本發明涉及生物信號采集技術領域，具體涉及一種磁吸式連接的便攜式腦電采集裝置。

背景技術：

人類在進行思維活動時在大腦產生的生物電信號就是腦電信號，這些腦電信號可以通過放置在頭部的傳感器來進行測量和研究。我們的大腦無時無刻不在產生腦電，這些自發的生物電信號的頻率變動范圍通常在0.1hz－50hz之間，根據其頻率不同可劃分為delta波、theta波、alpha波、beta波、gamma波等多種類型。科學研究發現，通過對這些腦電信號的分析，可以獲取反映大腦活動的很多信息，如注意力水平、緊張程度、疲勞程度等。

目前存在采集信號精確、功能齊全的腦電采集裝置，但此類腦電儀價格昂貴，體積較大，攜帶不方便，且在使用時需要佩戴專用的電極帽。電極帽佩戴過程中通常需要涂抹導電膠或生理鹽水，佩戴流程復雜，舒適度差，因此在使用中有很大的局限性。如專利cn201410748851中公開的一種腦電圖檢測儀，為一種集成有無線數據傳輸模塊的腦電采集裝置，其在采集腦電時需要佩戴彈性頭套，佩戴過程比較復雜，并且測量時需要通過導管涂抹檢查介質液，介質液和頭皮接觸，舒適度較差。

目前也存在便攜式的腦電采集裝置，此類裝置通常是耳機形態或者是頭箍形態，可以通過干電極傳感器采集腦電信號，具有使用簡單，攜帶方便的特點。目前此類裝置多采用夾緊式固定或者捆綁式固定的方式將裝置固定在頭部。其中夾緊式固定方式多采用耳機形態的裝置，如美國neurosky公司的mindwave腦波儀，其外形類似耳機，佩戴在使用者頭部，耳機前部支架伸出的傳感器貼在使用者前額。由于前額的傳感器是通過支架貼在前額部位，很難保證和皮膚一直有良好接觸，容易導致腦電信號采集質量不穩定，并且此類耳機形態的裝置采用夾緊式設計，佩戴不舒適，長時間佩戴會產生不適的壓迫感。捆綁式固定方式多采用頭箍形態的裝置，如深圳宏智力的brainlink腦波儀，其以頭箍形態套在使用者頭部，背后用尼龍粘扣進行連接，或者直接采用環形封閉的松緊帶形式的頭箍，通過松緊帶的彈力將頭箍固定在頭部。但此類裝置采用的尼龍粘扣在使用過程中，由于經常使用會導致部分粘勾損壞或者粘上異物，進而會導致粘扣粘連不緊，甚至粘連不上的問題，從而影響到頭部電極與皮膚接觸的效果，也會導致腦電信號采集質量不穩定。而采用環形封閉的松緊帶式結構的裝置，為保證頭部電極接觸良好，其彈力需要設計的較大，因此佩戴時存在不舒適的問題，長時間佩戴會產生不適的壓迫感。

技術實現要素：

本發明的目的，在于提供一種方便攜帶、易于使用、佩戴舒適的便攜式腦電采集裝置，并且此裝置經過長期使用也不會影響到腦電信號采集質量和穩定性，長時間佩戴也不會產生不適的壓迫感。

