护成本。另外,传统的脑电帽柔韧性不够,通过束线材料线缆连接电极,使信号存在干扰,且材料破损难维护;若采用无线方式,则需要大体积电池和外壳,不利于头部穿戴。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种多通道脑电采集帽及脑电信号采集系统,硅胶脑电帽柔韧性好,设置于其上的柔性电路、柔性硅胶触手电极、凸点电极均方便更换与维护,且更贴合头部,配合收缩绑带,能够提高舒适性和信号贴合度、以及信号检测准确性。
2、第一方面,本技术提供一种多通道脑电采集帽,多通道脑电采集帽包括:硅胶脑电帽、柔性硅胶触手电极、凸点电极、可替换柔性电路、固定组件、收缩绑带和无线脑电采集盒;其中,可替换柔性电路固定于硅胶脑电帽内部,包括多个弧状的柔性电路段,在柔性电路段的末端设置有电极点位;多个柔性电路段组成的环状路径,用于串联除参考电极点位以外的常规电极点位和前额电极点位;在每个前额电极点位上,固定一个凸点电极;在每个常规电极点位上,通过一个固定组件固定一个柔性硅胶触手电极;可替换柔性电路通过多个电极采集多通道脑电信号,通过指定接口将多通道脑电信号传输至无线脑电采集盒;可替换柔性电路对应的工艺结构包括:设置有多个电极点位的电路外形线、设置于电路外形线上的可导电的银浆走线、固化于银浆走线上的电极点位处的氯化银层、以及覆盖于银浆走线和氯化银层上的保护绝缘层;硅胶脑电帽一体成型,在下颚位置配置一下颚收缩绑带,在后脑位置配置一个后脑收缩绑带;下颚收缩绑带用于调节脑电帽纵向的松紧程度,后脑收缩绑带用于调节脑电帽横向的松紧程度;无线脑电采集盒装配于硅胶脑电帽的一侧,与可替换柔性电路通信连接,用于接收可替换柔性电路采集的多通道脑电信号并进行处理;无线脑电采集盒中包括:emc防护电路和加密信息认证电路;emc防护电路通过磁珠、tvs管、esd管、稳压管和滤波电路,对每个通道的脑电信号进行处理,以保证采集盒内各部分电压电流稳定;加密信息认证电路用于,在脑电信号采集之前,获取可替换柔性电路指定接口上安装的智能卡中存储的加密信息,基于加密信息认证线路有效后,使可替换柔性电路进行脑电信号采集,并对可替换柔性电路采集的脑电信号进行加密处理;柔性硅胶触手电极一体注塑成型,包括至少多个触角结构,每个触角结构接触头部的一端呈固定导角的柔和指尖状;柔性硅胶触手电极采用的导电硅胶材料包括:硅橡胶、导电粉、硫化剂;其加工过程包括两个阶段:第一阶段,硫化10分钟,温度为170℃;第二阶段,硫化4小时,温度200℃;加工后柔性硅胶触手电极的硬度为64ha-66ha,体积电阻为0.001-0.003欧。
3、进一步地,上述保护绝缘层包括:聚酰亚胺膜层和/或聚酯膜制备层。
4、进一步地,上述电路外形线以聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯或硅胶作为基材。
5、进一步地,如果电路外形线以聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯作为基材;柔性电路段配置拉伸结构,且为拉伸结构预留拉伸空间。
6、进一步地,上述参考电极点位设置于耳部位置或前额位置。
7、进一步地,上述所述滤波电路,用于采用针对脑电信号特点的二阶级联的四阶巴特沃斯模拟滤波器,对采集的多通道脑电信号进行高频滤波处理;所述无线脑电采集盒中还包括:依次连接的信号放大及模数转换电路、mcu、蓝牙电路;其中,所述信号放大及模数转换电路与所述滤波电路连接;所述mcu还与所述加密信息认证电路连接;信号放大及模数转换电路,用于对高频滤波处理后的信号进行放大和模数转换处理,得到数字信号,并通过高精度基准电源,进行模拟与数字电源隔离供电,保证数字信号的准确性;mcu,用于将数字信号发送至蓝牙电路或加密信息认证电路;蓝牙电路,采用π型匹配网络调整阻抗和倒f型天线及增大净空区域,以对数字信号进行蓝牙无线信号传输。
8、第二方面,本技术还提供一种脑电信号采集系统,信号采集终端以及如第一方面所述的多通道脑电采集帽;信号采集终端与多通道脑电采集帽中的无线脑电采集盒通信连接。
