头戴式脑电波检测仪[实用新型专利]

(10)授权公告号 CN 202636937 U
(45)授权公告日 2013.01.02C N 202636937 U
*CN202636937U*
(21)申请号 201220238531.0
(22)申请日 2012.05.25
A61B 5/0476(2006.01)
(73)专利权人深圳市宏智力科技有限公司
地址518057 广东省深圳市南山区高新技术
产业园北环大道北松坪山路1号源兴
科技大厦南座1102室
(72)发明人吕力超 涂根谋 陈崇文
(74)专利代理机构中国商标专利事务所有限公
司 11234
代理人
马云超
(54)实用新型名称
头戴式脑电波检测仪
(57)摘要
本实用新型涉及一种头戴式脑电波检测仪。

本实用新型旨在提供一种便于携带和佩戴的小型
化脑电波检测仪。

该脑电波检测仪能够准确、实
时地检测脑波信号，并对脑波数据进行二次处理，
提供二次开发数据接口，提高了用户体验。

其包
括：脑电波处理单元、第一传感器单元、第二传感
器单元、第三传感器单元、信息处理单元、数据转
换输出单元和接地单元；数据转换输出单元包括
RS232接口和蓝牙接口；第一传感器单元的输出
端与脑电波处理单元的EEG 电极连接；第二传感
器单元的输出端与脑电波处理单元的REF 电极连
接；第三传感器单元的输出端与脑电波处理单元
的接地电极连接。

(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书3页 附图2页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页
1/1页
1.一种头戴式脑电波检测仪，其特征在于包括：脑电波处理单元、第一传感器单元、第二传感器单元、第三传感器单元、信息处理单元、数据转换输出单元和接地单元；数据转换输出单元包括RS232接口和蓝牙接口；
第一传感器单元的输出端与脑电波处理单元的EEG 电极连接；第二传感器单元的输出端与脑电波处理单元的REF 电极连接；第三传感器单元的输出端与脑电波处理单元的接地电极连接；脑电波处理单元的数据输出端与信息处理单元的数据输入端连接；信息处理单元的第一数据输出端与数据转换输出单元连接；所述接地单元与所述脑电波处理单元的接地端连接；
所述第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元分别接收脑电波信号，脑电波信号经由脑电波处理单元解析、转换之后输出到所述信息处理单元，信息处理单元对输入的数据进行处理并将处理后的数据发送至数据转换输出单元，数据转换输出单元通过RS232接口或蓝牙接口将数据发送到接收平台；
所述脑电波处理单元为神念科技的TGAM1芯片。

2.根据权利要求1所述的头戴式脑电波检测仪，其特征在于：所述信息处理单元的第二数据输出端与所述脑电波处理单元的配置数据输入端连接。

3.根据权利要求1所述的头戴式脑电波检测仪，其特征在于：所述信息处理单元包括数字滤波降噪模块和分析运算模块；输入到信息处理单元的数据经过数字滤波降噪模块处理后输入到分析运算模块进行运算。

4.根据权利要求1所述的头戴式脑电波检测仪，其特征在于：还包括一U 型本体；所述第一传感器单元位于U 型本体的中部并且位于脑部上方；所述第二传感器单元和第三传感器单元分别位于U 型本体的两端部。

5.根据权利要求4所述的头戴式脑电波检测仪，其特征在于：所述U 型本体的一端部具有容置盒体，该容置盒体内设有所述脑电波处理单元、信息处理单元和数据转换输出单元。

6.根据权利要求1所述的头戴式脑电波检测仪，其特征在于：所述接地单元为一个耳夹式电极。

7.根据权利要求1所述的头戴式脑电波检测仪，其特征在于：所述第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元为金属干电极传感器。

权 利 要 求 书CN 202636937 U
头戴式脑电波检测仪
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种检测设备，尤其涉及一种用于检测脑电波信号的头戴式脑电波检测仪。

背景技术
[0002] 随着社会竞争的加剧，越来越多的人希望及时准确的得知自己脑部状态信息，从而得知自己的健康状况和身体信息。

现有的脑电波检测仪主要用于医院神经内科做内科检查。

但是现有脑电波检测仪存在体积大，不易移动，且信号输出为在纸上标记，该输出为原始的波形数据，只有专业人事才能看懂，现有的脑电波检测仪还存在着处理能力有限，无二次数据接口，扩展能力不强等不足。

