一種多功能無線腦電帽的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種集腦電采集、刺激顯示和數(shù)據(jù)傳輸于一體的多功能無線腦電帽，屬于生物工程領(lǐng)域。本實用新型包括干電極腦電采集傳感器、LED顯示屏、腦電帽體、藍(lán)牙模塊和供電電源。干電極腦電傳感器和LED顯示屏與藍(lán)牙模塊連接，藍(lán)牙模塊發(fā)送干電極腦電傳感器采集的腦電信號給外部計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，LED顯示屏顯示外部計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送來的各種刺激信號。本實用新型能用于基于運(yùn)動想象、P300和SSVEP的腦機(jī)接口，功能齊全，便于攜帶，既美觀、舒適，又對人體無任何損傷，可實時測量得到原始腦電數(shù)據(jù)以及各種視覺刺激顯示。
【專利說明】
一種多功能無線腦電帽
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種多功能無線腦電帽，屬于生物工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]人類在完成各種生理機(jī)能時，大腦皮層中存在著頻繁的電活動，這就導(dǎo)致了腦電場分布的存在，即可以用專門的電極測量大腦皮層的電位變化，多個電極的組合就形成了一個腦電帽，腦電帽對于腦-機(jī)接口(BCI)的研究至關(guān)重要，它采集的腦電信號質(zhì)量嚴(yán)重影響著后續(xù)腦電信號的特征提取和分類；目前，較常用的非侵入式腦-機(jī)接口范式有基于運(yùn)動想象、P300和穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(SSVEP)的腦-機(jī)接口，大量研究表明，它們應(yīng)用時主要采集的腦電信息的位置也都有所不同。運(yùn)動想象主要采集FC3、FC4、CP3、CP4位置的腦電信息，P300主要采集Fz、Cz、P3、Pz、P4、P07、0z、P08位置的腦電信息，SSVEP主要采集P03、P0z、P04、P07、01、0z、02、P08位置的腦電信息。
[0003 ]目前，腦電帽的設(shè)計多數(shù)比較簡單，功能比較單一，腦電帽上的腦電采集傳感器都較少；而且刺激信號的顯示都是通過計算機(jī)的屏幕顯示;這不利于我們很好的采集全面的腦電信息以及腦-機(jī)接口的研究走出實驗室造福于人民，特別是對于那些腦癱患者，一個簡潔、美觀、功能齊全的腦電帽能給他們控制輪椅的運(yùn)動帶來極大的方便，傳統(tǒng)的腦-機(jī)接口系統(tǒng)(BCIs)都是將腦電采集和刺激顯示分開，這就會導(dǎo)致他們在接收視覺刺激顯示時經(jīng)常是無法同時看到輪椅前方的事物，從而很容易造成安全事故，而且傳統(tǒng)的腦電帽沒有硬質(zhì)的外殼和緩沖層，當(dāng)腦癱或殘疾患者在使用腦電帽控制輪椅運(yùn)動發(fā)生意外時(如輪椅側(cè)翻)，患者的大腦以及腦電帽上的腦電采集傳感器都將會受到損害。本實用新型專利將腦信號采集、刺激顯示和無線數(shù)據(jù)傳輸功能模塊融為一體，將腦電帽設(shè)計成一個頭盔的形式，主要用于基于運(yùn)動想象、P300和SSVEP的腦機(jī)接口，LED顯示屏在給使用者提供視覺刺激顯示時又不妨礙他們觀察前方的事物，更加從提高腦電帽的功能性、保護(hù)腦電帽使用者的安全和提高佩戴舒適度的角度去考慮，能滿足實際應(yīng)用的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是為了克服傳統(tǒng)的腦電帽功能簡單、使用不方便而且各種范式刺激不能脫離龐大的計算機(jī)顯示屏顯示的問題，本實用新型提供了一種集腦電信號采集、刺激顯示和數(shù)據(jù)傳輸于一體的多功能無線腦電帽。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種多功能無線腦電帽，其特征在于:包括LED顯示屏
1、干電極腦電采集傳感器3、腦電帽體4、藍(lán)牙模塊6、供電電源8;