9、本技术提供的多通道脑电采集帽及脑电信号采集系统中,多通道脑电采集帽包括:硅胶脑电帽、柔性硅胶触手电极、凸点电极、可替换柔性电路、固定组件、收缩绑带和无线脑电采集盒;其中,可替换柔性电路固定于硅胶脑电帽内部,包括多个弧状的柔性电路段,在柔性电路段的末端设置有电极点位;多个柔性电路段组成的环状路径,用于串联除参考电极点位以外的常规电极点位和前额电极点位;在每个前额电极点位上,固定一个凸点电极;在每个常规电极点位上,通过一个固定组件固定一个柔性硅胶触手电极;可替换柔性电路通过多个电极采集多通道脑电信号,通过指定接口将多通道脑电信号传输至无线脑电采集盒;可替换柔性电路对应的工艺结构包括:设置有多个电极点位的电路外形线、设置于电路外形线上的可导电的银浆走线、固化于银浆走线上的电极点位处的氯化银层、以及覆盖于银浆走线和氯化银层上的保护绝缘层;硅胶脑电帽一体成型,在下颚位置配置一下颚收缩绑带,在后脑位置配置一个后脑收缩绑带;下颚收缩绑带用于调节脑电帽纵向的松紧程度,后脑收缩绑带用于调节脑电帽横向的松紧程度;无线脑电采集盒装配于硅胶脑电帽的一侧,与可替换柔性电路通信连接,用于接收可替换柔性电路采集的多通道脑电信号并进行处理;无线脑电采集盒中包括:emc防护电路和加密信息认证电路;emc防护电路通过磁珠、tvs管、esd管、稳压管和滤波电路,对每个通道的脑电信号进行处理,以保证采集盒内各部分电压电流稳定;加密信息认证电路用于,在脑电信号采集之前,获取可替换柔性电路指定接口上安装的智能卡中存储的加密信息,基于加密信息认证线路有效后,使可替换柔性电路进行脑电信号采集,并对可替换柔性电路采集的脑电信号进行加密处理;柔性硅胶触手电极一体注塑成型,包括至少多个触角结构,每个触角结构接触头部的一端呈固定导角的柔和指尖状;柔性硅胶触手电极采用的导电硅胶材料包括:硅橡胶、导电粉、硫化剂;其加工过程包括两个阶段:第一阶段,硫化10分钟,温度为170℃;第二阶段,硫化4小时,温度200℃;加工后柔性硅胶触手电极的硬度为64ha-66ha,体积电阻为0.001-0.003欧。硅胶脑电帽柔韧性好,设置于其上的柔性电路、柔性硅胶触手电极、凸点电极均方便更换与维护,且更贴合头部,配合收缩绑带,能够提高舒适性和信号贴合度、以及信号检测准确性;此外,柔性硅胶触手电极、凸点电极均采用特定工艺一体成型,无需任何其他液体连通或者增加接触性能;无线脑电采集盒中的emc防护电路,用于保证电压电流稳定,加密信息认证电路用于信号采集前的线路认证以及信号采集后的信号加密,提高信号检测安全性;可替换柔性电路的工艺结构设计,可以使整体面积与线路长度、拉伸距离最小化。
1.一种多通道脑电采集帽,其特征在于,所述多通道脑电采集帽包括:硅胶脑电帽、柔性硅胶触手电极、凸点电极、可替换柔性电路、固定组件、收缩绑带和无线脑电采集盒;其中,
2.根据权利要求1所述的多通道脑电采集帽,其特征在于,所述保护绝缘层包括:聚酰亚胺膜层和/或聚酯膜制备层。
3.根据权利要求1所述的多通道脑电采集帽,其特征在于,所述电路外形线以聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯或硅胶作为基材。
4.根据权利要求3所述的多通道脑电采集帽,其特征在于,如果所述电路外形线以聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯作为基材;所述柔性电路段配置拉伸结构,且为所述拉伸结构预留拉伸空间。
5.根据权利要求1所述的多通道脑电采集帽,其特征在于,所述参考电极点位设置于耳部位置或前额位置。
6.根据权利要求1所述的多通道脑电采集帽,其特征在于,所述滤波电路,用于采用针对脑电信号特点的二阶级联的四阶巴特沃斯模拟滤波器,对采集的多通道脑电信号进行高频滤波处理;所述无线脑电采集盒中还包括:依次连接的信号放大及模数转换电路、mcu、蓝牙电路;其中,所述信号放大及模数转换电路与所述滤波电路连接;所述mcu还与所述加密信息认证电路连接;
7.一种脑电信号采集系统,其特征在于,信号采集终端以及如权利要求1-6任一项所述的多通道脑电采集帽;所述信号采集终端与所述多通道脑电采集帽中的无线脑电采集盒通信连接。