本發明的技術方案是：一種磁吸式連接的便攜式腦電采集裝置。包括發帶帶體、第一磁吸組件、第二磁吸組件、電極傳感器、腦電采集模塊、無線通訊模塊。

所述的發帶帶體用于在其上固定第一磁吸組件、第二磁吸組件、電極傳感器、腦電采集模塊、無線通訊模塊，所述的發帶采用柔軟材質制作，發帶在使用時環繞佩戴在使用者的頭部。

所述的第一磁吸組件內置至少一個永磁體，所述的第二磁吸組件內置至少一個由永磁體、能被磁性吸引的金屬材料(如鐵鈷鎳或含有鐵鈷鎳的合金)組成的物質組中選擇的一種或多種物質。所述的第一磁吸組件和第二磁吸組件中的多個永磁體或金屬材料的排列方式為并排排列，多個永磁體中的相鄰2個永磁體的擺放方向可以是磁極相反，也可以是磁極一致。第一磁吸組件和第二磁吸組件分別固定在發帶帶體的兩端，當發帶佩戴在頭部時，發帶兩端在頭的后部進行接觸，由于固定在兩端的第一磁吸組件和第二磁吸組件之間的磁力吸引作用，將發帶兩端吸附在一起，從而將發帶環繞固定在使用者的頭部。使用者在佩戴時，可以根據自己頭圍的大小自由調整第二磁吸組件與第一磁吸組件之間的相對位置，即調整第二磁吸組件與第一磁吸組件之間的吸附位置，從而可以調整到適合自己頭圍的發帶長度，即不會產生壓迫感，也能夠保證電極傳感器與頭部皮膚的良好接觸。

所述的電極傳感器固定在發帶帶體的內側，在發帶配戴時貼附于前額位置，與頭部皮膚接觸，電極傳感器的輸出端和腦電采集模塊輸入端連接。所述的電極傳感器使用的材料包括但不限于下述至少一種或多種導電材質的復合組合，這些材料包括：金屬片、柔性fpc、導電膠、導電墨水、pcb、導電涂層、導電橡膠、導電泡棉、電鍍件、電容傳感器。

所述的腦電采集模塊通過連接電極傳感器來實現對腦電信號進行采集，并將采集的腦電信號進行濾波、放大、a/d轉換及數據處理。

所述的無線通訊模塊的輸入端與腦電采集模塊的輸出端連接，用于接收腦電采集模塊輸出的腦電數據，并將數據以無線方式傳送出去，其他設備可以以無線方式接收無線通訊模塊發送的腦電數據。

本發明的有益效果是：本發明采用磁吸式連接方式將發帶固定在頭部，使用者可以根據自己的頭圍大小靈活方便的調整發帶的松緊度，使之既能夠保證電極傳感器與頭部皮膚保持良好接觸，從而保證腦電信號測量的準確性和穩定性，也能保證長時間佩戴的舒適度，并且便于折疊和攜帶。

(1)克服了傳統腦電采集裝置使用復雜，佩戴舒適度差，不便于攜帶等問題。

(2)克服了耳機形態便攜式腦電采集裝置電極和皮膚接觸不穩定，進而導致腦電信號采集質量不穩定的問題，以及長時間佩戴會產生不適的壓迫感的問題。

(3)克服了尼龍粘扣形式的發帶由于經常使用會導致部分粘勾損壞或者粘上異物，進而會導致粘扣粘連不緊，甚至粘連不上的問題。也克服了松緊帶形式的發帶存在的長時間佩戴會產生不適的壓迫感的問題。

附圖說明

圖1是本發明的邏輯框圖；

圖2為本發明結構示意圖；

圖3為本發明實施例中單個永磁體外形結構示意圖；

圖4為本發明實施例中的多個永磁體并排排列的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行進一步說明。

參見圖1的邏輯框圖，本發明提供的磁吸式連接的便攜式腦電采集裝置包括發帶帶體、第一磁吸組件、第二磁吸組件、電極傳感器、腦電采集模塊、無線通訊模塊。

本實施例中，所述的發帶帶體用于在其上固定第一磁吸組件、第二磁吸組件、電極傳感器、腦電采集模塊、無線通訊模塊。所述的電極傳感器的輸出端和腦電采集模塊輸入端連接。所述的腦電采集模塊通過連接電極傳感器來實現對腦電信號進行采集，并將采集的腦電信號進行濾波、放大、a/d轉換及數據處理。所述的無線通訊模塊的輸入端與腦電采集模塊的輸出端連接，用于接收腦電采集模塊輸出的腦電數據，并將數據以無線方式傳送出去，其他設備可以以無線方式接收無線通訊模塊發送的腦電數據。