[0006]所述LED顯示屏I位于腦電帽體4前端，干電極腦電采集傳感器3位于腦電帽體4的內(nèi)側(cè)并固定在網(wǎng)布2上，藍(lán)牙模塊6和供電電源8位于腦電帽體4的右側(cè)；
[0007]所述LED顯示屏I和干電極腦電傳感器3分別與藍(lán)牙模塊6連接。
[0008]所述腦電帽體4和干電極腦電采集傳感器3之間設(shè)有緩沖層5。
[0009]所述腦電帽體4后下端安裝有調(diào)節(jié)器7，調(diào)節(jié)器7通過控制桿與網(wǎng)布2連接。
[0010]所述腦電帽體4的頂部開有長條形透氣口10。
[0011]所述腦電帽體4的下端設(shè)有可拆卸的帽帶9。
[0012]所述LED顯示屏I為全透明的，可向上翻轉(zhuǎn)。
[0013]所述干電極腦電采集傳感器3包括對卩2、卩03、卩04工2、0?3、0?4、？3、？2、？4、卩03、卩02、？04、？07、01、(^、02和?08電位信息采集的傳感器。
[0014]本實用新型工作過程和工作原理:
[0015]當(dāng)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元進(jìn)行放電時，干電極腦電采集傳感器3把采集來的腦電信息通過藍(lán)牙模塊6發(fā)送給外部的計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理;外部計算機(jī)系統(tǒng)向多功能無線腦電帽的藍(lán)牙模塊6發(fā)送視覺刺激顯示信號，LED顯示屏I同步顯示藍(lán)牙模塊6傳遞過來的視覺刺激信號。人的大腦通過視覺刺激產(chǎn)生相應(yīng)的腦電信號，進(jìn)而又被干電極腦電采集傳感器3采集，并把采集來的腦電信息通過藍(lán)牙模塊6發(fā)送給外部的計算機(jī)進(jìn)行處理，如此就形成了一個腦電采集、數(shù)據(jù)傳輸與刺激顯示的循環(huán)。
[0016]本實用新型的有益效果是能將腦電采集、刺激顯示和無線數(shù)據(jù)傳輸于一體，主要用于基于運(yùn)動想象、P300和SSVEP的腦機(jī)接口，提高了腦電帽的功能性，提高了使用安全性和舒適度。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的工作原理圖；
[0018]圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖3是本實用新型的俯視圖；
[0020]圖4是本實用新型的內(nèi)部電極分布圖；
[0021 ]圖1-4中各標(biāo)號:1-LED顯示屏，2_網(wǎng)布，3_干電極腦電采集傳感器，4_腦電帽體，5-緩沖層，6-藍(lán)牙模塊，7-調(diào)節(jié)器，8-供電電源，9-帽帶，10-透氣口。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]實施例1:如圖所示，一種多功能無線腦電帽包括LED顯示屏1、干電極腦電采集傳感器3、腦電帽體4、藍(lán)牙模塊6和供電電源8;
[0024]所述LED顯示屏I位于腦電帽體4前端，干電極腦電采集傳感器3位于腦電帽體4的內(nèi)側(cè)并固定在網(wǎng)布2上，藍(lán)牙模塊6和供電電源8位于腦電帽體4的右側(cè)；
[0025]所述LED顯示屏I和干電極腦電傳感器3與藍(lán)牙模塊6連接，干電極腦電采集傳感器3把采集來的腦電信息通過藍(lán)牙模塊6發(fā)送給外部的計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，藍(lán)牙模塊6接收視覺刺激顯示信號并通過LED顯示屏I顯示。
[0026]所述腦電帽體4和干電極腦電采集傳感器3之間設(shè)有緩沖層5。在發(fā)生意外事故時，緩沖層5可以保護(hù)病人大腦不受傷害，保護(hù)干電極腦電傳感器3不被損壞，同時提高佩戴者的舒適感。