[0003] 中国实用新型专利9823231.3，实用新型名称为“数字化脑电检测终端”公开了一种操作实用简便且能够以数字化形式将脑电信号实时传送给其他设备的脑电波检测设备。

该脑电波检测终端由脑电信号放大电路、模数转换及计算机接口电路、嵌入式单板PC计算机、固态电子盘及显示屏组成。

脑电信号放大电路的输出端与模数转换及计算机接口电路的输出口接嵌入式单板PC计算机，嵌入式单板PC计算机与固态电子盘和显示屏连接。

该设备体积过大，操作复杂，成本比较高，更不适合随身携带或者佩戴。

该设备只是对脑电波信息停留在简单的测量上，对脑电波信息处理能力有限，此外该脑电波检测仪由于没有多种输出接口，导致处理后的数据无法发送到多种应用平台上，用户体验不高。

实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在提供一种便于携带和佩戴的小型化脑电波检测仪。

该脑电波检测仪能够准确、实时地检测脑波信号，而且还提供了丰富的智能数据输出接口，可以将处理后的数据发送到多种应用平台上，提高了用户体验。

[0005] 为了解决上述问题，本实用新型提供一种头戴式脑电波检测仪，其特征在于包括：脑电波处理单元、第一传感器单元、第二传感器单元、第三传感器单元、信息处理单元、数据转换输出单元和接地单元；数据转换输出单元包括RS232接口和蓝牙接口；第一传感器单元的输出端与脑电波处理单元的EEG电极连接；第二传感器单元的输出端与脑电波处理单元的REF电极连接；第三传感器单元的输出端与脑电波处理单元的接地电极连接；脑电波处理单元的数据输出端与信息处理单元的数据输入端连接；信息处理单元的第一数据输出端与数据转换输出单元连接；所述接地单元与所述脑电波处理单元的接地端连接；所述第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元分别接收脑电波信号，脑电波信号经由脑电波处理单元解析、转换之后输出到所述信息处理单元，信息处理单元对输入的数据进行处理并将处理后的数据发送至数据转换输出单元，数据转换输出单元通过RS232接口或蓝牙接口将数据发送到接收平台；所述脑电波处理单元为神念科技的TGAM1芯片。

[0006] 优选地，所述接收平台包括：PC平台、安卓平台或IOS平台。

[0007] 优选地，所述信息处理单元的第二数据输出端与所述脑电波处理单元的配置数据
输入端连接。

[0008] 优选地，所述信息处理单元包括数字滤波降噪模块和分析运算模块；输入到信息处理单元的数据经过数字滤波降噪模块后输入到分析运算模块进行运算。

[0009] 优选地，还包括一U型本体；所述第一传感器单元位于U型本体的中部并且位于脑部上方；所述第二传感器单元和第三传感器单元分别位于U型本体的两端部。

[0010] 优选地，所述U型本体的一端部具有容置盒体，该容置盒体内设有所述脑电波处理单元、信息处理单元和数据转换输出单元。

[0011] 优选地，所述接地单元为一个耳夹式电极。

[0012] 优选地，所述第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元为金属干电极传感器。

[0013] 本实用新型的有益效果是：该头戴式脑电波检测仪基于先进的脑波微生物电传感器测出脑电波。

并对脑波数据进行分析处理。

使用高速高集成MCU对脑波数据进行处理，并根据相应的要求作相应的显示。

该脑电波检测仪能够准确、实时地检测脑波信号，并对脑波数据进行二次处理，提供二次开发数据接口，可以通过蓝牙通讯技术或RS232串口技术，将脑波数据传到计算机或者便携式设备如安卓平台或IOS平台上，可以对脑波数据进行二次处理，功能强大，提高了用户体验。