參見圖2的系統結構示意圖，發帶帶體1采用柔軟材質制作，第一磁吸組件2、第二磁吸組件3、電極傳感器4、腦電采集模塊5、無線通訊模塊6均固定在發帶帶體1上，發帶帶體1在使用時環繞佩戴在使用者的頭部，連接各部件的電纜可以沿發帶帶體鋪設。

第一磁吸組件2內置永磁體，永磁體的數量可以是一個或多個。單個永磁體的形狀為扁平長方體，參見圖3，本實施例中使用的單個永磁體寬3mm，厚度1mm，高度為12mm，正面面對的面為磁鐵的n極，反面為磁鐵的s極。多個永磁體的排列參見圖4，本實施例中的多個永磁體并排排列，相鄰的2個永磁體其磁極擺放方向正好相反，此種排列方式可以保證多個永磁體能夠自然吸合排列。也可以采用將相鄰的2個永磁體的磁極擺放方向一致的形式，此種形式的擺放需要設計額外的結構以固定永磁體，避免相鄰永磁體因為排斥力而移動。

第二磁吸組件3內置永磁體或者能夠被磁性吸引的金屬材料，如鐵鈷鎳或含有鐵鈷鎳的合金，數量可以是一個或多個。本實施例中的第二磁吸組件3使用永磁體，其排列方法和第一磁吸組件2的永磁體排列方法一致。第一磁吸組件2和第二磁吸組件3分別固定在發帶帶體1的兩端，當發帶帶體1佩戴在頭部時，發帶帶體1兩端在頭的后部進行接觸，由于固定在兩端的第一磁吸組件2和第二磁吸組件3之間的磁力吸引作用，將發帶帶體1兩端吸附在一起，從而將發帶帶體1環繞固定在使用者的頭部。使用者在佩戴時，可以根據自己頭圍的大小自由調整第二磁吸組件3與第一磁吸組件2之間的相對位置，即調整第二磁吸組件3與第一磁吸組件2之間的吸附位置，從而可以調整到適合自己頭圍的固定長度，既不會產生壓迫感，也能夠保證電極傳感器4與頭部皮膚的良好接觸。

所述的電極傳感器4使用的材料可以是下述一種或多種導電材質的復合組合，這些材料包括：金屬片、柔性fpc、導電膠、導電墨水、pcb、導電涂層、導電橡膠、導電泡棉、電鍍件、電容傳感器，數量可以是一個，也可以是多個。本實施例中采用不銹鋼導電材質，使用3個電極傳感器，其形狀為圓形，直徑為10mm，厚度0.8mm，電極傳感器4固定在發帶帶體1的內側，發帶配戴后電極傳感器4貼附于前額位置，與頭部皮膚接觸。電極傳感器4的輸出端和腦電采集模塊5輸入端通過導線連接。

所述的腦電采集模塊5是一塊內置有腦電采集芯片的模塊，腦電采集芯片采用neurosky的tgat芯片，該芯片將腦電信號的采集、濾波、放大、a/d轉換、數據處理及分析等功能完全集成到一塊asic芯片中，并通過標準接口對外輸出包括專注度、放松度、頻譜強度和原始腦電等多種數據。腦電采集模塊5通過連接電極傳感器4來實現對腦電信號進行采集，并將采集的腦電信號進行濾波、放大、a/d轉換及數據處理。

所述的無線通訊模塊6是一塊內置無線soc(systemonchip)芯片的模塊，無線芯片采用ti公司的cc2510無線收發芯片。該芯片工作在2.4g頻率波段，是一塊內嵌單片機的可編程無線收發器芯片。無線通訊模塊6的輸入端與腦電采集模塊5的輸出端連接，接收腦電采集模塊輸出的腦電數據，并將數據以無線方式傳送出去，其他設備可以以無線方式接收無線通訊模塊6發送的腦電數據。

以上所述的僅是本發明的一種實施方式，應當指出，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干修改、等同替換和改進，這些也應視為屬于本發明的保護范圍。