腦電波的采集和無線傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器，特別涉及一種腦電波的采集和無線傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 大腦神經(jīng)活動時會產(chǎn)生微弱的電場波動，當數(shù)以萬計的神經(jīng)同時活動時，電場就 會產(chǎn)生有韻律的波動。從頭皮上就能測量到這種波動，即腦電波。不同的精神狀態(tài)會造成 不同形式的神經(jīng)活動，從而發(fā)出不同的腦電波。腦電信號的特點：首先，腦電信號非常微弱， 一般只有50iiV左右，幅值范圍為5iiV~100iiV，所以腦電信號放大增益要比一般的信號 高得多，一般要放大20000倍左右。第二，腦電信號頭皮與顱骨通常幾千Q的電阻，所以要 求前置部分有很高的輸入阻抗，以提高腦電信號索取能力，一般輸入阻抗要大于IOMQ。第 三，腦電信號的頻率低，一般在0-lHz-lOOHz，需要濾除腦電信號頻率以外的高頻干擾。第 四，在普通環(huán)境下，腦電信號采集受到工頻干擾等共模干擾，信噪比通常低于-10dB。工頻干 擾主要是以共模形式存在，幅值在mV數(shù)量級，所以要求放大器具有很高的共模抑制比，一 般要大于120dB。第五，在電極與頭皮接觸的部位會產(chǎn)生電位差，稱為極化電壓。
[0003] 腦電圖具有簡易，無創(chuàng)和高時間分辨率等優(yōu)點，其信號處理可以獲得與疾病相關(guān) 的信息并用于診斷，例如：檢查癲癇，腦腫瘤，顱腦損傷，中樞神經(jīng)疾病等，也可利用人們不 同感覺或運動下的腦電的不同，通過對腦電信號的有效提取和分類達到某種控制目的。人 類是在1929年首次從放在頭皮的電極測量出腦電的活動，把這種隨時間變化的電位記錄 下來就形成了腦電圖，從此開啟了一扇研究腦電圖的大門。傳統(tǒng)的腦電圖機雖精確度好但 體積大、移動不便、抗干擾性能不佳、安裝不便而且價格也比較昂貴，具有很大的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的，就在于提供一種腦電波的采集和無線傳輸裝置。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種腦電波的采集和無線傳輸裝置，其包括：
[0006]TGAM模塊；該TGAM模塊采用NeuroSky神念科技的腦電采集模塊TGAM。
[0007] 用于貼在前額的前額電極，其輸出連接TGAM模塊；該前額電極是采用NeuroSky神 念科技的氯化銀干電極。
[0008] 用于夾在左右耳垂上的兩個耳夾電極，其輸出分別連接TGAM模塊；耳夾電極內(nèi)裝 有使人體的電壓與耳夾的電壓相等的接地電極，以及可通過共模抑制過濾掉周圍環(huán)境噪音 的參考電極。
[0009] 藍牙發(fā)送模塊，其輸入連接TGAM模塊；
[0010] 藍牙接收模塊，與藍牙發(fā)送模塊無線通信相連；
[0011]上位機，其輸入連接藍牙接收模塊；
[0012] 所述上位機設(shè)有USB接口模塊和腦電波的顯示分析系統(tǒng)：USB接口模塊的輸入連 接藍牙接收模塊，輸出連接腦電波的顯示分析系統(tǒng)。該USB接口模塊為FT232USB轉(zhuǎn)串口模 ±夬，其接收3. 3V-5V外部供電，支持5V對外供電和3. 3V對外供電；自帶3個LED:TXDLED、 RXDLED和POWERLED。該腦電波的顯示分析系統(tǒng)是基于圖形化編程語言LabVIEW編寫的 腦電波的顯示分析系統(tǒng)。USB接口模塊將腦電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)，輸入基于圖形化編程語 言LabVIEW的腦電波的顯示分析系統(tǒng)；基于圖形化編程語言LabVIEW的腦電波的顯示分析 系統(tǒng)則顯示腦電波圖、腦電功率圖并進行時頻分析。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是，突破了醫(yī)用常規(guī)的濕傳感器使用上的不便，TGAM和人體的 接觸只需要一個簡單的干接觸點，其先進的過濾技術(shù)可以排除日常生活中環(huán)境的噪音，讓 芯片能應(yīng)用在醫(yī)院以外一般用戶的消費設(shè)備里。