附图说明
[0014] 图1为本实用新型的头戴式脑电波检测仪的结构框图；
[0015] 图2为本实用新型的头戴式脑电波检测仪的结构示意图。

具体实施方式
[0016] 下面结合附图对本实用新型做进一步地说明。

[0017] 如图1所示，本实用新型的头戴式脑电波检测仪，该脑电波检测仪将传统脑电波检测仪小型化，可以置于头部或随身携带。

该脑电波检测仪包括：脑电波处理单元、第一传感器单元、第二传感器单元、第三传感器单元、信息处理单元、数据转换输出单元和接地单元。

数据转换输出单元包括RS232接口和蓝牙接口。

其中RS232接口中的主芯片型号为：MAX3232CSE，蓝牙接口中的主芯片型号为：BC417143B。

其中所述脑电波处理单元为神念科技（NeuroSky）公司的ThinkGear-AM系列的中TGAM1芯片。

该芯片可以通过在前额处安装一个传感器，不但可检测到脑波信号，同时还可以检测到多种大脑状态。

该芯片可以帮助过滤掉外界的干扰噪音，从而更有效的测量到神经活动，而且测量的精确度可以达到科研用的脑电图的96%。

[0018] 具体的，所述第一传感器单元的输出端与TGAM1芯片的EEG电极（Electroencephalogram Electrode）连接；第二传感器单元的输出端与TGAM1芯片的REF 电极（Reference Electrode）连接；第三传感器单元的输出端与TGAM1芯片的接地电极（Ground Electrode）连接；TGAM1芯片的数据输出端（TXD）与信息处理单元的数据输入端连接；信息处理单元的第一数据输出端与数据转换输出单元连接；所述接地单元与TGAM1芯片的接地端连接。

所述第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元分别用于接收脑电波信号，脑电波信号经由脑电波处理单元解析、转换之后输出到所述信息处理单元，
信息处理单元对输入的数据进行处理并将处理后的数据发送至数据转换输出单元。

所述第一传感器单元、第二传感器单元、第三传感器单元为金属干电极传感器。

[0019] 所述信息处理单元包括分析运算模块，该分析运算模块为单片机或DSP。

该模块从TGMA1芯片中的TXD端口读取出数据，此数据是一个相对的参考数据，范围值从0-100。

该数据经过一个低通滤波器，再通过中值算法和取平均值的算法，再采用一个时间积分的方法，每隔3秒算出一个代表专注力和方松力的数值。

经过经验数据和统计验证，当代表专注力的数值达到72时，说明人处于比较专注的状态，当代表方松力的数值达到80时，说明人处于比较放松的状态，该信息处理单元将处理过的数据发送至数据转换输出单元。

数据转换输出单元通过RS232接口或蓝牙接口将数据发送到接收平台。

接收平台包括：PC平台、安卓平台或IOS（iPhone OS，美国苹果公司为其智能手机开发的操作系统）平台。

具体的，二次处理的数据通过RS232的通讯标准输出到PC平台，或者通过蓝牙接口输出到安卓平台或者PC平台还可以通过特殊的IOS加密解密单元，将数据进行处理后通过蓝牙接口将数据发送至IOS平台。

这里IOS加密解密单元为苹果公司的加密芯片2164。

所述中值算法和取平均值的原理是不间断地读TGMA1芯片中的数据，并连续每组读取的5个数据中，去掉最大值和最小值，然后将中间的三个数值取平均数。

实时积分的作用是将获得的数据中取出更加稳定的平均值数据，在积分的时间的平均值都在一个稳定的水平。

表明脑波信号已经比较稳定了。

[0020] 优选地，所述信息处理单元的第二数据输出端与TGMA1芯片的配置数据输入端（RXD）连接。

用于对TGMA1芯片的进行初始化和配置等操作。

[0021] 所述信息处理单元还包括数字滤波降噪模块。

该模块通过降噪电路和滤波电路模块对数据进行降噪和滤波处理。

[0022] 如图2所示，该图为本实用新型的头戴式脑电波检测仪的结构示意图。

其包括一个U型本体2；所述第一传感器单元1位于U型本体2的中部，佩戴时，其位于脑部上方。

所述第二传感器单元和第三传感器单元分别位于U型本体2的两端部，即第二传感器单元设置在U型本体的一端，第三传感器单元设置在U型本体的另一端。

所述U型本体2的一端部具有一个容置盒体3，该容置盒体3内设有所述脑电波处理单元、信息处理单元和数据转换输出单元。

优选地，所述接地单元为一个耳夹式电极4，该耳夹式电极4从容置盒体内伸出，佩戴时，耳夹夹住耳朵，用以接地。

图1
图2。