[0027]實施例2:本實施例其他部分與前一實施例相同，其中所述腦電帽體4下端設(shè)有調(diào)節(jié)器7，調(diào)節(jié)器7通過控制桿連接在網(wǎng)布2上，調(diào)節(jié)器7可左右轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)干電極腦電采集傳感器3的松緊。當(dāng)調(diào)節(jié)器7由左向右轉(zhuǎn)動時，網(wǎng)布2整體均勻收縮，促使干電極腦電采集傳感器3位置向里移動并縮緊；當(dāng)調(diào)節(jié)器7由右向左轉(zhuǎn)動時，網(wǎng)布2整體均勻舒張，促使干電極腦電采集傳感器3的位置向外移動并擴(kuò)張;通過調(diào)節(jié)干電極腦電采集傳感器3的位置可以使腦電帽使用者隨時處于一個最佳的腦電采集狀態(tài)。
[0028]實施例3:本實施例其他部分與前一實施例相同，其中所述腦電帽體4的頂部開有長條形透氣口 10。主要方便空氣流通，避免使用過程中長時間封閉產(chǎn)生悶熱感，提高使用舒適度。
[0029]實施例4:本實施例其他部分與前一實施例相同，其中所述腦電帽體4的下端設(shè)有可拆卸的帽帶9。根據(jù)使用者頭部大小調(diào)節(jié)帽帶9至合適的長度，使腦電帽佩戴穩(wěn)固。
[0030]實施例5:本實施例其他部分與前一實施例相同，其中所述LED顯示屏I是全透明的，當(dāng)使用者不需要接受視覺刺激顯示時(如進(jìn)行運(yùn)動想象活動)，只需將它向上翻轉(zhuǎn)。選擇P300和SSVEP誘發(fā)電位刺激范式時，LED顯示屏I的顯示界面為一個3 X 3的矩陣，可以實現(xiàn)控制智能小車或輪椅向左、向右、前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、減速和加速運(yùn)動的視覺刺激顯示。
[0031]實施例6:本實施例其他部分與前一實施例相同，其中所述所述干電極腦電采集傳感器3包括對卩2、卩03小04丄2、0?3、0?4、？3、？2、？4、？03、？02、？04、？07、01、(^、02、？08電位信息采集的傳感器。適用于基于運(yùn)動想象、P300和SSVEP的腦機(jī)接口。
[0032]上面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種多功能無線腦電帽，其特征在于:包括LED顯示屏(1)、干電極腦電采集傳感器(3)、腦電帽體(4)、藍(lán)牙模塊(6)和供電電源(8); 所述LED顯示屏(I)位于腦電帽體(4)前端，干電極腦電采集傳感器(3)位于腦電帽體(4)的內(nèi)側(cè)并固定在網(wǎng)布(2)上，藍(lán)牙模塊(6)和供電電源(8)位于腦電帽體(4)的右側(cè)； 所述LED顯示屏(I)和干電極腦電傳感器(3)分別與藍(lán)牙模塊(6)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能無線腦電帽，其特征在于:所述腦電帽體(4)和干電極腦電采集傳感器(3)之間設(shè)有緩沖層(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能無線腦電帽，其特征在于:所述腦電帽體(4)后下端安裝有調(diào)節(jié)器(7)，調(diào)節(jié)器(7)通過控制桿與網(wǎng)布(2)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能無線腦電帽，其特征在于:所述腦電帽體(4)的頂部開有長條形透氣口(10)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能無線腦電帽，其特征在于:所述腦電帽體(4)的下端設(shè)有可拆卸的帽帶(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能無線腦電帽，其特征在于:所述LED顯示屏(I)為全透明的，可向上翻轉(zhuǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能無線腦電帽，其特征在于:所述干電極腦電采集傳感器(3)包括對卩2小03小04丄2、0?3、0?4、？3、？2、？4、？03、？(^、？04、？07、01、02、02和？08電位信息采集的傳感器。
【文檔編號】G06F3/01GK205594579SQ201620218960
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】伏云發(fā), 陳健, 熊馨, 楊俊 , 余正濤
【申請人】昆明理工大學(xué)