腦電信號采集系統(tǒng)就要求具有較好的可靠 性、實時性以及可移動性等特點，并在此基礎(chǔ)上能方便而準確地采集到腦電數(shù)據(jù)并進行分 析，擺脫了傳統(tǒng)腦電圖機有線測量、雖精確度好但體積大、移動不便、抗干擾性能不佳、安裝 不便而且價格也比較昂貴的局限性，增加了系統(tǒng)的可移動性，可實時顯示腦電波并進行時 頻分析，該腦電波采集和無線傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理便攜，操作方便，適用于醫(yī)學(xué)、教育、科研等 領(lǐng)域，可進行醫(yī)學(xué)檢測、技術(shù)研發(fā)等。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015] 參見圖1，本發(fā)明的腦電波的采集和無線傳輸裝置，一種腦電波的采集和無線傳輸 裝置，包括TGAM模塊1、用于貼在前額的前額電極2、用于夾在左右耳垂上的兩個耳夾電極 3、藍牙發(fā)送模塊4、藍牙接收模塊5和上位機6。
[0016]TGAM模塊1采用NeuroSky神念科技的腦電采集模塊TGAM。
[0017] 用于貼在前額的前額電極的輸出連接TGAM模塊；該前額電極是采用NeuroSky神 念科技的氯化銀干電極。
[0018] 用于夾在左右耳垂上的兩個耳夾電極的輸出分別連接TGAM模塊；耳夾電極內(nèi)裝 有使人體的電壓與耳夾的電壓相等的接地電極，以及可通過共模抑制過濾掉周圍環(huán)境噪音 的參考電極。
[0019] 藍牙發(fā)送模塊的輸入連接TGAM模塊：
[0020] 藍牙接收模塊與藍牙發(fā)送模塊無線通信相連；
[0021] 上位機的輸入連接藍牙接收模塊；
[0022] 上述上位機設(shè)有USB接口模塊和腦電波的顯示分析系統(tǒng)：USB接口模塊的輸入連 接藍牙接收模塊，輸出連接腦電波的顯示分析系統(tǒng)。該USB接口模塊為FT232USB轉(zhuǎn)串口模 ±夬，其接收3. 3V-5V外部供電，支持5V對外供電和3. 3V對外供電；自帶3個LED:TXDLED、 RXDLED和POWERLED。該腦電波的顯示分析系統(tǒng)是基于圖形化編程語言LabVIEW編寫的 腦電波的顯示分析系統(tǒng)。USB接口模塊將腦電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)，輸入基于圖形化編程語 言LabVIEW的腦電波的顯示分析系統(tǒng)；基于圖形化編程語言LabVIEW的腦電波的顯示分析 系統(tǒng)則顯示腦電波圖、腦電功率圖并進行時頻分析。
[0023] 本發(fā)明中的TGAM模塊采用NeuroSky神念科技的腦電采集模塊TGAM，可以處理并 輸出腦波頻率譜、腦電信號質(zhì)量、原始腦電波和三個NeuroSky的eSense參數(shù)：專注度、放松 度和眨眼偵測。其特點及優(yōu)勢是：
[0024] 能直接連接干接觸點，不像傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)用的傳感器使用時需要涂抹導(dǎo)電膠；
[0025] 單EEG腦電通道有3個接觸點：EEG(腦電采集點）、REF(參考點）和GND(地線 點）；
[0026] 先進的噪音過濾技術(shù)，能抗拒日常環(huán)境里的各種干擾；
[0027] 低能耗，適合便攜式消費產(chǎn)品的電池供電的設(shè)備，3. 3V供電下最大消耗為
[0028] 15mA；
[0029] 原始腦電數(shù)據(jù)以512Hz輸出；
[0030]UART波特率：57600 波特；
[0031]物理規(guī)格：尺寸（最大）2. 79cmxl. 52cmx0. 25cm，重量（最大）130mg;
[0032] 上電后若接觸點連續(xù)4s沒有采集到腦電或連續(xù)7s收到差的腦電信號，該模塊
[0033] 會通過"信號質(zhì)量強度"發(fā)出信號差的警告，提醒用戶調(diào)整傳感器；
[0034]TGAM定義了傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。TGAM模塊每秒發(fā)送512個小包數(shù)據(jù)和
[0035] 1個大包數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包包括三個部分：包頭文件，有效負載，校驗和。如表1
[0036]所示。
[0037]表1
[0038]
[0039] 負載是一系列的字節(jié)，小包數(shù)據(jù)的有效負載包含原始腦電數(shù)據(jù)，大包數(shù)據(jù)有效負 載依次包含：信號質(zhì)量，專注度，放松度，腦電功率。
[0040] 原始腦電數(shù)據(jù)：有符號的兩字節(jié)整型數(shù)據(jù)，采樣頻率為512Hz，它代表的是腦電位 的幅度值。前一個字節(jié)代表的是高八位，后